黄36区长81油藏水平井建产技术研究

廖鑫海，蹇军，傅波，刘玉峰，刘庆，李洪畅

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川750006）

黄36区长81油藏水平井建产技术研究

廖鑫海，蹇军，傅波，刘玉峰，刘庆，李洪畅

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川750006）

面对本厂日益严峻的产建形势，产建区块分散，后备规模可建产区块严重不足已成为本厂面临的主要问题，同时本厂具有2亿t以上的致密油储量，如何有效动用已成为目前乃至今后科研攻关的主要方向。本文根据黄36区长81油藏目前的研究成果及2013年产建中所做的工作，探讨建产过程中应用的主要技术，为今后水平井开发做好技术储备工作。

长81油藏；水平井；建产技术

1　定向井开发过程中遇到的困难

1.1致密油分类及特点

目前致密油主要是指按照长庆油田标准划分的Ⅱ类储层，其特点是渗透率低于0.3 mD、储量大、丛式井单井产量低、动用困难。

1.2黄36地区致密油储量状况

黄36区致密油储量大（预测+探明7 456万t），油藏埋深大（平均油藏埋深2 850 m），储层物性差（渗透率为0.27 mD）。

1.3丛式井开发遇到的困难

通过在黄36长81区开展自然能量开发单井产量1.3 t，2011年开展超前注水试验，初期单井产量2.3 t，低效储量无法得到有效动用，难以实现致密油高效开发。

图1　致密油的划分及研究区域

2　难动用储量开发的前期论证

2.1油源条件

鄂尔多斯盆地优质烃源岩主要分布在延长组长7层，厚度70 m~125 m。研究表明，盐定-姬塬地区长7烃源岩厚度大，有机质类型好，生烃强度高。黄36区长81油藏均处于长7烃源岩生油中心，油源充足。油气突破地层间毛细管压力向下运移，从而形成上生下储的油气运移及保存模式。

2.2地层条件

黄36区长81油藏储量大，油层连续稳定，平均油层厚度12.3 m，百米坡降仅为2 m，具备水平井整体开发的先天地层条件。

2.3储层条件

黄36区长81油藏储集空间以长石溶蚀孔隙为主，经过后期压实作用形成结构致密、颗粒定向排列，空隙及吼道不发育，整体表现为物性差，平均渗透率仅为0.27 mD，属典型的低渗透致密油藏。

图2　黄36地区黄285-黄39井长81油藏剖面图

3　难动用储量效益建产技术

通过对宁夏老区致密油开发的探索与实践，形成了“水平井+体积压裂”提高单井产量技术。

3.1水平井井网优化技术

3.1.1水平井混合注采井网优化技术结合天然裂缝分布规律及人工压裂改造缝网特征，创新提出直井排状注水五点、七点水平井注采井网，提高了有效泄油面积、水驱储量控制程度，延缓了见水周期，提升了注采单元的压力保持水平。

3.1.2水平段长度优化数值模拟结果表明，五点井网形式下，水平段长度越长，单井产量越高，但地层压力保持水平低、递减快，最终采出程度低，水平段长度600 m~800 m方案综合开发指标相对较好。

3.1.3裂缝布放模式优化从物理模拟结果看，纺锤形波及面积最大，水驱油效率、地层压力高，因此，水平井裂缝布放模式优选为中间缝比端缝长的纺锤形。

3.1.4水平井注水开发技术优化

图3　致密油藏开发示意图

图4　直井排状注水五点井网示意图

图5　直井排状注水七点井网示意图

图6　单井产量对比曲线

图7　地层压力水平对比曲线

图8　采出程度对比曲线

表1　裂缝布放物理模拟结果对比表

（1）体积压裂滞留液起到一定的能量补充作用，体积压裂入地液量大，返排后地层中还存在大量滞留液，在水平井周围形成了一个相对高压区，压力水平达到112%～126%。

表2　致密油体积压裂水平井施工参数及投产前地层压力水平预测表

同时应用数字化平台对水平井轨迹进行实时监控，及时调整。原油的碳同位素变化曲线形态基本一致，反映了基本相似的沉积环境和热演化特征，表明红井子地区长9与以上三叠系油藏来自于同一油源即长7烃源岩。

3.2.1构造特征分析通过长91油藏砂顶构造刻画，本区处于天环向斜东部，构造东高西低，局部发育小型穹窿构造，试采高产井均分布在构造高部位，通过油藏剖面图可以看出，处于构造高部位的黄219井长91层试油39.36 t/0 m3，试采16.8 m3/7.9 t/44%，实施效果较好。

3.2.2沉积特征分析目前沉积微相分析最常用的测井曲线是自然电位和自然伽玛。测井曲线的组合形态、幅度、顶底接触关系、光滑程度、齿中线等基本要素，他们分别从不同方向反映地层的岩性、粒度、

3.3水平井储层改造技术

3.3.1优化合理改造强度严格按照工艺方案要求，通过现场实践发现产量与施工参数呈正相关性，分析认为：水平段长度≥800 m、压裂排量≥4 m3/min、入地液量≥4 000 m3、布缝密度≥1段/100 m，水平井初期产量可达到6.5 t以上，进一步指导了地质认识。

3.3.2开展适配性储层改造技术针对黄36区长81

（2）注水时机的确定，体积压裂水平井周围地层压力较高，如实施超前注水，注采井间不能形成有效驱替压力，而更易开启天然裂缝，造成裂缝性水淹；结合前期试验效果，推荐致密油体积压裂水平井注水时机为同步注水。

