水力噴射壓裂技術(shù)在深層水平井的應(yīng)用.doc

水力噴射壓裂技術(shù)在深層水平井的應(yīng)用 董立偉1馬勇2白梅3 (1中國(guó)石油遼河油田公司興隆臺(tái)采油廠遼寧盤(pán)錦124011；2海西州冷湖油田管理處青海海西816300； 3.青海油田企業(yè)文化處甘肅敦煌736202) 摘要潛山油藏具有滲透率低、儲(chǔ)層埋藏深、巖性致密等特點(diǎn)，對(duì)壓裂工具、壓裂液、支撐劑、壓裂工藝等都提出了較高的要求，水平井壓裂改造難度較大。通過(guò)在水平井試驗(yàn)水力噴射壓裂技術(shù)，可進(jìn)行定點(diǎn)噴射壓裂、準(zhǔn)確造縫，實(shí)現(xiàn)了一次管柱可進(jìn)行多段壓裂。目前已實(shí)施3口井，取得較好的增產(chǎn)效果，為深層水平井的改造提供了經(jīng)驗(yàn)和借鑒。 關(guān)鍵詞：興古潛山；壓裂；水平井；水力噴射 1油藏概況 1.1地質(zhì)概況 興古潛山構(gòu)造位于遼河盆地西部凹陷南部興隆臺(tái)一馬圈子潛山構(gòu)造帶東北部，與盤(pán)山洼陷、陳家洼陷、冷家斷階帶、馬圈子構(gòu)造四周相接，構(gòu)造面積28.4km2。該區(qū)鉆井揭露的地層自下而上依次為：太古界、中生界、下第三系（沙三段、沙一+二段、東營(yíng)組）、上第三系（館陶組、明化鎮(zhèn)組1、第四系（平原組）。 12地質(zhì)特征 1.2.1儲(chǔ)層特征 興隆臺(tái)太古界潛山由變質(zhì)巖及侵入巖2大類(lèi)巖石組成。巖性分布整體以片麻巖為主占596%，其次混合花崗巖和花崗斑巖，分別占84%和9.9%，閃長(zhǎng)玢巖占90%其它非儲(chǔ)集巖合計(jì)占l3.1%。 儲(chǔ)集空間類(lèi)型以構(gòu)造裂縫為主，次為破碎粒間孔和溶孔?？紫抖茸畲?3.3%，最小0.6%，平均5.1%;滲透率最大值953mD，最小值0.53mD，其中ImD以下占70%。 1.2.2流體性質(zhì) 興古潛山原油性質(zhì)好，屬稀油。高壓物性分析地層原油密度0.6442g/cm3，黏度0.384mPas。原油樣品統(tǒng)計(jì)地面原油密度0.8133-0.8423g/cm3，平均0.8252g/cm3，黏度3.045.3mPas，平均黏度3.77mPas，凝固點(diǎn)1831，含蠟7.6%-24.8%，膠質(zhì)+瀝青質(zhì)1.76%一7.38%；天然氣相對(duì)密度0.5835-0.7621，平均06755，甲烷含量74.68%一95.59%，平均83.6%，屬溶解氣。 1.2.3壓力和溫度系統(tǒng) 根據(jù)實(shí)測(cè)地層壓力和地層溫度數(shù)據(jù)分析，興古潛山油藏具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和溫度系統(tǒng)，平均壓力系數(shù)為1.13，地層中部平均溫度126。 2存在的問(wèn)題與困難 2.1井口施工泵壓高 深井壓裂井口施工泵壓高的原因主要有兩個(gè)方面： 井底破裂壓力高。井底破裂壓力主要受地應(yīng)力及巖性的控制，絕大多數(shù)井底破裂壓力隨地層深度的加深而增加。 壓裂管路沿程摩阻高。對(duì)于選定的壓裂液及配方系列和管柱結(jié)構(gòu)，壓裂管路沿程摩阻與井段的深度成正比增加，超深井壓裂施工的管路摩阻一般是普通井的23倍。 2.2施工參數(shù)受限 由于壓裂液在泵注過(guò)程中摩阻受施工排量的影響較大，施工排量很難提高。但施工排量不提高，必然影響水力壓裂裂縫高度（排量每增加lm3min，裂縫高度增加1-2m）。即便壓開(kāi)裂縫，因?yàn)榕帕康?，難以提高砂液比加大施工規(guī)模，也很難形成高導(dǎo)流能力的寬縫，且很容易造成砂堵，導(dǎo)致施工失敗。 2.3對(duì)壓裂材料性能要求高 興古潛山壓裂井段深、地層溫度高、地層閉合壓力大，要求壓裂液應(yīng)具有良好的耐高溫、耐剪切、摩阻低等性能；支撐劑具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)流能力。 3水力噴射壓裂工藝技術(shù) 水力噴射壓裂是集射孔、壓裂、隔離一體化的新型增產(chǎn)改造技術(shù)，適用于低滲透油藏直井、水平井的增產(chǎn)改造，是低滲透油藏壓裂增產(chǎn)的一種有效方法。其工藝技術(shù)基于伯努利方程，是結(jié)合水力射孔和水力壓裂的新型增產(chǎn)工藝，由水力噴砂射孔、水力壓裂（通過(guò)普通油管或鉆桿或連續(xù)油管以及環(huán)空擠壓3個(gè)過(guò)程共同完威。安裝在施工管柱上的水力噴射工具，在水擊作用在地層形成一個(gè)(或多個(gè)）噴射孔道，在近井地帶產(chǎn)生微裂縫，裂縫產(chǎn)生后環(huán)空增加一定壓力使產(chǎn)生的微裂縫得以延伸，實(shí)現(xiàn)水力噴射壓裂（圖1）。 