谈低渗透油藏重复压裂技术

谈低渗透油藏重复压裂技术
作者：刘成千
来源：《中国新技术新产品》2012年第08期
摘要：我国许多油气田在投入开发初期就普遍进行了压裂改造，获得了很好的开发效果。

目前大庆油田已进入开发中后期，重复压裂作为老油气田综合治理的技术措施，是急待解决的重大课题。

本文就低渗透油藏重复压裂技术进行探讨。

关键词：低渗透油藏；重复压裂技术
中图分类号：TE34 文献标识码：A
1 重复压裂机理
重复压裂油井中地层应力分布是影响水力裂缝产生的主要因素。

因此，研究重复压裂井井眼附近的应力分布状况至关重要，以便确定在重复压裂过程中裂缝是否重定向。

对于重复压裂井而言，由于存在初次支撑裂缝和天然裂缝的应力场分布以及生产活动引起的孔隙压力变化，从而导致了井眼附近应力的变化，产生了诱导应力场，在两个水平主应力方向上均附加诱导应力。

最大诱导应力等于裂缝闭合后作用在支撑剂上的净压力，该应力垂直于初始支撑裂缝，而最小诱导应力平行于初始支撑裂缝。

在近井筒附近，新裂缝将在应力最弱点开始启裂，如果在井筒和初始裂缝周围，两个水平主应力相等椭圆形区域内，原最小水平主应力与最大诱导应力之和大于原最大水平主应力与最小诱导应力之和，则在重复压裂时，二次裂缝将重新定向，裂缝启裂的方位将垂直于初次裂缝方位，即产生新裂缝。

随着裂缝向远离井筒方向不断延伸，诱导应力场的影响逐渐减小，在两个水平主应力相等椭圆形区域外，向初始裂缝方向旋转。

但是由于裂缝生长的惯性作用，裂缝沿重定向方向仍将延伸一段距离，最终裂缝沿初始裂缝方向延伸。

2 重复压裂压前储层评估
对重复压裂地层进行评估，一般考虑以下内容: 重复压裂井的现状；前次压裂的生产历史；对前次压裂裂缝有效程度及失效原因进行评估；对前次压裂及油藏生产历史进行模拟；目前压裂井是否有新注水井点。

通过评估,获取重复压裂施工所需信息和参数，如:地层是否具备期望的生产能力、累积产量和期望的采收率;裂缝导流能力大小，确定支撑剂在缝内的状况;裂缝支撑缝高是否适当以及压裂液与地层的配伍性等，复压井层应具有较高的压力系数，同时采出程度较低，具备重复压裂的能量和物质基础。

3 重复压裂选井选层原则
3.1 在地层评估基础上，依据评估结果，确定重复压裂井层，选井选层应遵循以下原则:根据油井生产史、地层评价结果及开发动态综合分析进行选井。

油井必须有足够剩余可采储量和地层能量；前次压裂由于施工方面的原因造成施工失败；前次压裂生产情况良好，压裂未能处理整个油层或规模不够；前次压裂后效果不错，但未给整个措施段提供有效支撑，采取重复改造措施，改善出油剖面。

3.2 选层原则
重压裂井层段管外无串槽；压裂层段必须有足够的剩余可采储量(采出程度≤30%)和地层能量(压力系数≥0.7)；（3）前次压裂由于施工方面的原因造成施工失败；
前次压裂生产情况良好，但未在整个改造层段形成有效的支撑裂缝；或前次支撑裂缝长度虽然很长，但裂缝导流能力不够；前次压裂成功后，由于压井作业等造成油层污染；注采井网进一步完善，有新的注水井点或见效方向；对应水井以前注不进水，目前通过措施能够注进水。

根据各井层油藏特征，通过注采井动静态资料对比方法在掌握复压井层与对应注水井层地质条件与生产历史的基础上，用现有生产动态、小层数据等资料，找出生产井中相对受效低、动用程度差，但仍具有潜力的储层作为复压候选层。

