重复压裂裂缝转向技术在头台油田的应用

2011-04-15王兴东大庆头台油田开发有限责任公司黑龙江大庆163311

长江大学学报(自科版) 2011年13期

王兴东（大庆头台油田开发有限责任公司，黑龙江大庆163311）

头台油田属于特低渗透油田，大部分井不压裂不出油，主要以压裂投产开发方式，在地层中压出1条有高导流能力的人工裂缝。由于裂缝渗透率远远高于基质渗透率，随着油田的开发，老裂缝控制的原油已接近全部采出，但某些井在现有开采条件下尚控制有一定的剩余可采储量。为了充分发挥油井的生产潜能，往往需要重复压裂。目前，国内外实施的重复压裂有2种方式：①延伸原有裂缝。油田开发过程中，由于压力、温度等环境条件的改变，引起原有压裂裂缝失效。这类井需要加砂重新撑开原有裂缝，穿透堵塞带就可以获得不同程度的效果。另外，压裂改造规模不够，或者支撑裂缝短，或者裂缝导流能力低，这类井必须加大压裂规模继续延伸原有裂缝，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。②层内压出新裂缝。对于厚油层在纵向上的非均质性，油层内见效程度不同，层内矛盾突出而影响开发效果。可以通过补射非主力油层或对非均质厚油层重复压裂、或者压裂同井新层等措施改善出油剖面，从而取得很好的效果。对于薄差油层主要利用重复压裂裂缝转向技术，在老裂缝的基础上，产生新的人工裂缝，增大渗流面积，达到增油增产的目的。

1 重复压裂裂缝转向技术

重复压裂裂缝转向技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向，在压裂中可以暂堵老缝或已加砂缝，从而造出新缝或使压裂砂在裂缝中均匀分布，主要作用有纵向剖面的新层启动、重复压裂的平面上的裂缝转向、裂缝单向延伸的控制。转向技术的实施方法是在施工过程中实时地向地层中加入适量转向剂，该剂为粘弹性的固体小颗粒，遵循流体向阻力最小方向流动的原则，转向剂颗粒进入井筒的炮眼，部分进入地层中的裂缝或高渗透层，在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵，可以形成高于裂缝破裂压力的压差值，使后续工作液不能向裂缝和高渗透带进入，从而压裂液进入高应力区或新裂缝层，促使新缝的产生和支撑剂的铺置变化。产生桥堵的转向剂在施工完成后溶于地层水或压裂液，不对地层产生污染。

2 现场试验

压裂施工时对于同一油层在不同时间分别压裂2次，第1次压开裂缝后停泵25min左右，以确保压开的裂缝能够闭合和利于增强附加的应力。然后采取高强度暂堵材料封堵已形成的裂缝，通过第2次压裂和附加应力的作用，以促使压开与原裂缝形成一定角度的新裂缝。施工时对2次压裂进行微地震测试，监测裂缝的方位及形态。同时压后采取强制闭合工艺技术，从而使得支撑剖面更趋合理，完善裂缝纵向支撑剖面，从而最大限度地保证支撑剂在产层里的有效支撑。并在压裂施工全程追加水化剂配合，能够减少压裂液对地层的伤害，提高压裂液的返排率。

针对以上条件限制，选取了源23区块具有一定砂岩厚度和有效厚度的3口井进行试验。

2.1 监测分析转向效果

对上述压裂3口井中的源21-103井人工裂缝的形成与扩展过程进行了监测。判断是否产生新缝。主要依据以下3个方面：①2次压裂裂缝的方位；②破裂压力是否变化；③裂缝高度是否有变化。重复压裂转向效果统计表如表1，从表中可以看该压裂井裂缝发生转向，转向角度为约10°。该井第1次压裂的井口压力是20MPa，排量2.0m3／min；第2次压裂的井口压力是32MPa，排量2.4m3／min。分别监测到的人工裂缝形态如图1所示。

表1 重复压裂转向效果统计表

仔细观测裂缝走向迭加图可以看出，第2次压裂，该井人工裂缝近东西向，东西裂缝长度约150m，然后转向第1次压裂裂缝的方向，出现明显的典型裂缝转向过程。把2次观测的微地震点迭合在一起，第2次检测结果相对第1次观测结果，不仅初裂缝不重合，延伸后的裂缝也有差别，后者有明显的裂缝转折过程，转折后的裂缝与第1次压裂形成的裂缝走向大体一致。2者的裂缝高度差近2m，这表明该层的二次压裂出现了典型的人工裂缝转向过程。