[转向压裂在榆树林油田现场应用试验情况及前景分析]大庆榆树林油田

时间：2019-04-08 03:17:48　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：本文分析了榆树林油田常规压裂存在的一些不足，阐述了转向压裂的基本原理及适用条件。在转向压裂工艺优化的基础上，开展了5口井的现场试验，取得了良好的效果。指出了转向压裂将是榆树林油田今后措施挖潜的一门重要技术。
　　关键词：转向压裂应用试验前景分析
　　
　　1、前言
　　榆树林油田为低渗透油田，水力压裂技术是油田增产、稳产的重要措施之一。但是对于低渗透油田压裂而言，由于储层基质向裂缝供液能力较差（垂直裂缝方向是最小主渗透率方向，平行裂缝方向是最大主渗透率方向），仅靠单一的压裂主缝，很难取得预期的增产效果。
　　
　　图1
　　目前低渗、特低渗压裂存在的主要问题是产量低，或虽有一定初产，但递减特别快，这是国内外普遍存在的问题。统计分析2007-2010年榆树林油田的老井压裂平均单井累计增油225t，平均有效期仅为210天。压裂效果及稳产期的提高，除了井网与裂缝匹配优化、注水保持地层能量以建立有效驱替压力系统、裂缝参数优化及生产制度优化外，须从压裂工艺本身突破传统观点的束缚。为此提出了适合低孔、低渗油田的转向压裂技术。
　　2、基本原理
　　转向压裂技术就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，一旦实现裂缝延伸净压力大于两个水平主应力的差值与岩石抗张强度之和（即两次破裂压力之差），则容易产生分叉缝，形成转向。
　　以主裂缝为主干，而分裂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，则最终可形成以主裂缝为主干的纵横交错的裂缝系统，这种技术称为转向压裂技术。其实质是先压开旧裂缝,加入暂堵剂封堵一定缝长的旧缝,随着压裂液的泵入形成高压,受初次压裂产生的诱导应力场的影响,从而在旧裂缝面上压启新的裂缝,重新构建裂缝泄油体系。根据暂堵剂的不同，又细分为近井转向和缝内转向压裂技术（如图2，图3）。
　　
　　图2 缝内转向
　　
　　图3 近井转向
　　3、适用条件分析
　　实施转向压裂的井一般应具备以下一些条件：
　　（1）两个水平主应力差相对较小，最好为6-10MPa。
　　由最大水平主应力的公式，可推出储层两个水平主应力差值△σh的计算公式：
　　
　　其中：△σh—水平应力差；σH—最大水平主应力；σh—最小水平主应力；Pi—地层压力；Pf—地层破裂压力；σf—地层岩石抗张强度。
　　（2）天然裂缝不发育，滤失小，裂缝净压力的积聚速度大。
　　4、现场应用情况
　　根据榆树林油田的实际情况，2011年主要在扶杨二类区块开展转向压裂。该区块一直是油田措施挖潜的主要区块，近年来随含水上升及采出程度的提高，选井难度逐渐加大，措施效果也有所下降。
　　转向压裂技术根据以上认识要求地层应力差低于10MPa，而榆树林油田扶杨二类区块平均油层中深1800m，部分井最大应力与最小应力差值高达15MPa。根据这种情况，为保证施工成功，提高了暂堵剂强度，增大施工压力，优选了5口井开展转向压裂。5口井措施前后对比，平均单井日产液由1.2t增至6.0t，日产油由1.0t增至5.4t，比其它6口未转向压裂井平均日增油多2.5t。
　　
　　转向压裂井效果统计表
　　
　　
　　其中以树26-46井转向压裂效果最为明显，该井初期日增油量达到10.4t，目前已累计增油1245t。树26-46井设计主裂缝加陶粒14m3，新缝8m3。具体施工过程如下：
　　主裂缝
　　前置液阶段：以排量3.0m3/min注入前置液，地面破裂压力38MPa，延伸压力在36MPa左右稳定变化，显示裂缝在储层内有效扩展。
　　加砂阶段：据前置液阶段压力变化显示裂缝充分扩展，施工加砂速度为0.3m3/min（3min）、0.5m3/min (3min)、0.7m3/min (3min)、0.9m3/min (8min)、1.1m3/min (2min)，各阶段压力变化平稳，基本稳定在35MPa 水平，说明裂缝在储层内有效延伸。加支撑剂14m3、携砂液72 m3、平均砂比20%，完成设计加砂要求。
　　后置液阶段：依据压裂管柱容积，后置液注入5.5m3，过程压力正常，停泵压力17 MPa。
　　新裂缝
　　投暂堵剂阶段：主裂缝完成后，停泵60min，投入暂堵剂16kg，以1.0m3/min输送暂堵剂，5min压力出现变化暂堵剂到位，用液5.5m3。
　　前置液阶段：暂堵剂到达目的层后，随即以排量3.0m3/min注入前置液，地面破裂压力42MPa，3min压力在40MPa左右变化，显示在高应力区形成新角度裂缝。依据延伸压力变化趋势判断压裂液滤失小，需要调整前置液用量，由设计20m3降至10m3。
　　3min）、0.5m3/min (4min)、0.7m3/min (3min)，压力基本稳定在37MPa水平，说明裂缝在储层内有效延伸。加砂8m3、携砂液51m3、砂比16%，完成设计加砂要求。
　　后置液阶段：依据压裂管柱容积，后置液注入5.5m3，过程压力正常，停泵压力18.9 MPa。
　　
　　图4
　　依据主裂缝与新裂缝施工压力变化分析，新裂缝延伸压力总体高于主裂缝延伸压力。前阶段高于4MPa，后阶段高于2 MPa，同时，依据两次停泵压力分析（主裂缝停泵压力17MPa，新裂缝停泵压力18.9MPa），因此分析在高应力区产生一新角度裂缝。
　　5、应用前景分析
　　榆树林油田油层埋藏深度1600—2300米，储层砂体规模小，原油物性差，自然产能底，属特低渗透油田。榆树林油田于1991年投入开发以来，增产的主要措施是压裂改造。虽然二类区地层渗透率及原油物性相对较好，但是前些年均已实施过二次压裂。
　　随着开发时间的延长，压裂时面临着选井选层难度越来越大，单井增油效果越来越差，单井储量动用程度差等问题。近年来压裂平均单井累计增油量逐年下降，已影响到油田整体开发的效益。
　　通过2011年转向压裂技术在扶杨二类储层的现场应用试验表明：在地层具备裂缝转向的条件下，实施转向压裂工艺，通过投注转向剂，诱导裂缝发生偏转，启动新的裂缝，沟通新的泄油区，转向压裂获得很好的增产效果。在今后该技术在榆树林油田推广应用过程中，结合油田实际情况，因地制宜，优化工艺，转向压裂定能成为榆树林油田今后的主要措施挖潜技术。
　　参考文献：
　　1.李凡磊著，转向压裂在江苏油田的应用，油气井测试， 2006年2月
　　2.陈文博著，油气井重复压裂技术综述，内蒙古石油化工， 2006年5月
　　作者简介：高怀（1985-），男，毕业于西南石油大学，技术职称：助理工程师，主要从事压裂设计、现场施工及压后分析评价工作。

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