水平井穿层压裂技术研究与应用

2016-09-07 03:56范猛大庆油田有限责任公司开发部

石油石化节能 2016年5期

范猛　（大庆油田有限责任公司开发部）

水平井穿层压裂技术研究与应用

范猛（大庆油田有限责任公司开发部）

大庆油田低丰度葡萄花层薄互层发育，采用常规水平井开发储量损失大、注采关系不完善。为此，打破传统压裂控缝高理念，通过压裂工艺参数优化，使人工裂缝沟通纵向储层，提高储层动用程度。对水平井穿层压裂技术原理进行了分析，对穿层压裂效果进行评价，探讨提高穿层压裂成功率的方法。现场试验165口井，穿层工艺成功率93%，单井纵向目的层小层动用率100%，与同区块常规压裂水平井对比，施工规模为0.97倍，而压后初期单井日增油为1.25倍，累计增油为1.26倍，取得了明显的增产效果，水平井可控穿层压裂技术实现了少井高产和难采储量的整体动用。

低渗透薄互葡萄花层；水平井穿层压裂；参数优化；效果对比

引言

大庆油田葡萄花油层以特低丰度、低渗透储量为主，同时薄互层发育，平均单井有效厚度2.5 m/ 3.1层。随着新开发区块储层条件的进一步变差，常规水平井开发储量损失大，同时薄互层钻水平井易出现出层现象，追求砂岩钻遇率导致井眼轨迹不平滑，给后期作业施工带来困难。以某X区块为例（图1），主力油层PI3层，采用常规水平井开发，纵向PI1、PI41、PI42、PI5无法动用，储量损失大。

1　技术原理

水平井穿层压裂技术原理：打破直井开发控缝高的理念束缚，通过施工排量、压裂液用量、支撑剂加入程序的参数优化，实现裂缝穿透泥岩隔层，沟通上下未钻遇储层，并形成有效的油流通道［2］。具体做法：纵向上，对于多层发育、隔层薄的区块，实施穿层压裂，提高储层动用程度；平面上，利用穿层裂缝，实现小层内的缝网匹配，完善注采关系（图2、图3）。

图1　某X区块葡萄花油层对比（南北向）

随着压裂技术的成熟和储层认识的加深，打破传统的控缝高压裂技术理念，通过参数优化，使人工裂缝沟通纵向储层，提高单井产量，完善注采关系，拓宽了水平井应用范围，为低丰度、低渗透葡萄花油层的有效动用，提供了有力的技术支撑［1］。

2　控制技术

2.1施工排量控制

大庆油田葡萄花层常规水平井压裂施工排量2.5～3.0 m3，裂缝高度5～8 m。统计某X区块储层发育情况，纵向跨距26 m，根据区块直井测井曲线计算储隔层应力，确定穿层上下隔层，优选施工排量3.5～4.5 m3（图4、图5）。

图2　纵向穿层示意图

图3　穿层后平面上井网示意图

图4　A井测井曲线和应力剖面分析

图5　施工排量与裂缝高度、净压力关系

2.2前置液比例控制

根据储层剖面特点，分析不同薄层上的净压力分布，根据边界层（即最上层、最下层）延伸所需要的净压力等，推算井底压力及施工压力，为施工参数的确定提供依据［3］；通过模拟，分析不同施工排量等情况下裂缝高度及穿层层数，优化后前置液比例由30%提高到50%。

2.3加砂程序控制

优化人工裂缝导流能力与储层相匹配。分析隔层部位缝宽，模拟分析不同加砂浓度情况下地面压力波动特征，优化携砂液浓度，防止过液不过砂；优化加砂程序、加砂规模，确保裂缝达到设计的导流能力［4］。研究不同储层条件下、不同施工工况情况下加砂工艺（连续加砂、段塞加砂等），以及优化不同粒径支撑剂加入顺序及比例组合，确保铺砂效果（图6、图7）。