庄13块中孔低渗油藏压裂工艺研究与应用

张裕 包敏新 王进涛 张华丽 金智荣

【摘要】庄13块E1f2+1储层物性差，自然产能低，需要通过压裂来改善储层渗流特性。针对该区块压裂施工遇到的层间跨度大、天然裂缝发育、地层滤失严重、近井筒效应影响、与水层距离近等难点，结合其油藏地质情况提出了相应的解决措施，为今后类似井压裂提供参考。

【关键词】低渗 机械分层 裂缝发育 降滤 前置段塞

码头庄油田位于高邮凹陷北部斜坡带，庄13断块位于码头庄油田东北部，是被两条近东西向的南掉断层与北掉断层共同夹持的地垒式断块。该断块属于中孔低渗储层，自然产能低，需要通过压裂来改善储层渗流特性。由于该断块天然裂缝发育、地层滤失情况普遍存在、纵向上非均质性强、层间应力差异大，压裂施工有一定难度，本文旨在探讨适合该区块的压裂工艺措施，以期在顺利施工的情况下获得较好的产量。

1 储层概况

庄13断块主要含油层系为E₁f₂₊₁，储集体类型为砂岩。据岩心样品资料分析，该断块砂岩孔隙度分布范围11.5%～19.3%，平均16.0%；空气渗透率主要在0.811～88.0×10-3μm²之间，平均16.6×10-3μm²，碳酸盐含量稍高，平均为13.8%。庄13断块E₁f₂₊₁砂岩属于中孔低渗储层。据取心结果显示，庄13块储层裂缝发育，缝面含油。该区块地层压力系数为0.99，地温梯度为34℃/km，属于正常的温度、压力系统。

试油试采情况：该区块油井自然产能普遍较低，故该区块大部分井采用压裂求产。

2 庄13块压裂施工难点

（1）层间跨度大，物性差异大；

（2）天然裂缝发育，地层存在滤失；

（3）近井筒效应影响，施工情况复杂；

（4）压裂层距水层或油水同层近；

（5）油藏渗透率低且地层压力系数低。

3 相应的压裂配套技术

3.1 分层压裂工艺

当压裂层位不止一个，其相互之间有一定距离且物性差异较大时，若采取多层笼统压裂，裂缝会在物性较好的油层中延伸，使其得到较好的改造，而低渗透油层难以被改造，产能不能充分释放，从而影响压裂效果。庄13块有5口井存在产层跨度大（间隔约20m）、物性差异大的问题，针对该情况采用了机械分层压裂工艺，施工顺利，压后产量较压前有明显增加。

3.2 降滤工艺

在水力裂缝扩张过程中，随着裂缝的延伸，缝内静压力不断增加，不同组系的微裂缝依次开启，导致压裂液滤失增强，易引起砂堵。支撑剂在滤失液的侧拽力作用下吸附在天然裂缝口，压裂液的不断滤失导致支撑剂形成大的堆积球团，最终导致水力裂缝的阻断。这种砂堵在没有产生时只是流动阻力略微增大，一旦产生砂堵压力快速上升，很难向产层继续注入携砂液。^[1]

针对该情况采用了暂堵降滤、施工材料优选、施工参数优化等措施。如庄13-12井，施工井段2303.0-2322.2m，距压裂层下界21.8m处存在油水同层，设计加砂量16m³，选用0.3～0.6mm的中密度陶粒，施工排量3.5m³/min。针对该区块裂缝发育的情况该井设计加入2t油溶性暂堵剂，通过油溶性暂堵剂暂时封堵部分孔道，确保主裂缝的延伸和发育。另外通过适当提排量可抵消滤失带来的影响，但该井与压裂层相距不远有水层，故未采取该措施。3.3 前置段塞工艺

斜井压裂时，压裂液和支撑剂从井筒内进入主裂缝时往往存在附加摩阻，它经常会造成提前脱砂，使压裂施工在裂缝长度和裂缝导流能力上达不到预期要求，这种现象称为近井筒效应，它包括近井筒的裂缝弯曲、

孔眼摩阻及多裂缝现象。^[2]

针对该情况采用了前置段塞工艺，前置段塞有两个作用，一是暂堵降滤，二是打磨孔眼，减小近井摩阻。庄13-9井最大井斜角39.4°，在其前置段塞阶段设计了0.5m³砂的不交联段塞，目的是打磨孔眼，减少裂缝弯曲、孔眼摩阻对加砂压裂的影响。另外交联和不交联段塞都有一定的暂堵降滤功能，可消除部分多裂缝带来的影响。

3.4 缝高控制技术

庄13块纵向油水关系复杂，部分井距压裂层不远有水层或油水同层，故在该区块压裂需控制规模，以免带开水层。该区块压裂井设计加砂量在10m³左右，设计施工排量在2.5～3.0m³/min。另外当水层距压裂层很近时，可使用透油阻水支撑剂。

3.5 自生氮气助排技术

针对该块油藏渗透率低且压力系数低的特征，为减少压裂液残渣对地层的二次污染，提出采用自生氮气助排工艺。原理是两种化学剂反应产生的大量高温高压气体对残液形成反顶作用，提高了油井残液返排率，减少污染，提高裂缝导流能力。

3.6 低伤害压裂液体系

针对低渗油藏，近年来我们研究了羧甲基羟丙基胍胶低伤害压裂液体系，与普通胍胶相比，该体系具有耐高温、低浓度、低伤害、低残渣、易破胶、易返排等特点。在庄13-11井应用了该体系，施工顺利。该井压前日产油1.8t/d，压后初期日产油8t/d，取得了良好的改造效果。

4 现场实施及效果

庄13块共压裂17口井，前期有6口井发生砂堵，經分析、调整压裂工艺后其他井都施工顺利。由于距压裂层较近有水层或油水同层，故该区块压裂要求控制规模。另外根据各井的具体情况分别采用了相应的工艺，其中分层压裂应用5井次，自生氮气增能助排工艺应用11井次，油溶性暂堵剂降滤工艺应用6井次，前置段塞工艺应用17井次，其中有5井次采用了前置不交联段塞工艺。

庄13块压前试油抽汲基本不产液，压后平均单井日增油5.8t/d，取得明显增油效果。

5 结论与认识

对层间跨度大、物性差异大的储层采用机械分层压裂工艺能使储层得到充分改造；对滤失较严重的储层可采用暂堵降滤、前置段塞等工艺，还可适当提高排量来抵消滤失的影响；对近水层储层压裂应控制规模，距离特别近的可使用透油阻水型支撑剂；对渗透率低、压力系数低的储层可采用自生氮气增能助排工艺，帮助残液返排，减少污染；另外对低渗储层压裂，可以选用新型低伤害压裂液体系，减少对储层的二次污染。

参考文献

[1] 唐汝众.双重介质低渗透储层的压裂诊断与施工工艺[J].石油钻探技术，2004（7）

[2] 张建涛.水力压裂中近井筒效应分析及支撑剂段塞技术在中原油田的应用[J].钻采工艺，2004（5）

作者简介

张裕（1985-），男，助理工程师，现从事压裂技术服务工作。