暂堵转向压裂技术在江苏油田的应用

2021-12-27包敏新金智荣王进涛

石油化工应用 2021年11期

包敏新，金智荣，王进涛，黄越，马巍

（中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院，江苏扬州 225009）

目前江苏油田沙埝、高集、韦庄等大部分区块都已进入开发中后期，部分早期压裂井受压裂规模小、投产时间长、后期作业污染等影响逐渐失效，导致无法有效动用剩余油储量，另外部分地区低渗特低渗储层还存在改造不充分，压裂有效期短的情况。针对以上问题，开展了暂堵转向压裂技术研究与应用，通过裂缝缝内暂堵转向来实现压裂失效井剩余油挖潜，通过裂缝多级转向来提高低渗特低渗储层改造体积和压裂效果。该技术在现场应用中取得了较好的增油效果，本文通过对已实施井的分析，为下步该项技术的应用提供指导。

1 暂堵转向技术原理[1-5]

裂缝缝内暂堵分为暂堵转向重复压裂和多级转向造复杂缝压裂。暂堵转向重复压裂区别于常规老井重复压裂，它是在压裂过程中通过加入缝内暂堵材料来封堵原有老裂缝，从而增加缝内净压力，改变缝内流体流向，实现裂缝转向，产生新的裂缝沿不同方向延伸，扩大裂缝改造体积，挖潜老井剩余油，提高老井重复压裂的效果（见图1）。多级转向造复杂缝压裂就是在压裂过程中在实现造主裂缝后一次或者多次加入缝内暂堵材料来封堵主裂缝，迫使产生新的延伸分支裂缝，从而增加裂缝的复杂程度，尽可能多的沟通地层天然裂缝系统增加改造体积（见图2）。该技术可以有效提高低渗特低渗致密储层的压裂效果。

图1 堵老缝压新缝式暂堵转向重复压裂示意图

图2 暂堵转向造复杂压裂示意图

2 现场应用情况分析

W5 平2 井压裂3、4、5 号层，油层厚度25.1 m，物性相对好（见表1），压裂前日产液1.4 t，日产油0.4 t，表现低产，累产油约550 t，动用程度低。由测井解释数据得到3 号层厚7.8 m，但物性比4 号层差，并且两个油层距离4.9 m，无法实施机械分层。由于距离底水较近（11、13 号水平段压后全水，5 号层底界垂深距11 号层顶界垂深12～18 m），本次压裂需要控制缝长和施工排量。在控制压裂规模前提下，为提高3、4 号层改造体积，提出采用缝内暂堵多级转向压裂工艺。

表1 W5 平2 井压裂油层物性

2.1 暂堵转向压裂配套参数

2.1.1 裂缝参数结合储层物性、油藏条件和压裂软件模拟结果，总共设计加砂18 m3，分两阶段加入，施工排量2.5 m3/min，预测裂缝动态主缝长85.5 m、缝高30 m、缝宽10 mm。

2.1.2 暂堵参数根据邻井压裂施工资料、井深及测井曲线数据推算该井压裂层水平地应力差约为5 MPa。结合裂缝应力场模拟结果表明当裂缝内施加净压力为7 MPa 时地应力发生转向，从而改变裂缝延伸方向（见图3）。

图3 W5 平2 井裂缝转向应力场模拟

根据缝口端裂缝尺寸及需要暂堵剂承压而提供7 MPa 的净压力，可得暂堵剂用量约为280 kg，考虑采取两级暂堵，现场暂堵剂加入会有损耗，因此设计暂堵剂用量300 kg，选择样品三暂堵剂100 目和2～3 mm粒径复配（体积比例2:1）。

2.2 现场施工情况

该井2018 年9 月7 日施工，第一阶段加砂8 m3，顶替结束后停泵，停泵套压7.9 MPa，测压降30 min。第二阶段为测压降结束后采用从混砂车搅拌罐加入暂堵剂方法，待160 kg 暂堵剂被搅拌均匀后用排量为1 m3/min 注入井内进行一级暂堵。当暂堵剂到达地层后地面施工油压上升1.1 MPa。将排量提高至2.5 m3/min，继续加入2 m3支撑剂段塞后再次加入140 kg 暂堵剂进行二级暂堵，暂堵剂达到地层后地面施工油压上涨2.5 MPa，继续加砂8 m3，顶替结束后停泵，停泵套压8.4 MPa，测压力降30 min。该井按照设计要求顺利完成加砂（见图4）。