大港油田潜山储层缝网压裂工艺技术探索试验

2017-03-05赵玉东中国石油大港油田石油工程研究院天津300280

化工管理 2017年5期

赵玉东（中国石油大港油田石油工程研究院天津 300280）

赵玉东（中国石油大港油田石油工程研究院天津 300280）

北大港潜山中生界、二叠系储层岩性复杂、物性差，自然条件下很难达到工业油气流，需要实施压裂改造。依据北大港潜山储层特征，有利于形成复杂网状裂缝，压裂时采用主缝+缝网压裂改造思路，优先确保压裂一条高导流能力主缝，在产生主缝同时尽量沟通天然裂缝。压后增产18.1倍，措施有效率100%。

潜山；缝网压裂；脆性指数；压裂液；主裂缝

1 储层特征

北大港潜山中生界发育有火成岩及湖相碳酸盐岩，火成岩以安山岩及凝灰质砂岩为主，裂缝及杏仁孔隙发育，非均质性强。二叠系下石盒子组山西组主要发育河流相砂岩储层，岩性以岩屑长石砂岩为主，次生溶蚀孔隙发育，储集性能较好，是该区上古生界主要储集层之一。统计北大港潜山压裂措施层位中生界及二叠系测井解释物性。中生界储层孔隙度5.94～14.33%，渗透率1.3～26mD,二叠系孔隙度为8.19%。渗透率3.1mD，储层为特低孔低渗储层。

2 压前试油情况

北大港潜山中生界、二叠系油井试油情况：港古1501井中生界井段1868.1～1925.9m，压前测液面1456m，折日产0.449m3；港古1503井中生界井段2310.6～2330m，压前测液面1678m，折日产油4.69t；港古1507井中生界井段2013.1～2021.9m，压前测液面960.5m，折日产0.04m3；港古1505井二叠系井段2338.05-2363.35m，压前测液面1617.5m，折日产0.396m3。

3 脆性评价

港古1501井薄片分析结果显示，白云石含量高，表明岩石脆性较强，利于形成网状裂缝。

天然裂缝的存在诱发并改变了人工裂缝在岩石中的延伸方向，由于人工裂缝与天然裂缝的交互作用，裂缝在储层中可能进行非对称、分支的延伸，从而有利于复杂裂缝网络的形成。北大港地区中生界储层成像测井图显示北大港地区中生界储层发育层理和裂缝，诱导缝、张开缝方向差异大。

根据测井数据计算了港古1501井的地应力参数，计算的地应力差异系数为0.1～0.2之间。应用数值模拟软件模拟分析不同地应力差条件下岩石的破裂形态的结果。水平应力差异系数为0～0.3时，水力压裂能够形成充分的裂缝网络；水平应力差异系数为0.3～0.5时，水力压裂在高的净压力时才能够形成较为充分的裂缝网络；水平应力差异系数大于0.5时，水力压裂不能形成裂缝网络。港古1501井储层应力差异系数在0.1～0.2，有利于形成复杂网状裂缝。

综合各影响因素分析，港北地区中生界、二叠系整体上有利于形成复杂网状裂缝，因此压裂时采用主缝+缝网压裂改造思路，优先确保压裂一条高导流能力主缝，在产生主缝同时尽量沟通天然裂缝。

4 缝网压裂低伤害压裂液体系

防膨剂优选：为了防膨剂具有更强的针对性，获得更好的防膨效果，依据压裂目的层测井数据、井壁取芯数据，应用无机盐离子交换技术和小分子有机物膜技术形成复合型防膨剂。利用储层粘土类型，结合室内实验结果，优选出的复合防膨剂最优配比为1%FB-3+1.0%KCl（港古1501、港古1503、港古1505），港古1507为1%FB-3+1.5%KCl，有效控制了粘土膨胀和运移，防膨率大于90%，防膨效果好。

配伍性实验：压裂液与完井液混合后无沉淀产生，配伍性良好；压裂液与原油破乳率≥95%，配伍性好；压裂液与地层水配伍性好，无沉淀产生。

5 缝网压裂技术

缝网压裂技术是利用储层两个水平主应力差值与裂缝延伸净压力的关系,当裂缝延伸净压力大于储层天然裂缝或胶结弱面张开所需的临界压力时，产生分支缝或净压力达到某一数值能直接在岩石本体形成分支缝,形成初步的“缝网”系统;以主裂缝为“缝网”系统的主干，分支缝可能在距离主缝延伸一定长度后又回复到原来的裂缝方位,或者张开一些与主缝成一定角度的分支缝,最终都可形成以主裂缝为主干的纵横交错的“网状缝”系统,这种实现“网状”效果的压裂技术统称为“缝网压裂”技术。缝网有两层含义：①主裂缝支撑缝长达到预期目标；②在主缝基础上形成多缝直至形成“缝网”系统。

缝网压裂实现措施：①先泵注低粘度滑溜水+粉陶造缝，大排量施工，形成缝网；②为形成主裂缝，提高裂缝导流能力，采用交联压裂液造缝、携砂；③施工净压力越大越易形成复杂裂缝，同时，压裂层段厚度大，多点进液，裂缝宽度较窄。港古1501井压裂泵注程序，缝网阶段压裂液体系为低粘滑溜水，主要目的用于压开微裂缝，缝网带阶段用量150m3，共两个段塞，粒径为4.1m30.09～0.3mm粉陶；之后主缝阶段主要目的为形成一条具有高导流能力的主裂缝，液体为冻胶低伤害压裂液体系，支撑剂为0.22～0.425m、0.3～0.6mm陶粒，砂比6～28%，用量75.5m3。