让纳若尔低渗透油田水平井分段酸压工艺研究及应用

让纳若尔低渗透油田水平井分段酸压工艺研究及应用
梁冲;张宝瑞;赫安乐;关士军;成志军
【摘要】让纳若尔油田Д南低渗透难动用储量近3000万t，但由于储层薄、物性差、地层压力低等特征，直井难以实现经济开采，水平井产能低。

通过引入以水平井分段改造为主导的完井、酸压、气举排液投产一体化技术，形成了分段段数优选、裂缝参数优化、遇油膨胀封隔器＋滑套分段完井配套、液氮前置注入及深度酸压和气举排液、采油一体化技术。

现场应用结果表明，该工艺有效扩大了水平井控油区域，改善了储层导流能力，缩短了酸压后排液时间，提高了单井产能。

水平井分段酸压配套技术的应用实现了该区域储量的有效动用，对中石油海外低渗透难动用储量高效开发具有重要指导意义。

%ДSouth layer in Zanarol Oilifeld has nearly 30 million tons of oil reserves. However, as the reservoir is the thin (4.4-16.1 m), poor in physical properties (0.3-1 × 10-3μm2), and low in formation pressure, etc. It is dififcult to achieve economic production by vertical wells, horizontal wells are also low in productivity. By introducing the integrated staged completion, acid fracturing, gas lifting and commissioning technique, stage number selection, parameter optimization. ECP+multi-slide sleeve completion, liquid nitrogen pre-injection and gas lifting in one trip has been realized. Field application results show can increase the control area of horizontal wells, improve reservoir conductivity, shorten lfowback time after acid fracturing and enhance single well production. Horizontal well staged acid fracturing, which achieves the effctivly reserves producing in this area, is of great instructive signiifcance
for for the high efifcient development of reserves in low-permeable reservoirs.
【期刊名称】《石油钻采工艺》
【年(卷),期】2014(000)002
【总页数】4页(P92-95)
【关键词】让纳若尔油田;低渗透油藏;碳酸盐岩;水平井;分段酸压;完井
【作者】梁冲;张宝瑞;赫安乐;关士军;成志军
【作者单位】中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊 065007;中国石油阿
克纠宾油气股份公司，北京 100101;中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊
坊 065007;CNODC生产作业部，北京 100101;CNODC生产作业部，北京100101
【正文语种】中文
【中图分类】TE357
中亚地区是中哈石油管线的重要源头，其中阿克纠宾年产油气当量千万吨以上，是中石油海外大庆产量的重要组成。

让纳若尔老油田自然递减率高，稳产、增产一直面临严峻挑战，Д南难动用储量近3 000万t，占整个油田剩余可采储量的28%，但由于储层薄（4.4～16.1 m）、物性差（0.3～1 mD）、地层压力低，高效开发配套工程要求高。

考虑海外作业费用、酸液、材料成本及人员配备等因素，按照常规的设计理念进行分段大型酸压，成本将十分高，对于追求经济高效的海外项目是不适宜的，不能将多级、大规模储层改造思路直接用于该低渗透难动用储量区块，
为此开展了针对性的技术研究。

1 储层特征及酸压改造技术难点
通过对比研究，让纳若尔油田低渗透难动用区域具有与主体开发区块类似的储层特点及改造难点，主要包括：油藏岩石酸岩反应速度快，难以形成较长的酸蚀裂缝；储层为大段灰岩无明显泥岩遮挡层，产隔层间应力差不明显，缝高控制困难；储层具有应力敏感性，酸压后气举生产，压差太大容易导致人工裂缝闭合快；地层压力低，主力区域地层压力系数0.4～0.6，未动用区域地层压力系数0.8，改造后残酸返排困难；某些井层接近油水界面，大规模施工存在压窜底水风险。

另外，针对低渗透难动用区域存在以下更为复杂的问题。

（1）储层类型复杂，分布规律性较差，产能与储层类型相关性大。

与国内外大多数碳酸盐岩储层类似，Д南油藏分为3类储层，分别为孔隙+溶洞+裂缝型、孔隙+裂缝型和孔隙型，各类储层产能差异大，储层分布规律性较差，预测难度大。

低渗透难动用目的区域前期直井酸压投产共应用5井次，对孔洞、裂缝的沟通效果并不理想，因此需要改变开发策略，部署水平井来实现高效开发。

（2）直井控制范围有限，单井控制储量小，连通性差，产量递减快。

自2007年起，Д南南部物性较差区域的加密井投产基本无自然产能，需要进行酸压改造，而改造前基础产量则以开发定产指标为标准，酸压后初期产量较高，但有效期普遍较短。

其影响因素是多方面的，其中储层物性变差、地层能量降低是主要原因，而油气比增加、部分井含水上升较快以及单井控制储量降低等因素也不可忽略。

（3）储层厚度变化大，难动用储量区域储层进一步变薄。

构造与储（油）层分布特征分析表明：Д南西南部构造位置虽然较高，油层较厚，但储层类型以孔隙型为主，且储层物性差，直井初产较低；南部、东南部油层变薄，不同井区储层类型和储层物性差异性较大，导致初产效果差异较大，直井开发存在较大风险；根据水平井的特点，优先在南部、东南部选取有利区域开展水平井先导性试验，优选、优
化配套工程技术。

