特低渗透油层多层压裂选层地质条件分析

2012-11-14郑忠文范庆雄田世伟付繁荣史哲峰

石油化工应用 2012年4期

关键词：单层单井油层

郑忠文，范庆雄，田世伟，付繁荣，史哲峰

（1.长安大学，陕西西安 710061；2.西安石油大学，陕西西安 710061；3.延长油田股份有限公司青化砭采油厂，陕西延安 716000）

特低渗透油层多层压裂选层地质条件分析

郑忠文1，范庆雄2，田世伟3，付繁荣3，史哲峰3

（1.长安大学，陕西西安 710061；2.西安石油大学，陕西西安 710061；3.延长油田股份有限公司青化砭采油厂，陕西延安 716000）

从油层角度，通过对影响单井产能因素的分析以及现场生产实践，认为地层系数是影响姚店油田单井初期产能的主要原因之一，并利用统计规律简化油层射开程度、表皮系数、层间干扰等因素，建立初期产能估算公式。当多层压裂动用油层地层系数大于14×10-3μm·m，且单层动用油层地层系数小于6×10-3μm·m时，采用多层压裂可有效提高单井初期产能，达到单层采油初期产能的1.5～2倍，当单层压裂油层地层系数大于6×10-3μm·m时，多层压裂的增产能力较小，油井适宜于单层开采。多层压裂与单层压裂初期产量递减程度一致，递减规律相同。因此，依据地层系数优选油井进行多层压裂，值得进一步试验与扩展的开发模式。

多层压裂；地层系数；提高单井初期产能

姚店油田属于特低渗透、低丰度、低压油藏，油层厚度小，夹层发育，油井均经人工压裂投产，人工裂缝以水平缝为主。新井投产延续早期开发模式，即当年先压开一层生产，次年对该井老层进行二压或者动用新层。根据其他油田经验以及往年二压井效果分析，老井二次压裂，特别是老层新段压裂裂缝受地应力场改变影响，裂缝向老缝方向延伸上翘，直接影响到二压井增产效果，因此，2011年在姚店油田进行多层压裂试验，取得了一定的效果与认识。

1 2011年单、多层压裂效果对比

2011年在姚店油田延河以南区域进行新井压裂91井次，统计压裂后生产时间在两个月以上油井生产情况60口井。

如表1所示，多层压裂油井27口，当月生产原油1772 t，平均单井生产原油65.6 t，次月平均单井生产原油34.4 t，单月产量递减57.2%，单井最高初月产量达到127 t，最低32 t。与单层压裂油井相比，多层压裂油井平均单井初月多生产原油20.2 t，是单层压裂油井初月单井平均产量的1.4倍，次月平均单井生产原油是单层压裂油井的1.2倍，且单层压裂油井最高初月产 79 t，最低仅 21 t。

两类油井平均单井产量递减幅度相当，分别为57.2%，54.0%。

整体上，与单层压裂相比较，多层压裂达到了增油的效果，但增油的幅度一般；单井上，产能差别较大，高产井、低产井在两类压裂井中均存在（见表1），因此，需要进一步明确单井产能影响因素，进一步优化选井，以达到高效开发的目的。

表1 单层压裂与多层压裂效果对比表

2 影响单井产能的因素分析

依据现有资料，本着由地面到地下，由工程到地质的基本原则，以22口单层压裂油井为主，排除层间干扰，对单井产能影响因素进行分析，主要有以下四个因素：

2.1 压裂机组固定，压裂规模一致，施工良好，对单井产能影响不明显

根据压裂施工设计原则以及现场施工情况，破裂压力27～35 MPa，平均33.0 MPa，，施工排量1.9 m3/min左右，平均砂比33%，加砂过程稳定，单井单缝加砂量20～23 m3施工机组固定。压裂规模，施工过程影响不明显。

2.2 油层物性、厚度单因素影响不明显

油层物性，特别是渗透率，是油井产能高低的基本因素，但从孔隙度、渗透率与油井产能的单因素相关性不明显，也就是说，仅从物性的单因素方面，对油井产能不形成影响，有效厚度类似（见图1a、b）。

目前的油层分类对于油层的产油能力没有明确的界定。依据姚店油田北部油气富集规律储层分类标准，Ⅰ类储层，Ⅱ类储层，Ⅲ类储层所在油井产能没有明确的界限，不能反映出油层的生产能力（见图1c，表2）。

表2 姚店油田储层分类标准

2.3 油层埋深与单井产能相关

地层能量是油井产能高低的一个决定性因素，在新区没有注水井对应、低渗透油藏压力传导条件差的情况下，油层埋深对油井的产能有重要影响。埋深与油井产能具有正相关性，但相关性较差（见图2）。

2.4 地层系数与单井初期产能具有良好的相关性

地层系数与油井单井初期产能有良好的相关性，是影响单井初期产能的重要因素，且具有普遍性。

3 单井初期产能简化估算公式的建立

3.1 单层压裂油井初期产能经验公式的建立

依据上述，利用15口井数据（见表3）拟合单层压裂井的地层系数与单井初期产能的关系式如下：

3.2 多层压裂油井初期产能经验公式的建立

应用加权平均法计算多层压裂油井生产油层的地层系数：

建立拟合估算公式：

3.3 多层压裂油井初期增产能力

根据实际统计，单层压裂油井动用油层地层系数主要集中于 3～8×10-3μm·m，峰值 5.5×10-3μm·m，多层压裂油井动用油层地层系数主要集中于15～20×10-3μm·m峰值 16.1×10-3μm·m（见图 6）。

对应于该区域的单层压裂、多层压裂估算单井初月产油量分布范围分别为，10.4～83 t，54～90.98 t，多层压裂油井单井初月产油量是单层压裂油井的0.7～8.7倍（见图 7）。

表4 多层压裂数据数据表

当地层系数大于14.5×10-3μm·m，且单压地层系数小于5.8×10-3μm·m时，采取多断压裂，单井初期产油量是单层压裂的1.5倍以上，增油效果较好；当地层系数大于 12×10-3μm·m，小于 14.5×10-3μm·m，且单压地层系数在5.8～8×10-3μm·m时，采取多层压裂单井初期产油量是单层1.0～1.5倍；当小于12×10-3μm·m时，采取单层压裂效果要好于多层压裂。