缝网压裂技术在特低渗透油田应用

2021-11-27王晓燕王心玥边兆峰

工程技术与管理 2021年20期

关键词：缝网增油口井

王晓燕王心玥边兆峰

1.大庆油田有限责任公司第十采油厂，中国·黑龙江大庆 166405

2.浦发银行北京分行，中国·北京 100027

3.英策博斯石油技术有限公司，中国·天津 300170

1 引言

某油田属于裂缝性低-特低渗透砂岩油藏，开发的扶杨油层，属特低渗透储层。油田边部的三类区块，渗透率只有1-8.6mD，水驱动用状况差，常规压裂产生的单一的压裂主缝很难取得较高的增产效果。而大规模缝网压裂，可以形成网状人工裂缝，增加储层改造体积，提高增油效果。

2 缝网产生机理

研究表明，在天然裂缝发育的脆性砂岩储层中，当在井底净压力接近两向应力差时，扩展裂缝尖端应力集中，产生应力释放缝。如图1所示，随着缝内净压力的升高，储层岩石也可形成释放缝，释放缝扩展和延伸并与主裂缝一起形成裂缝网络系统，极大地增加了改造体积[1-3]。

图1 缝网形成过程示意图

续图1 缝网形成过程示意图

3 缝网压裂施工工艺优化

3.1 压裂液及支撑剂

缝网形成主要取决于施工排量、施工规模、液体性质三个因素。压裂液选用清水、滑溜水、改性胍胶压裂液体系，支撑剂主压裂阶段采用石英砂，加砂末期尾追陶粒提高缝口导流能力，单层用量20 ～40m3。采用“滑溜水—清水—滑溜水—冻胶”复合注入方式，分四阶段施工，如表1所示。

表1 缝网压裂用滑溜水及清水配方表

3.2 压裂施工参数

如图2、图3所示，压裂施工设计时，以形成人工裂缝导流能力与储层渗流能力相匹配为设计主要目标，根据不同渗透率优化储层携砂体积分数为23%～25%；根据储层物性特征结合储层水驱动用状况，优化单层改造液量规模1000～2000m3；根据现场施工能力结合压裂液磨阻系数及套管抗压能力，优化施工排量6～9m3/min，施工压力控制在60MPa 以内[4-5]。

图2 施工排量与井底压力关系图

图3 单井有效注入量与产量关系曲线

4 量化选井、选层标准

4.1 选井选层条件

优选油井储层物性差，渗透率低，水驱动用状况差井进行缝网压裂。统计单井累计增油与措施前采出程度、含水、日产油及有效厚度关系，量化缝网压裂井的选井条件：

①储层属于特低渗透储层，油井全井有效厚度≥6.0m，单层厚度≥2.0m。

②油井措施前全井含水≤45.0%。

③油井措施前采出程度≤9.0%。

4.2 选层条件

根据储层物性条件，进行压裂层段的优选，并根据岩性遮挡条件，对储层进行组合划分。

5 现场应用及效果分析

2013年以来共计实施缝网压裂82 口井，应用规模逐渐扩大，从三类区块储层改造扩大应用到二类区块；压裂规模从大规模缝网压裂到控制规模的小缝网压裂。

5.1 大规模缝网压裂取得较好效果

5.1.1 形成了复杂缝网体系，裂缝体积扩大

如图4所示，从裂缝监测结果看，普通压裂裂缝只有一条，沿主应力方向延伸，规模一般为238m×22m。缝网压裂裂缝主要沿主应力方向延伸，井下微地震监测缝网规模为355.6m×61.6m，地面微地震监测缝网规模为521.9m×60.9m，是普通压裂的4.2～6.1 倍。

图4 B 井缝网压裂裂缝地震监测结果图

5.1.2 增油效果比较好，投入产出比高

如表2所示，2013年到2019年实施大规模缝网压裂62 口井，其中三类区块实施41 口井，平均单井累计增油1965t，为普通压裂311t 的6.3 倍，平均有效期1926 天，投入产出比1 ∶1.62；二类区块实施21 口井，平均单井累计增油616.8t，日增油12.6t。治理区块最终采收率预计提高1.7%。

表2 历年缝网压裂井增产情况表

5.1.3 有效缩短驱替距离，缝网压裂井周围地层能量恢复

缝网压裂技术形成的缝网体系，有效缩短驱替距离，在密井网井区建立有效驱替系统，改善了储层动用状况，补充地层能量，地层压力上升3.6MPa，储层供液能力增强，共有28 口井油井产量上升，初期平均单井日增油1.0t，有效期6 个月，累计增油1952t。

5.2 压裂规模从大缝网调整到小缝网

实施大规模缝网压裂易压窜，年均压窜2 口井，影响压裂效果。同时，其压裂施工周期长，施工成本高。因此在密井网小缝网压裂应用施工20 口井，平均单段注入压裂液470m3，较大规模缝网压裂少834m3。单井施工费用减少89万元，施工周期减少42.9%。20 口井，措施初期单井日增油3.4t，单井累计增油360.8t。目前单井日增油2.0t。