机械分压在大牛地气田的应用实施

赵 楠，张永春，何 青

(中石化华北分公司工程技术研究院增产测试研究所，河南 郑州 450006)

机械分压在大牛地气田的应用实施

赵 楠，张永春，何 青

(中石化华北分公司工程技术研究院增产测试研究所，河南 郑州 450006)

分析了大牛地气田的地质特征、机械分压的工艺原理和特点，对机械分压在大牛地气田的实施应用情况进行了研究。现场应用表明，机械分压在大牛地气田取得较理想的增产效果，充分说明压裂是提高产量的有效措施。

大牛地气田;机械分压；压裂

1 大牛地气田的地质特征

大牛地气田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东北部,区域构造为一平缓的西倾单斜[1-2]。大牛地气田储层属于上古生界，为低孔、低渗储集层且储层总体厚度薄，主要位于下石盒子组、山西组及太原组，自下而上发育分别是下石盒子组的盒3段、盒2段和盒1段，山西组的山2段、山1段以及太原组的太2段和太1段。其中盒3段储层物性相对最好，平均孔隙度10.27%、平均渗透率1.36×103μm2；其次为盒2段、太2段，盒1段、山2段、山1段储层物性相对较差,埋深2100～3100m。气层层系多，组合关系复杂，纵向上交错叠合发育，平面上分片展布，储层非均质性较强，气藏内部差别较大。7套储层均有天然裂缝发育，但裂缝发育程度总体较弱以垂直缝为主，占裂缝总数的96.17%，极少量斜交裂缝。储层的喉道类型主要为粒间缝、溶蚀粒间缝、晶间缝等，气层喉道细小，导致毛管压力高，因此，压裂改造时，水锁对储层产生严重的伤害[3-4]。

各套气层均为低渗气层，有效渗透率小于0.5×103μm2，气藏温度79～91.6℃，气藏平均压力系数0.92，基本属同一压力系统，气层都需经过压裂改造方可达到工业产能。

2 机械分压的工艺原理及特点

压裂工艺技术是影响压裂增产效果的一个重要因素。针对油层特点和井筒状况，采取与之相适应的压裂工艺技术，保证压裂设计的顺利执行和取得较好的增产效果。具体要求是要认真分析油藏、结合油藏特点并根据井的具体情况、施工设备状况等制定合理的压裂施工工艺。

2.1机械分压工艺原理

机械分压的工艺原理是根据压开层位吸液能力高的特点，在一个压裂层段内压开第1层后，在低压下投球将已压开层的层段堵住，提高泵压压开第2层，然后再堵第2层再压第3层，这样可在一个层段内形成多条裂缝[5]。

2.2工艺特点

其工艺特点是不受完井工艺的限制，单层处理强度低，有利于重复压裂。可用于常规射孔井，也可用于重复压裂，达到一井压多段，一段压多层，提高油气井产能。也可用于油井和注水井调整出油剖面和吸水剖面，能有效地挖掘常规射孔完井中低渗透率薄油层的潜力，是高含水期常规射孔井低渗透薄油层挖潜的重要措施[6-7]。

机械分压不仅适用于已投产的多油层的油层改造，而且还可以作为多而薄、夹层小、渗透性差、产能低的一种完井措施，并且可以在同一口井、同一层内重复应用[8]。除此之外，还是用于固井质量差，无法用封隔器封隔的层段，也适用于裸眼井的油层改造。

3 现场应用

以D66-150井为例具体说明施工应用情况,D66-150井位于陕西省榆林市榆阳区小壕兔乡沙则汗村一组。构造位置是鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部，盒3目的层段测录井解释均为气层-含气层，盒1段目的层段解释为气层-含气层-差气层，山2和太2目的层段解释为气层-差气层。地质要求采用电缆射孔方式进行压裂试气作业，盒3段、盒1段、山2段、太2段气层多层合采投产，盒3段、盒1段、山2段、太2段加大压裂规模；其次施工作业时采取气层保护措施。

现场施工方根据压裂设计要求，对施工现场压裂车辆设备认真检查,运转正常；各仪表,仪器校验合格,性能良好；其他附件及高、低压管汇试压合格的情况下现场压裂施工开始。 以太1段施工情况来具体说明：①09∶50开始试压，试压70MPa,管线无刺漏，试压合格；②10∶00开始低替，低替10m3后提高排量坐封封隔器，封隔器坐封排量为1.2m3/min，此时油压31.2MPa；③10∶16开始注入前置液，期间按要求加入一个砂量为2m3的段塞；11∶02开始加砂，加砂62m3；④12∶15开始顶替，顶替2m3后投球，等顶替液还差2m3到位时，排量降至1m3/min，等球到位，打落山2段+盒1段滑套，压力为39.7MPa，太1段施工结束。

图1 D66-150井压裂施工曲线

同样方法继续施工，盒3段气层于1∶12开始顶替，顶替7.8m3后停泵，停止施工。

压裂施工曲线如图1所示。

该井于9月23日试气结束，试气6d，期间油压11～10.7MPa，套压12.6～12.4MPa，中部流压15.391MPa/2698m，地层中部流温80.727℃/2698m，无阻流量91478m3/d，放喷求产期间累计产气达302477m3。

试气结果显示该井经压裂后取得较好的效果，可见机械分压在大牛地气田取得较理想的增产效果。

4 结 论

1)由于大牛地气田先天的低渗致密储层物性条件限制以及在钻井过程中的钻井液污染等原因，气井射孔后自然产能低，开采效益差，必须经过压裂才能投入正常生产。因此，压裂技术在大牛地气田增产稳产中作用发挥越来越大。

2)低渗致密气藏压裂增产技术在大牛地气田施工成功率高，达到了提高气井产量的目的。压裂增产技术的发展和成熟为大牛地气田的储量升级和产能建设提供了有力的技术保障。

3)机械投球分压的技术，就是应用封隔器和滑套分隔不同油气层，通过逐级关闭实现分层压裂，从而达到一趟作业管柱分开压裂多个目的层的目的，可减少作业工序，缩短作业工期，降低多次作业对储层的伤害，从而保障压裂增产效果。该项技术的成功应用，为大牛地气田多层气井的增产改造提供了技术支撑。

[1]蒋延学.重复压裂选井选层的模糊识别方法[J].石油钻采工艺，1997，19(3):60-62.

[2]刘兆江.低渗致密气藏压裂增产技术[J].断块油气藏，2008，15(5)：58-60.

[3]Pitoni E.Polymer-free fracturing fluid revives shut-in oil well[J].World Oil，1999，220(9)：77-82.

[4]万仁博.采油技术手册[M].北京：石油工业出版社，1998.

[5]罗英俊.压裂酸化工艺技术[M].北京：石油工业出版社，1998.

[6]Mathew S.Viscoelastic surfactant fracturing fluid：applications in low permeability reservoirs[J].SPE 60322，2000.

[7]卢修峰，刘凤琴.投球分压的理论验证与实例分析[J].石油钻采工艺，1994，19(3):60-62.

[8]Alleman D，Qi Q.The Development and Successful Field Use of Viscoelastic Surfactant-based Diverting Agents for Acid Stimulation[J].SPE80222，2003.

[编辑] 易国华

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.029

TE357.12

A

1673-1409(2012)06-N088-02