1、長慶油田輕質油藏多級壓裂增產措施摘要:長慶油田屬于砂巖沉積，儲層滲透率范圍是0.05-0.3md。由于儲層致密，所以對油區內的井要進行壓裂增產措施從而提高產量達到商業開采價值。一般常見的就是通過注水井注入來進行壓裂增產措施。由于受技術限制，區域內的復合產層一般使用間歇性單一注入或者單級注入增產措施。然而，由于區域內技術發展，貧油區也能高效產油。壓裂增產措施效果說明有些時候這類增產技術并不適用于某些輕質油藏。因此，針對以上這種情況，為了使致密油藏能夠獲取更好的經濟效益，提出了一種新型的多級壓裂技術。運用這種技術，兩或三個產層就能夠進行間隙交替生產，先進行第一個產層的射孔工作，然后進行二元產層壓裂

2、施工：使得產層不會發生孤立生產的情況。這種方案具有雙重性：a）運用第一次注入情況中裂縫周圍壓力增長來對后續的非增產期進行區分，b）使用支撐劑儲存技術能夠使得二次泵入的成縫過程中，一次泵入到裂縫底部支撐劑的沉積量達到最小值。三個月平均壓裂產能數據說明與單一施工方案相比，雙級施工方案更適用于一些油藏。這項技術的關鍵是要具有后補挑選方案，以及油藏情況：多產層，低滲透率，網間低壓力，不同產層間的壓力差。運用放射性示蹤劑測井以及微地震裂縫試圖技術來評價裂縫高度發育情況。本篇文章包括一個裂縫產能評價的實例。運用油藏數據，裂縫模擬和裂縫產能數據等說明一些輕質油藏的壓裂施工技術運用實例。油藏概況長慶油藏由很多

3、個體小油塊組成，分布在鄂爾多斯盆地中。如圖1所示，鄂爾多斯盆地位于中國北部。產油層一般深度為500至2200米。文中提及的長慶油田實例運用的是雙級壓裂增產措施，圖中分別標注為油藏s和油藏y。油藏s和油藏y分別為圖2和圖3所示。兩個油藏均為砂巖儲層并具有相近的儲層特性。圖4為油藏典型測井曲線。產層在兩個油藏中位于相同部位。兩個油藏中的產層是由很多個小產層組成的。基于井所在位置的影響，小產層深度一般為1900至2000米，其間網狀徑直距離為50米，總距離為75米。油藏屬于致密型，孔隙度為11.5-13%，油飽和度為48.5-51.5%，有效孔隙度為0.05-0.3md。油藏各個區塊從產層條件和體育

4、情況上講，都屬于同一油藏標準。由于油藏儲層中原生水飽和度和自由水飽和度較高，在產油過程中一般都伴有水產出。然而，由于油藏底部沒油水層，油藏中也就沒有油水層面。這些油藏中的原油重度為0.85，平均油溶解氣量為78。油藏能量是由于氣體從原油中脫離而產生。表1總結了兩個油藏中的油水含量情況。增產歷史很多低滲油氣藏都運用水力壓裂技術來達到經濟產量。多級水力壓裂技術一般被運用來進行多層增產。文章中的研究是針對長慶油田中兩個致密油藏的多產層壓裂增產技術展開的。多產層一般是運用傳統的單級或者單一技術。然而，由于技術的發展，貧油區也能夠進行高效產油。文章中對兩種增產技術的井壓裂增產數據進行了評估分析。表2為油

5、藏s的單一與單級施工效果對比結果。油藏中所有井具有相近的儲層特性，其中6個井運用了單一壓裂方案，15個井運用了單級壓裂方案。三個月的產能數據說明兩種壓裂方案結果大致相同：單一壓裂方案的井平均產液(油和水)量較高，但是油產量較單級壓裂方案低。表3為油藏y進行增產措施前后井產量情況的對比。油藏y三個月產量數據說明進行了單級壓裂施工方案的井產量要比單一壓裂施工方案產量高。生產數據也說明油藏生產過程中常伴有地層水的產出。很明顯，單級壓裂施工要比單一壓裂施工更省時省錢。由于單一施工方案能夠產生更好的效果，就要在實際情況中勘察到底該使用哪種壓裂方案。最后，需要進行更加深入的研究來制定出一套適合這些油藏的增

