高闭合应力油藏压裂支撑剂优选研究

有效 的高裂缝导流能力 ； 若使用单一小粒径支撑剂 ， 虽 然 可 以满足施 工 和抗 高 闭合压 力 的要求 ， 但 由于粒
径较小 ， 不 能 提供 足 够 的 裂缝 导 流 能力 ， 增产 效 果 欠 佳 。不 同粒 径 支 撑 剂组 合 压 裂 技术 具 有 延 长支 撑 裂 缝长度 、 保 证 复 杂 裂缝 中 的加砂 质 量 、 减 少 支撑 剂 压
塔里木油 田塔 中４ ０ 石炭系油藏主要含油层系为
东河 砂 岩段 ， 根 据物 性特 点从 上到 下划 分 为含砾 砂岩 段 和均 质段 两套 开发 层 系 ， 采 用水 平井 开发 。其 中的
２ 支 撑 剂选 择 原 则
２ ． பைடு நூலகம்依据 闭合压 力选择支撑剂类型
闭合应力大小是优选支撑剂的主要技术参数 ， 塔 中油 田 闭 合 应 力 梯 度 在 ０ ． Ｏ １ ６ ＭＰ ａ ／ ｍ左 右 ， 井 深
下 裂 缝 导流 能 力 比５ ｋ ｇ ／ ｍ 有 大 幅度 提 高 。一 般 而 言 ， 缝 宽 和铺 砂浓 度 成正 比例 关 系 ， 支撑 裂缝 导 流能 力会 随着铺 砂 浓度 的 增大 而增 加 。因而 ， 在保 障加砂 成 功
后返 吐 的作用 ， 在 室 内及 现 场应 用 中都取 得 了实 际效 果 。为 满 足 塔 中深 层 水平 井 加砂 压 裂 的安 全性 和长 效性 ， 开展 了组合 支撑 剂技 术 的评 价研 究 。
３ 试 验 研 究
３ ． １试 验 准 备
试 验使 用 Ｆ Ｃ Ｅ Ｓ 一 １ ０ ０ 型裂缝导流仪 ， 该 仪 器 的最 高 试 验 温度 为 １ ５ ０ ￣ Ｃ， 最 大 闭合 压 力 为 １ ５ ０ ＭＰ ａ ， 可 以 模 拟 地 层 温 度 和 闭合 压 力 。导 流 室 按 照 Ａ Ｐ Ｉ 标 准设 计， 无嵌 入 和嵌入 实 验分 别采 用金 属 片和地 层岩 心对
．
２ ４．
新 疆 石 油 科 技
２ ０ ｔ ３ 年 第４ 期（ 第２ ３ 卷）
高 闭合应 力油藏压裂支撑剂优选研 究
刘辉① 袁 学芳
塔 里木 油 田公 司 油 气 工程 研 究 院 ， ８ ４ １ ０ ０ ０ 新 疆 库 尔勒
张健 强
王斌
新 疆 油 田公 司 工程 技 术研 究 院
４ ４ ０ ０ ｍ时 地层 闭合 应 力 ７ ０ ＭＰ ａ ， 考虑 深层 水 平井 复杂 的储 层 条件 ， 根据 目前 国 内外 支撑 剂指标 情 况 （ 表１ ） ，
含砾砂岩段 （ 及薄砂层 ） １ 、 ２ 小层平均孔 隙度 ８ ． ８ ４ ％，
渗透率 １ ６ ． ６ ０ ％， 属 于 低 孔 低 渗 油 藏 。石 炭 系 东河 砂 岩段埋藏深度大 ， 已钻 井 平 均垂 深 ４ ３ ２ ６ ｍ， 斜 深 ４ ８ ７ ５ ｍ； 地 层温 度 高 ， 地 温梯 度 为 ２ ． １ ｃ Ｃ ／ １ ０ ０ ｍ， 地 层 温 度１ １ ０ ℃； 地层 闭合应力 高 ， 闭合 应力梯度 ０ ． Ｏ １ ６ ＭＰ ａ ／ ｍ， 闭合应 力 ６ ９ ＭＰ ａ 左右 ； 距 离底部 油水界 面近 ， 平 均 １ ５ ． ７ ｍ。该油 藏 开展 压裂 改造 的过 程 中 ， 因埋藏 深 、 闭
关键 词 压裂 支撑 剂 水平 井 深 井 高温 高压 塔 中
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合 应力 高 ， 支撑 剂 的选择 需要 开展 优 化研究 。一是 确 定合 理 的 支撑 类 型 ， 满 足 抗压 需 求 ； 二 是 考 虑影 响支 撑剂导 流 能力 的 因素 ， 保 证 长期压 裂效 果 。
建议选用高 强度 支撑 剂 ， 满足６ ９ Ｍ Ｐ ａ 下破碎率小 于
５ ％的行 业标 准要求 ０
表 １支撑 剂 的性 质及 矿物 组成
２ ． ２采用组合支撑剂技术 ， 满足导流能力要求
目前 油 田压 裂用 支撑 剂 多为单 一粒 径 ， 粒径 偏 大 和 偏小 都 影 响 压 裂 的效 果 甚 至导 致 施 工失 败 。复 杂 油 井 中使 用单 一 大粒 径 支撑 剂 虽 然 可 以提供 较 高 的 裂 缝导 流 能力 ， 但可 能 出现加 砂 困难 ， 造成 砂堵 ， 并且 支撑 剂 在长 期 高 闭合 压 力 下 易破 碎 ， 不 能 提供 长期 、
３ ． ４ 组合支撑剂导流能力评价
室内试验 已经证实 ， 对于低孔低渗油藏， １ ０ ０ 目陶 粒 由于粒径过小 支撑剂排列非 常紧密＿ Ｉ 等 流能力过
低， 所 以在 以提 高 裂缝 导 流 能 力 为 目标 的压 裂 中 ， 尽 量 不要 采 用 １ ０ ０目的支撑 剂 。结合 塔 中物性 特点 ， 实 验 采 用 了 卡博 ２ ０ ／ ４ ０目和 林 海 ３ ０ ／ ５ ０目２ 种 粒 径 支撑
①作 者 简介 ： 工程师 ， ２ ０ １ ０ — ０ ７ 毕业于西南石油大学 ， 硕士
裂缝缝壁进行模拟。支撑裂缝渗透率依据达西定律 ，
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∞ 如 加 剂优 选研Ｏ 高 闭合 应 力 油藏压 裂 支撑 究
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通 过 测 得 不 同流量 下 的压 差 计 算 得 到 。 不同闭合压
力下的裂缝宽度由位移计测量。
３ ． ２铺砂 浓度影响试验
铺 砂 浓 度 是 影 响 导 流 能 力 效 果 的 关 键 因素 之
一
。
试 验 考 察 了 贵 阳林 海 支撑 剂 ３ 种 铺 砂 浓 度 下 的
导 流 能力 的变 化 （ 图１ ） 。结 果 表 明 ， ｌ Ｏ ｋ ｇ ／ ｍ 铺 砂 浓 度
摘 要 塔中４ ０ 东河砂岩深层水平井具有埋藏深、 高温、 高闭合应力的特点， 对这类储层开展水力压裂措施面临诸多难题。选用
压裂支撑 剂时 ， 单 独选 用大、 小粒径的支撑 剂都 面临一些缺 陷。为此， 针对性的开展 了不 同粒径支撑剂导流能力优化研究 ， 并对压 裂液残渣及支撑剂嵌入 因素开展 了定量评价 ， 为塔 中４ ｏ ｃ ｍ油藏水平 井支撑剂的选用提 出了建议 。