3.2水平井轨迹优化技术

水平井善开前及时与导向及定向对接，优化轨迹设计，确保黄36区水平井入窗前井斜控制在76°以内。层储层致密，油层埋深大，水平井完钻井深接近4 000 m，改造施工过程中施工周期长（黄平35-22井56 d），破压高（50.9 MPa），通过三种压裂改造工艺试验，摸索出了适合该区域的储层改造技术。

（1）水力喷砂分段多簇压裂技术，水力喷砂分段多簇压裂技术是针对超低渗透油藏，为进一步扩大油藏改造体积，通过多簇裂缝同时延伸，应力相互干扰，形成复杂裂缝系统。

水力喷砂分段多簇压裂技术虽然通过应力干扰形成了复杂裂缝系统，增大了裂缝规模，增加了油井的渗流能力。但同时存在以下三个缺点：

压力高，常规封隔器承压抗疲劳能力有限，造成压裂排量不够大、一趟管柱施工能力有限；油管喷砂，对喷射器反溅伤害严重；由于油管加砂、环空补液造成了砂比较低。

（2）大排量水力喷砂体积压裂技术，大排量水力喷砂体积压裂技术实现了水平井压裂“十方排量、千方砂量、万方液量”，有效解决了致密油体积压力工艺问题。

大排量水力喷砂体积压裂技术有以下三个技术创新点：①实现了多簇射孔：可根据储层优化射孔数目，布放喷射器，实现多簇射孔同时研发了新型水力喷射器，可以提高喷射器使用寿命，确保实现多段多簇射孔；②实现了环空加砂：自主设计了防冲蚀油管短节，实现了环空大排量加砂、油管小排量补液，压裂排量由6 m3/min提高到10 m3/min以上；③实现了长效封隔针对体积压裂井底压力高、多段压裂作业时间长的难点，研发了具有长胶筒、钢带连接、上下浮动腕等特点的新型钢带封隔器，实现大液量、长时间体积压裂作业下的有效封隔。

2013年黄36区域开展水平井体积压裂提单产试验，实施4口，投产后日产油均在10 t以上。

（3）水力泵送桥塞分段多簇压裂技术，水力泵送桥塞分段多簇压力技术有5项工艺特点：①多级点火射孔、桥塞座封一体化；②对压力级数无限制；③裂缝参数可以灵活调整，根据储层情况调整级数和簇数；④适合大排量施工，排量可以达到8 m3/min以上。

2013年在黄36区实施了水力泵送桥塞分段压裂试验井三口，试验井有效的克服了水力喷射压裂工艺局限性，有效解决了黄36长81储层致密、破压高等压裂难题，提高了水平井压裂的实施效果，极大的缩短了水平井压裂周期（26.5 d）。

通过对三种压裂技术的对比分析，认为水力泵送桥塞效果好，缩短试油周期近20 d，初期单井产量可达11.5 t。

3.4水平井找堵水技术

针对黄36区地质特征开展微地震裂缝监测，结果显示压裂波及范围可达486 m，远超过注水井与水平井的井距（250 m），分析认为：黄36区水平井七点法井网腰部注水易发生暴性水淹，建议腰部不注水或采用长水平段五点法井网。

同时靠近超前注水区部位黄平36-19、黄平37-19、黄平37-20、黄平36-21井钻井过程中水平段均出现不同程度的溢流，黄平36-21井投产后表现为高液量、高液面、含水100%，针对该井存在的问题，开展了示踪剂监测试验，结果表明，坊80-93、坊80-95井与黄平36-21井之间存在裂缝沟通见水。下步针对黄平36-21井见水方向开展水平井找出水点堵水及注水井堵水工作。

4　结论

（1）黄36区长81油藏储量大、油层稳定、砂体厚度大、构造平缓、物性差具备致密油水平井整体开发的先天条件。

（2）黄36区长81油藏定向井开发无经济效益，采用水平井开发后初期单井产量达到6.5 t，了解了本厂致密油开发步伐。

（3）针对水平井开发过程中存在的问题，积极开展井网优化技术、轨迹优化技术、储层改造技术、找堵水技术四项技术研究，总结出适合黄36区长81油藏开发的关键技术：

水平井井网优化技术：主要以五点法及七点法注水井网为主，水平段长度600 m～800 m，裂缝布放模式优选为纺锤形，注水时机为同步注水。

水平井轨迹优化技术：水平井入窗前井斜控制在76°以内，同时通过应用数字化平台对水平井轨迹进行实时监控，及时调整。

水平井储层改造技术：通过现场实践发现产量与施工参数呈正相关性，分析认为水平段长度≥800 m、压裂排量≥4 m3/min、入地液量≥4 000 m3、布缝密度≥1段/100m。通过对3种压裂改造工艺试验，摸索出了该区域的储层改造技术应以水力泵送桥塞效果好，缩短试油周期近20 d，初期单井产量可达11.5 t。

水平井找堵水技术：通过开展微地震裂缝监测及示踪剂试验，寻找裂缝见水方向，为下步的油水井双向堵水打下坚实基础。

［1］王文军.水平井开发配套技术研究［D］.中国地质大学（北京），2011.

［2］王元基.水平井油田开发技术文集［M］.北京：石油工业出版社，2010.

［3］孙焕泉.水平井开发技术［M］.北京：石油工业出版社，2012.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.02.010

TE355.6

A

1673-5285（2015）02-0037-04

2014－12-29

廖鑫海，2001年毕业于西安石油大学，长江大学在职研究生，长期从事油田开发管理工作。