6、產措施。在對裂縫進行評價和判斷裂縫區域范圍之前，首先要對裂縫的發育情況進行研究。在油藏y中運用了示蹤劑測井技術對裂縫發育情況進行了評估。在實例中，示蹤劑是和支撐劑一起被泵入地下，在一些支撐劑樣本中檢測到了該示蹤劑的成分。很長時間以來，放射性測井和伽馬射線測井在進行酸化和壓裂施工過程中被運用來探測垂直裂縫的高度發育情況。基于井間測井結果，產層一般都是位于砂層的上表面。砂層深度一般是2099.1至2138.0米。產層上方大致7.8米處的產油區域情況較為良好，一般深度是2099.1至2106.9米。施工過程中，要連續泵入65噸支撐劑和140m3的流體，平均泵入速率是2.2m3/分鐘。如圖5所示，放射

7、性測井結果顯示填充裂縫的高度僅僅只有9.0米，深度在2099至2108米。這說明，填充裂縫并沒有貫穿整個產層。放射性測井測得的填充裂縫的高度和射孔處位于同一深度。例子中砂層得射孔方位都是在儲層的上方。由圖5所示的結果可知，從射孔出起裂非常容易然后向下生長這是支撐劑進入頁巖中形成砂體。在低滲油藏中，支撐劑滲入到裂縫當中一般是幾個小時的過程。在這期間，裂縫當中的支撐劑一般都沉在裂縫底部。傳統的觀點認為支撐劑在水力壓裂的過程中最終運移到了裂縫的底部。因此，例子中的放射性測井結果所測得的裂縫高度不一定是真實的自然發育裂縫高度。雙級壓裂盡管先前的放射性測井結果并不太準確，單級方案中的填充裂縫也有可能并沒

8、有貫穿整個產層。由于設備限制，單級方案中不能滿足對高泵入速度的要求，使得在一些層位中不能有效射孔來進行增產。實際情況下，單一方案的增產措施要更加費時費錢。一種更有效地增產措施是使貧產層達到高效產油。事實說明在層間進行間隔進行射孔作業能夠達到更好的經濟效益。在實施了多級壓裂施工方案的情況下，由于流體溢流作用進入油藏和支撐劑填充到裂縫中，油藏壓力和縫間壓力會有所升高。區域中的壓力升高是由于受了多級壓裂早期作用的影響，裂縫壓力的傳播失手了多級壓裂后期作用的影響。這與應力陰影影響相同。對于應力陰影在水平井多級壓裂施工中的運用在已經被很多文獻所提及。在mounds drill cuttings inje

9、ction工程中，由于相同間隔的循環注入作用應力發生了改變，從而在每一個注入過程中形成了不同方向的新裂縫?，F如今，形成一種更有效的多級增產措施來處理致密油藏。運用這項技術，要先射穿兩個或三個儲層，然后進行雙級壓裂措施，一次進行一級并且不使用任何機械隔離。這種設想分為兩部分：a）運用由于第一次注入作用引起裂縫周圍應力的增加來區分一系列未進行增產措施的儲層，b）使用支撐劑儲存技術來使得裂縫底部沉積的支撐劑量達到最小化。長慶油田中運用雙級壓裂技術使得施工過程中的第一步規模往往比第二步要大。在編寫這篇文章時，早期文獻的觀點說明早在1996年此類相近的技術就已經得到了運用，參考文獻第四條中的作者將其命名

10、為isd技術。然而，isd技術并沒有運用支撐劑儲存技術來區分一系列的施工方案。油藏y和油藏s都運用了雙級壓裂技術。對油藏y的壓裂方案效果進行了評估：5口井運用了新型的雙級壓裂技術，另外5口井運用了傳統的單級壓裂技術。表4為油藏y屬性和三個月的平均產量數據。產量數據說明雙級壓裂技術要比單級壓裂技術產量多39%，支撐劑注入量比單級多27%。增產規模大小會對增產效果產生一定影響。為了研究增產規模對效果的影響，展開了針對油藏y的裂縫模型和產量參數分析。一個匯總的數據當中，運用了三維裂縫發育模型、單相二維油藏模型對其進行分析。表6為針對不同裂縫半長下的施工規模和計算產量的模擬結果?；诒砀裰械哪M預測結

11、果，施工規模從77增至98噸僅僅使得產量增加了5%。這種模擬結果說明雙級壓裂方案能夠獲得額外34%的產量。同樣，雙級增產措施的平均網距比一般的小21%。通過對油藏y和油藏s的研究，很難確定網距疏密對整個砂層的影響，井和井之間的情況都不相同。盡管油藏中的很多性質參數都不確定，雙級壓裂措施在油藏y中的運用還是取得了較好的增產效果。油藏s的雙級壓裂增產效果同樣進行了評估：其中5口井進行了單級壓裂，5口井進行了雙級壓裂。油藏性質參數，例如網距，孔隙度，滲透率和含油飽和度等都與油藏y相似。表5為油藏s性質參數以及三個月的相關產量數據。產量數據說明在雙級壓裂方案規模比單級壓裂方案規模大54%的情況下，雙級