3.1技術(shù)優(yōu)點(diǎn) （1)一次管柱可進(jìn)行多段壓裂，施工周期短，有利于降低儲(chǔ)層傷害； （2）不需要機(jī)械封隔，能夠自動(dòng)隔離，可用于裸眼、套管完井； （3）可進(jìn)行定點(diǎn)噴射壓裂，準(zhǔn)確造縫； （4）噴射壓裂可以有效降低地層破裂壓力，保證高破裂壓力地層的壓開(kāi)和壓裂施工。 3.2壓裂液支撐劑的改進(jìn) 3.2.1壓裂液優(yōu)選 結(jié)合水力噴射壓裂工藝特點(diǎn)，考慮到水力噴射過(guò)程中的壓裂液高剪切歷史，尤其是在噴嘴處，壓裂液流速180m/s，由于目前水力噴射采用的是水基胍膠壓裂液體系，稠化劑胍膠是一種由天然植物膠改性而成的高分子聚合物，由其配制而成的壓裂液體系是一種假塑性流體，具有剪切稀釋性的特點(diǎn)，在高剪切中其黏度損失有部分是不可逆的。考慮到交聯(lián)劑官能團(tuán)的特性，選用有機(jī)硼交劑，其主要優(yōu)點(diǎn)是：有機(jī)硼交聯(lián)劑分子與胍膠分子其交聯(lián)強(qiáng)度較弱，在經(jīng)歷高剪切或高溫下，能夠先于胍膠分子本身斷鏈，而在恢復(fù)低剪切或低溫條件后叉能夠重新實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。 3.2.2支撐劑優(yōu)選 為了評(píng)價(jià)噴射作用對(duì)支撐劑性能影響大小，在180m/s噴砂速度條件下，選用常用支撐劑對(duì)其噴射前后的導(dǎo)流能力進(jìn)行評(píng)價(jià)（表1）。分布，每個(gè)孔直徑為6mm。在保證強(qiáng)度的情況下，選用0.4250.85mm的支撐劑。 3.3水力噴射壓裂技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 xx年4月引進(jìn)水力噴射壓裂技術(shù)，在興古7-H4興古、7-H303井和興古7-H253井，開(kāi)展篩管和裸眼兩種完井方式下的超深水平井分段、多點(diǎn)壓裂工藝試驗(yàn)，取得成功。 興古7-H253井是部署在興古9塊的一口魚(yú)骨水平井，于xx年5月份投產(chǎn)自噴16h后停噴，之后一直處于間開(kāi)狀態(tài)。該井位于興古7潛山二段中部，層位Ar，井深5200.0m，水平段長(zhǎng)1242.09m，鉆遇油層939.03m。裸眼段3957.915200.OOmZl段4430.00728.08m，22段4578.004882.00m，23段4727.00-5027.50m。高壓物性分析地層原油密度為0.6442g/cm3，黏度0.384mPas，折算地層壓力為42.8MPa。 興古7-H253井巖性特殊，井況相對(duì)比較復(fù)雜：1個(gè)主井眼加3個(gè)分支井眼，通井難度大，環(huán)空液體濾失增加，壓裂起裂點(diǎn)選擇受限；水平段長(zhǎng)，溫度140，地層壓力42.8MPa，對(duì)壓裂工具、壓裂液、支撐劑、壓裂工藝等都提出了較高的要求。通過(guò)精心論證選取4070、5120兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行壓裂（表2）。射孔采用胍膠基液攜100目粉砂進(jìn)行水力噴砂射孔。壓裂采用油管注入交聯(lián)液攜支撐劑、油套環(huán)空注入胍膠基液。 xx年2月19日至2月25日壓裂施工，壓前通井至人工井底5200m，確保裸眼段無(wú)坍塌。壓裂中嚴(yán)格按要求完成了設(shè)計(jì)加砂量。壓后于3月8日自噴生產(chǎn)，（5mm油嘴）日產(chǎn)油195t，日產(chǎn)氣2541m3，目前日產(chǎn)油l3.8t，日產(chǎn)氣l526m3;累計(jì)增油847t。該井壓裂的成功，為魚(yú)骨水平井油層改造提供經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持。 4經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià) 為了改善興古潛山低滲透油田的開(kāi)發(fā)效果，不斷改進(jìn)壓裂技術(shù)及配套技術(shù)，積極探索潛山低滲油田高效經(jīng)濟(jì)開(kāi)采模式。截止xx年4月30日，實(shí)施水平井水力噴射壓裂3井次，累計(jì)增油9540t，累計(jì)增氣46865xl0-6m3（折合原油3734t）。投入資金2750萬(wàn)元，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益2358萬(wàn)元。 5結(jié)論 通過(guò)研究與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，水力噴射壓裂技術(shù)適用于深層巨厚潛山低效水平井的儲(chǔ)層改造，可明顯提高油井產(chǎn)能。另外，興古潛山水平井壓裂改造技術(shù)還需加快國(guó)產(chǎn)化研制，降低施工費(fèi)用，為推廣應(yīng)用水力噴射改造技術(shù)提供條件。 參考文獻(xiàn) 1萬(wàn)仁溥主編采油工程手冊(cè)M.北京：石油工業(yè)出版社，20