低渗透油藏分层压裂技术特点与效果评价

杨维丽

摘要：机械分层压裂工艺具有操作简单、针对性强、改造充分的特点，根据低渗透储层的特点将低渗透储层分为三类，通过优化分层压裂工艺措施，改进形成的“一锚多封”和“无锚多封”分层压裂管住，有效减少压裂砂卡造成大修风险，提高了分层压裂工艺应用的适用性，同时对效果进行比较评价。

关键词：低渗透油藏；压裂改造；优化技术；评价

低渗透油藏具有岩性复杂、层多、单层薄、非均质性强、泥质含量高的特点，自然产能低，需要实施压裂改造。针对储层特点，通过优化三类储层分层压裂技术和压裂管柱改进，实现低渗透储层精细压裂改造。

1 低渗透油藏压裂改造难点

1.1 储层层多、层薄、隔层薄。例如：油田纵向100米含油井段内小层达25个，平均单层厚度1.1米，小于1米的占70%以上，砂层组之间隔层厚度4～7m，小层隔层厚度一般1～3m，常规压裂工艺难以满足要求。储层非均质性强。以油田沙四上为例，纵向上各砂层组物性自上而下依次变差，各砂层组小层渗透率级差57.

1.2 平面上I类层平均渗透率71×10-3μm2，II类层平均渗透率30×10-3μm2；III类层平均渗透率小于10×10-3μm2层。要满足不同的储层改造需求，对压裂工艺要求非常高。

1.3 储层岩性复杂，泥岩、砂岩和碳酸盐岩呈薄层状频繁互层。

2 分层压裂技术优化

机械分层压裂工艺具有操作简单、针对性强、改造充分的特点，根据低渗透储层的特点将低渗透储层分为三类（见表2-1），优化分层压裂工艺措施。

表2-1 分层压裂分类表

2.1 Ⅰ类储层分层压裂优化

此类油藏储层特点是跨度大，隔层厚，遮挡性好，裂缝不易互窜。优化重点一是优化施工规模，满足开发要求的压裂支撑裂缝缝长；二是优化压裂施工参数，制造具有高导流能力的裂缝。形成高沙比施工、低前置液量、组合粒径支撑粒压裂参数组合。如： A井处理层跨度79.6m，油层厚度10.4m。采取机械分三层压裂改造，处理层段之间隔层厚度分别为17.2m、23.5m。该井压裂后初期日产液量10t/d，日产油量8.3t/d，含水20%；措施后累产液0.6×104t，累产油0.5×104t。

2.2 Ⅱ类储层分层压裂优化

Ⅱ类储层特点是物性差异大，C4-5组泥质高（35-45%），隔层遮挡性差。分层压裂优化重点一是针对储层遮挡性差问题，采取避射高泥质小层、集中射孔等措施，优化射孔参数。二是在储层物性好的压裂段控制加砂量和砂比，达到最优的无因次裂缝导流能力；对物性差的层段尽量增大加砂量和砂比，充分造缝，改善储层。如：B井处理层位为C2-C5，共有17层，跨度达到68.9m，油层厚度17.9m。其中C2-3组储层物性好，渗透率高（1.7mD），泥质含量低（42.2%）；C4-5组储层物性差，泥质含量高（45.4%），渗透率低（9.1mD）；油层全部射开后笼统压裂改造不充分，由于隔层厚度小（仅10.5m），无法实现分层压裂；在方案优化上优化射孔段，采取避射35、36、37号干层的措施，使隔层厚度增加到17.3m，提高隔层遮挡作用。针对C4-5组物性差、泥质含量高的特点，从提高前置液量、适当降低砂比、采用0.3-0.6mm陶粒等方面優化设计，实现了不同物性层段的有效分层和充分改造。

2.3 Ⅲ类储层分层压裂优化

油田目前已经进入高含水阶段，与C4-5组的隔层小。要有效压裂改造C4-5组，必须避开C3组，防止压裂后高含水。此类井重点优化施工排量、射孔参数，控制缝高，防止压穿上部水层。如：C井压裂改造C4-5、H1，与上部水淹层C3隔层小（仅6m），优化射孔井段，避射C4的27、28号小层，隔层厚度增大到24m，提高隔层遮挡能力；同时通过模拟优化，控制改造规模和施工排量，防止压窜水层。该井压裂后日产液4.4t，日产油2.2t，含水50%，通过对生产含水情况分析，该井未压窜上部C3水层。

2.4分层压裂管柱优化

常规分层压裂管柱井下工具多，导致施工后管柱砂卡造成大修的现象严重，影响了分层压裂井的推广应用（见表2-4）。分析分层压裂作业砂卡原因主要是分层压裂管柱的水力锚不回收或井筒有砂卡造成。为此在保持分层管柱稳定性的基础上，从简化井下工具数量，优选性能稳定的封隔器方面进行管柱改进，形成了“一锚多封”分层压裂管柱和“多锚多封”分层压裂管柱。 “多锚多封”分层压裂管柱是利用平衡封隔器原理，在无水力锚的锚定的情况下，在管柱底部增加一个封隔器，压裂过程中通过目的层段上、下两个封隔器平衡在压裂过程中上、下方向的力，防止施工管柱上下蠕动，实现压裂管柱稳定。改进后的分层管柱已经应用12井次，施工成功率100%，管柱无砂卡、大修现象，逐步解决了管柱砂卡问题，管柱起出成功率逐年提高，2016年达到100%。

3 实施效果

对低渗透油田区块实施分层压裂49井次，累计产液量11.9×104吨，产油8.3×104吨。通过实施效果对比看出：（1）从单井对比来看，机械分层比笼统压裂生产初期产量高，稳产时间长，同期累产高。如分层压裂井D井与相邻的笼统压裂井相比较，初期日产液14.5t/d，日产油10.2t/d，初期日产液6.9t/d，日产油5.4t/d，分层压裂井是笼统压裂井初期产量的1.9倍，生产8个月后分层压裂井是笼统压裂井产量的5.1倍。（2）从同区块对比看，分层压裂井效果好于笼统压裂井。如：储层H1-H5，跨度29-79米，共有压裂井37口，其中分层压裂19口，占总计数的51.4%。该区块在开发前期主要采取笼统压裂。统计区块实施的压裂井效果，分层压裂井初期日产油量是笼统压裂井的1.6倍，18个月后的生产情况对比为1.9倍。

4 结论与认识

（1）对低渗透储层分类优化分层压裂技术，提高了压裂改造针对性。（2）改进形成的“一锚多封”和“无锚多封”分层压裂管住，有效减少压裂砂卡造成大修风险，提高了分层压裂工艺应用的适用性。

参考文献：

[1]郎学军等. 双封隔器分层压裂工艺技术研究与应用.钻采工艺.2015（03）.endprint