2 改造工艺与储层匹配性研究
根据当前工程上提出“逆向思维、反向设计和正向施工”的理念，引入以改造引导钻井、匹配油藏的海外低渗透高效开发技术思路，形成地质、油藏、钻井、完井与改造相结合的储层改造综合优化设计方法。

（1）水平井分段改造以形成与水平井井眼轨迹相交的横切缝为有利裂缝形态，通过深度酸压沟通储层更多缝、洞系统。

经研究统计分析Д南难动用储量区域直井
井眼崩落等数据，结合Д层已开展的地下影像监测数据，并结合地质油藏有效储
层发育规律，认为以形成的人工裂缝走向为与井筒成一定夹角的“横切”缝为目标，对提高单井产能比较有利；同时考虑边水推进状况及后期酸压裂缝形态，与开发充分结合，确定井位、走向，制定井位部署原则。

（2）结合储层物性特征以及酸压效果预测，优化水平井水平段贯穿有效储层井眼长度。

综合考虑了钻井、完井、改造成本及合同开采周期，通过酸压后产能预测以经济效益为目标函数进行优化，并考虑了实际钻井难度，优化结果以储层纵向有效厚度、储层孔隙度和渗透率参数为界定，针对不同储层条件提出合理化建议。

（3）根据酸压工艺的需求，优选完井方案。

让纳若尔油田为碳酸盐岩储层，而后期以酸为工作液体系，通过井眼轨迹分析、井眼井径统计、井底流压预测、岩石力学参数计算等综合解释方法分析储层稳定性，选取ECP卡封位置保证封隔有效性，纳若尔油田Д南难动用储量水平井ECP +滑套分段完井分段改造工艺是中石油海
外项目中的首次应用。

（4）以往措施评估分析，确定油水界面、有效产层孔隙度下限等指导原则，确定了酸压沟通区域（缝长）、收益回收累产等参数，指导水平井长度、分层酸压段数优选。

（5）考虑施工规模增大及本身较低的地层压力会导致后期排液周期长、排液困难
等问题，预先考虑分段改造与气举排液、采油一体化，保证后期快速排液投产。

3 酸压改造关键技术
3.1 应力方位初步分析及与油藏构造特征的匹配
根据该区域酸压过程中地下影像监测现场试验解释结果，裂缝走向北东和北西，呈X形（图1），具有多裂缝延伸的形态特征，因此最大主应力方位为南北向，人工主裂缝方位大致为南北向延伸。

H5147井和H406井水平段分别为北西—南东向
和北东—南西向，井眼轨迹与最大主应力有一定夹角，有利于形成与井眼轨迹成
一定夹角的人工裂缝。

图1 5053井地下影像监测结果
3.2 井眼轨迹优化及水平段长度优选
针对直井储层厚度变薄、物性变差的特征，采用水平井开发，通过长的水平段提高穿越油层区域，同时考虑后期结合分段酸压技术，沟通纵向上不同薄油层，大大增加水平段泄油面积。

以油藏数值模拟和裂缝模拟为主开展优化设计。

从模拟结果可知，储层渗透率越低、厚度越小，对水平段长度的需求越大。

有效渗透率0.5 md，厚度在10 m左右的
储层，水平井段达到600～800 m，不改造条件下累产3年产量达到1×104 m3（图2）。

结合本区域钻井难度及成本，前期试验井水平段长度控制在400 m左右，但力求通过分段酸压改造达到更好的效果。

图2 储层有效渗透率0.5 mD、厚度10 m条件下的水平段长度优化
3.3 分段段数及缝长优化
碳酸盐岩储层非均质性很强，由于本身可能存在的缝洞特征及复杂的酸盐反应机理，靠造长缝增加储层泄流面积的低渗透储层改造思路对碳酸盐岩储层改造效果很差，并且活性酸液在储层中的作用距离有限，这就决定了碳酸盐岩储层分段改造的特殊性。

综合考虑优势储集体位置、贯穿水平段物性差异及不同改造段数对产能的影响，
最终确定4～5段的分段原则，在降低水平段长度的条件下改造后累产3年的产量接近1×104 m3（表1）。

