浅析致密油藏水平井压裂开发及配套工艺研究

宋阳(辽河油田分公司钻采工艺研究院, 辽宁 盘锦 124010)

浅析致密油藏水平井压裂开发及配套工艺研究

宋阳(辽河油田分公司钻采工艺研究院, 辽宁 盘锦 124010)

我国致密油藏分布较广，开发规模逐步扩大，致密油藏同常规油藏相比其生产方式和配套工艺差异明显。致密油藏开发要经过压裂才能生产，压裂方式的选择和配套工艺直接影响开发效果。

辽河油田;致密油藏;水平井;压裂;配套工艺

致密油气藏在世界上分布较广，据不完全统计，目前世界上有40多个国家拥有致密油气藏资源。发展较好的是美国和加拿大。在20世纪80年代初期国外学者提出了致密油气藏的概念，致密油气藏物性差，孔喉半径微小，小到纳米级。渗流闭塞，颗粒细，具有微尺度效应，裂缝不规则，影响渗流形态，储层非均质性严重，物性极差、泄油面积小，不具备天然能量，难开发，国外目前比较流行的做法是采用大段水平井辅以体积压裂的开采方式，实现难采储量的动用。我国在20世纪80年代后期开始研究致密油藏的开发，致密油藏分布范围广，成为常规油田接替的重要资源，规模开发难度较大，经过消化吸收，在水平井的井网、井型进行优化，在压裂措施的关键技术上的进步，成为致密油气藏开发成为可能。

1 致密油藏的特点

①致密油气藏无自然产能或者较弱，不采取压裂措施，产生不了油气流，采用合理的压裂措施，才具备一定的经济效益。②将渗透率为1×10-3μm2或者3×10-3μm2作为致密油藏储层的上限，最大不超过5×10-3μm2。③致密油气藏由于岩性不同差别很大，包括碳酸盐岩、砂岩以及页岩。国外不同学者和机构划分标准也不同，一直存有争议。有的学者叫做致密油区，也有人命名为页岩油区，产生这种情况的主要原因是夹层以页岩的形式存在，产油、气层的岩性是致密的碳酸盐、砂岩。全井段都是页岩的很少。国外常说的页岩油藏、致密砂岩油藏都可以称为致密油藏。

致密油藏的岩性不同，反映出来的油藏特点和地质特征也完全不同。致密页岩油藏主要表现形式：其一油藏为紧邻烃源岩发育区或“自生自储”型；其二石油多以游离态形式存在，辅以吸附和溶解态，大量存在页岩含油层系里；其三地层原始压力高，甚至称为异常高压区；其四这种油藏以连续聚集为主，很少出现零散状态存在；其五是受地质条件控制明显。其六这类油藏投入开发后，含水率低，甚至不含水。致密砂岩油藏表现形式：其一岩性为各种砂岩交织在一起，通常泥质粉砂岩、细砂岩以及粉砂岩占的比例较高；其二含油面积和致密页岩油藏相比范围较小，岩性控制和储层物性的双重控制；其三油藏内原油和致密油藏存在形式相近，在储层中主要以游离态为主。其四在纵向上油水关系分布复杂；其五原始地层地层压力差异明显，有的区域显示异常高压，有的区域显示异常低压。其六纵向上非均质性强，储层岩性致密。

2 致密油藏压裂方式

致密油藏的低渗性，导致新井完钻后，必须进行压裂的改造措施，才能正常生产。常规压裂在致密油藏压裂上存在缺陷，虽然井底的控制面积增加，垂直于人工裂缝方向的渗透率差，压裂后单井产量仍然较低、生产周期短，产量递减快。

体积压裂由于自身的优势，在致密油藏中增产效果明显。实施压裂后形成多条分支裂缝，裂缝间互相交织，沟通原有原始裂缝，形成裂缝网，改善纵向上的渗流通道，打破渗流屏障，有效的增加了井筒与储层的接触面积。提高了油藏的整体流动能力。从而达到体积压裂增产的效果，延长了油井的稳产周期，提高了经济效益。我们在致密油藏应用体积压裂的时候，通常采用大排量、高液量、低砂比、低粘液体大大提升裂缝泄流的面积，使储层的接触面增大，形成裂缝网络，研究表明裂缝网的体积比越大，原油流动性就越强。选择合理的压裂液，通常是滑溜水，采用低浓度瓜胶或者阴离子聚合物。

油井压裂后的生产效果与压裂的缝数关系密切，但随着压裂缝条数的增加，缝间距逐渐缩小，缝间干扰逐渐增强，致使产油量增幅逐渐变小。以某一区块的油藏为例，绘制裂缝和产量的关系曲线，相同区块的油井具有相似性，这一特例中当裂缝条数大于20时，产量增加幅度降低。因此，其最佳压裂缝条数为20。压裂裂缝长度随着压裂缝长的增加，压裂水平井产油量升高，但其产油量随裂缝半长变化的曲线上存在一个拐点，即当压裂缝长增加到一定值后，随着压裂缝长度的增加，裂缝内阻力也越大，导致产油量增幅逐渐减小。对于本算例中的油藏，我们通过优选半径在70～120米，效果最佳。

实施压裂措施后，出油效果主要看裂缝的导流能力的大小。导流能力是水平井产量最关键性的因素。水平井的压裂后的生产效果随着裂缝的无因次导流能力增大而增加，逐渐上升后，达到一定的拐点，开始出现下降，下降速度缓慢，导流能力的影响因素就是通过关系曲线找出这个拐点的最大值。出现这种情况主要是因为裂缝的导流能力与渗透率关系成反比，导流能力达到一定的数值时，渗透率就会降低，油藏的供给能量就会变小，产量就会降低。

3 结语

①致密油藏要想获得高产油气流必须采用体积压裂的改造增产措施，在设计上采用大剂量的压裂液和加砂，尽可能的提高缝网的破裂压力，形成压裂网络，提升油气流速，增加油井产量。②致密油藏压裂措施后，投入生产，我们把日常油井生产的油压折算地层压力和平衡压力相当，体积压裂形成的缝网破碎块半径和压裂效果成反比，越小反而效果越好。累计相同产液条件下，油压变化不明显，压裂缝有效体积与压裂液体积匹配相当，体积大，油井压裂投产效果好。③致密油藏的配套技术对开发起着至关重要的作用，分段压裂水平井是规模开发的核心，针对不同的油藏特点采用不同的压裂系列。

[1]李笑萍.穿过多条垂直裂缝的水平井渗流问题及压降曲线[J].石油学报,1996,17(2):91-97.

[2]郝明强，王晓冬，胡永乐.压敏性特低渗透油藏压裂水平井产能计算[J].中国石油大学学报：自然科学版，2011，35(6)：99-104.