低含水层一般是低渗透层，选压这类油层，有利于改善层间矛盾，调整产液剖面。

4 重复压裂时机
准确确定重复压裂时机是重复压裂成败的关键之一。

重复压裂过早，上次压裂增产期没有充分发挥，影响压裂效果及效益；若重复压裂过迟，则不能及时接替增产，损失了应得的增产期。

压裂投产后油井的生产特征一般分为3个阶段:
4.1 线形流阶段。

此阶段原油从支撑裂缝前缘流向井筒，为压后高产阶段，不过此阶段产量下降较快。

4.2 拟径向流阶段。

此阶段原油一方面从支撑裂缝前缘流向井筒，另一方面也从裂缝两侧基岩流入井筒。

此时产量已低于第一阶段产量，但生产能力仍高于油层未经过压裂改造前的产量，此阶段产量较稳。

4.3 径向流阶段。

此阶段支撑裂缝已失去了高导流能力，原油生产能力恢复到压裂前水平。

所以，压裂增产是有一定期限的。

压裂经过线形流、拟径向流直至径向流，增产期即告结束，此时，原油处于经济生产下限，如果其他条件成熟，应考虑重复压裂。

5 压裂井压裂参数的优选
5.1 老缝加大砂量压裂工艺。

由于加强了原裂缝口的导流能力，同时在原裂缝的基础上进行扩展，提高渗流面积，使油井增产。

随着裂缝渗滤面积的增大，即使原裂缝壁面部位受伤害而渗透率较低，但裂缝延伸部位渗透率提高，远端油流通过原裂缝流入井筒，达到了增产目的。

5.2 高砂比短宽缝工艺技术。

对厚度较大层应用高砂比工艺，提高近井裂缝的导流能力，高砂比压裂工艺具有压裂液用量少、对油层污染小、裂缝导流能力强等特点，适用于聚驱开发后期，近井地带存在堵塞的压裂层进行再次压裂挖潜。

即把砂比从常规的25％提高到30％，大幅度提高近井裂缝的导流能力。

5.3 正确选择各种压裂施工参数。

压裂形成的裂缝通过的能力取决于被支撑剂支撑裂缝宽度和长度，以及支撑剂的浓度、大小、形状、强度、在裂缝中分布的形式。

而裂缝宽度、长度与施工中的排量、压裂液用量、压裂液粘度、支撑剂的浓度等因素有关，特别是压裂液粘度是个重要因素。

压裂液性能选择，不仅要携砂能力强，滤失量低，而且还要易于从地层内排出；并对地层内的油、气、水及岩层本身无不利的化学反应。

使用支撑剂，一般地说应选直径较大、颗粒均匀、圆度好、表面光洁度好，在设备条件允许的情况下尽量提高支撑剂的加入量，这也是提高压裂效果的重要因素。

替挤液的选择(一般采用地面管线和井下管柱容积之和的1.5-2.0倍)，关系到施工完毕后井壁处的缝口宽度。

替挤量不足，支撑剂不能全部进入地层，易造成砂堵、砂卡事故；替挤量过大，会把支撑剂替入地层深处，使井壁附近没有支撑剂支撑，外界压力消除后，井壁附近裂缝会重新闭合，进入地层的支撑剂象透镜体似的分布在地层中，影响压裂效果。

5.4 压裂后尽量避免用各种压井液压井，压裂后压井，不仅影响已经形成裂缝的渗透能力，而且对于其他未被改造的油层同样受到损害，影响压裂效果，甚至油井不但不增产反而减产。

6 油井管理
压裂措施后，油井增产期的长短，总累积增产油量的多少，都和日常的油井管理有关。

取全、取准油井生产的各项数据，加强油井观察，定期进行综合分析；压裂后及时开井排出压裂液；选择合理的油井工作制度；不得轻易压井；加强油井的综合措施；高含水井压裂要同分层配产、化学堵水相结合，将含水率控制较低，一般在75-85％之间，低产井、稠油井压裂要同机械采油和电热清蜡相结合。

压裂后必须提高地层能量的补给。

结论
1.重复压裂是低渗透油藏开发后期的有效措施，应优先选择剖面上动用程度差、未见水或低含水且地层能量充足的小层，并将缝长的确定与油层非均质特征研究紧密结合。

2.重复压裂是大庆油区实施改造，控水稳油提高产量的有效途径。

3.根据油藏特性和重复压裂工艺特点，有针对性地进行优化工艺设计和压裂液设计，能提高重复压裂工艺可行性。

4.提出了以较高的砂液比，是大规模重复压裂的技术路线。

5.压前评估，优化选井选层是重复压裂成功的保障。

参考文献
[1]大港油田科技丛书编委会，编.压裂与酸化工艺技术[M].石油工业出版社，1999.
[2]低渗透油田开发技术.石油工业出版社，1994(6).
[3]张琪.采油工程原理与设计[M].石油大学出版社，2000(3).。