表1 不同分段段数对给定储层条件下的单井产能的影响（k e=0.5 mD，H e=10 m）分段数 3个月末日产/ m3·d–1 3个月累产/ m3 3年末日产/ m3·d–1 3年累产/ m3 0 7.58 1 158 3.72 5 632 4 12.26 2 369 5.88 9 483 6 12.92 2 426 5.97 9 599 8 12.58 2 544 6.11 9 958 12 12.46 2 524 6.2 10 010
通过对本区域直井改造后产能拟合分析，确定本区域以往改造孔洞型储层有效酸压缝长在60～70 m左右，缝洞型储层缝长进一步降低，对此综合成本分析，确定分4段前提下形成单缝的有效缝长50 m以上，并且施工过程中通过排量控制，力求多裂缝体系的产生，以更加有效利用长水平井段。

3.4 分段完井与改造、气举排液、生产一体化管柱
分段完井保证后期改造工艺对储层的有效动用，一体化管柱降低作业工序、减少作业时间及成本［1-6］。

本区域水平井完钻垂深3 650 m左右，测深4 250 m左右，综合考虑成本与作业工序，确定遇油膨胀封隔器分段改造完井方式，遇油膨胀封隔器适应井径变化能力强，能用于不规则裸眼水平井井眼的完井，且胶筒在部分受损情况下有自我修复功能，保证了各个层段的有效封隔。

钻杆送入完井工具后悬挂封隔器坐封后起出封隔器坐封工具，组接油管挂下入带气举阀的回接生产管柱（图3）。

图3 多级分段完井及排液生产一体化管柱组合
3.5 酸液体系及施工工艺
根据储层岩样矿物组分分析及岩性溶蚀、导流等实验结果，优选稠化酸液体系为主要的工作液体系。

稠化酸利用胶凝剂的增黏能力，使酸液体系具有较好的抗剪切和耐温性能，从而降低酸岩反应速度和液体滤失速度，并有效降低泵注摩阻和泵注压力，从而降低施工作业难度，并实现储层的深度酸压改造。

针对储层低压及分段压裂后大量残酸返排问题，在已考虑的气举助排工艺基础上全程酸压液氮伴注［7-8］。

液氮助排技术是借助高压泵车向井内循环替入液氮，利用液氮由液体至气体这一过程中的体积膨胀，将井内液体排出，达到油井降压诱喷排液的目的。

4 先导性现场试验及效果
4.1 现场试验施工概况及压后评估
上述工艺方法在现场先导性试验成功应用2口井。

2口井水平段长均为400 m，
分4段酸压改造。

H5147井最高泵注压力72 MPa，最高施工排量6.0 m3/m in，共泵注稠化酸 409.5 m3，液氮伴注 15 m3；H4061井最高泵注压力54 MPa，
最高施工排量5.5 m3/m in，共泵注稠化酸408.5 m3，液氮伴注16 m3。

压后评估获得的裂缝参数见表2。

表中2口井改造方式相同、改造用液规模相近，但拟合得到的酸压人工裂缝参数差别较大，表明H5147井贯穿区域油藏发育情况差于
H4061井，而H4061井由压力拟合获得的多裂缝因子大，沟通缝洞多而影响酸压人工缝长。

表2 分段酸压后评估裂缝参数计算结果井号水平段长/m 有效产层段长/m 渗透率/mD 孔隙度/% 平均单段裂缝参数多裂缝因子滤失因子缝长/ m 缝高/m 缝宽/ cm H5147 400.5 14.8 2.35 9.95 67.6 25.8 1.056 14 1 H4061 400.3 177.7 0.76 7.17 44.2 41.2 0.325 12.8 9
4.2 排液及产能分析
液氮伴注及气举排液、生产一体化工艺将排液周期由原先的6～7 d缩短到2～3 d，实现了快速投产。

H5147井13 mm油嘴生产，日产液90 t，日产油89 t，含水1.6%；H4061井13 mm油嘴生产，日产液94 t，日产油91 t，含水2.8%。

2
口水平井产能均为该层主力区域直井产能的3倍以上。

在先导性试验的基础上该
工艺获得推广应用，2013年现场实施6口井均取得显著效果，采用水平井分段酸
压工艺对低渗透难动用区域的开发获得成功。

5 结论
（1）该油田低渗透难动用区域开发方案充分考虑了储层类型、构造特征、边底水分布等条件，通过以“分段酸压”为核心的逆向思维工程设计思路，成功实现了水平井分段完井、改造，为后续类似区块的开发提供了借鉴。

（2）建立了以水平井分段改造为主导的完井、酸压、气举排液投产一体化技术，形成了分段段数优选、裂缝参数优化、遇油膨胀封隔器＋滑套分段完井配套、“液氮”前置注入及深度酸压和气举排液、采油一体化等技术。

（3）水平井分段酸压在低渗透难动用区域应用取得较好的效果，同时也为该区域难动用储量的开发提供了有效手段。

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