12、方案僅比單級方案獲得多14%的產量。圖6為運用相同施工規模的模擬方法計算得出的三個月產量圖，施工規模從68.5噸增加到105.8噸使得產量增加了10%。這說明單一雙級壓裂方案僅僅增加了4%的產量。由于油藏儲性的不確定性，油藏y運用雙級方案對產量提高沒有多大作用。雙級壓裂方案為油藏y帶來的增產效果要進行更加深入的研究。這項技術的關鍵是要具有備選方案。油藏情況看起來似乎更加適合運用新型多級壓裂措施：大型砂巖中含有較多儲層，較低的滲透性，較低的網間壓力以及不同產層中較低的應力差。實例研究油藏y中的y23-15井被用來研究進行雙級壓裂施工研究。如圖7所示，測井結果說明砂層與三個薄頁巖層之間有50米的距

13、離。為了對井進行更有效增產措施，實行了三種不同深度的射孔位置：2224-2227米，2236-2239米，2248-2251.5米。在進行了對三個位置的射孔工作后，就進行了一個步驟內的雙級壓裂方案，同時不使用任何機械隔離。第一個步驟是注入145m3的流體和57噸的支撐劑。第一步進行完所耗費的時間是15分鐘，回流作用則是迫使裂縫閉合。一旦確定一級裂縫發生了閉合，就要開始第二級施工。二級施工要比一級規模小，需要連續注入93m3的流體和36噸的支撐劑。兩級施工的數據分別如圖8和圖9所示。其它一些施工數據如表6所示。兩級過程中都運用了微地震裂縫繪圖對裂縫進行描述。圖10和圖11為利用微地震繪圖方法對兩

14、級裂縫的繪制結果。矩形區域代表進行了水力壓力增產措施的區域。微地震區域外的準確性還不能確定。以下結果是一級施工的微地震繪圖結果：一個裂縫高從65m增加大概10m，裂縫是非對稱裂縫，其中左翼裂縫半長是140m，右翼裂縫半長為110m。二級施工的繪制結果是裂縫原始高度為65m，增加了15m，同樣是為非對稱裂縫，左翼半長為101m，右翼半長為125m。運用網間壓力匹配技術的裂縫模擬分析對裂縫發育情況進行分析。沒有制定出注入方案是因為在三個儲層中的注入情況較為復雜。結果中運用了對裂縫閉合壓力和裂縫復雜性的研究。圖12為兩級施工過程中的裂縫預測情況。表6為最終裂縫模擬結果。模擬結果說明二級過程中的裂縫高

15、度比一級裂縫高度小，但是縫長比一級裂縫縫長要短。一級施工過程中模擬裂縫要比繪圖裂縫的幾何形態小。模擬裂縫和繪圖裂縫結果都說明一級和二級施工方案的裂縫都貫穿了整個砂層。盡管二級施工規模要比一級施工規模小大概50%，但是二級的isip要比一級的高0.5mpa。二級過程中的isip可能會引起壓力的增加或者支撐劑的儲存。值得指出的是，y23-16井的單機增產措施和y23-15井的情況十分相近。表4中三個月的產能數據說明井y23-15比井y23-16的產量要高。對井y23-15進行了裂縫幾何學和導流能力的產量預測。如圖13所示，為三個月的產量預測數據。三個月后期的井日產油量大概為3.8m3/天。這是一個

16、未進行任何增產措施的新井。結論1. 對于長慶油田中的一些多產層致密油藏，單一壓裂方案和單級壓裂方案相比增產效果不是很好。2. 在對有效增產措施進行調查的過程中，一個新型雙級壓裂方法被用來對多儲層致密油藏進行增產施工。3. 這種新型的雙級壓裂技術被運用到了兩種油藏中。實驗結果說明這種方案適用于兩個油藏中的一個不適用于另一個。4. 放射性示蹤劑和微地震繪圖技術都被運用來評估統一油藏中兩口不同井的裂縫高度發育情況。放射性示蹤劑技術結果說明，單級增產技術能形成9m高的填充裂縫，微地震繪圖結果說明雙級壓裂增產技術能夠形成水力壓裂65m高的裂縫。5. 通過對裂縫產量模擬分析來研究施工規模對增產效果的影響。

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