水平井无工具分段酸压方法在塔河油田的应用

宋志峰，胡雅洁，2，吴庭新

（1.中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院，乌鲁木齐830011；2.中国地质大学资源学院，武汉430074；3.中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司，新疆克拉玛依834000）

水平井无工具分段酸压方法在塔河油田的应用

宋志峰1，胡雅洁1，2，吴庭新3

（1.中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院，乌鲁木齐830011；2.中国地质大学资源学院，武汉430074；3.中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司，新疆克拉玛依834000）

塔河油田低品位油藏地质储量大，但存在前置液酸压改造单井产能低、水平井工具分段酸压工艺成本高等问题，不能满足此类油藏的经济开发。通过缝洞型碳酸盐岩储集层无工具暂堵分段酸压方法的应用，即采用转向酸和可降解纤维等材料在缝口形成阻挡层，迫使裂缝从下一段起裂沟通其他储集体，从而改变前置液酸压沟通单一缝洞模式，实现对单井多个储集层一次酸压全部高效动用。现场实施结果表明，采用水平井无工具分段酸压模式，可使单井平均单段酸压费用降低47.8%，单井产能提高至邻井的1.8倍，从而大幅提高了开发效益。

塔河油田；低品位油藏；碳酸盐岩油藏；水平井；无工具分段酸压；高效开发

碳酸盐岩油藏大多数井需通过酸压改造投产，塔河油田碳酸盐岩油藏76%以上的油井需通过酸压投产[1]，新井年产量中酸压的贡献比占50%以上。随着塔河油田开发目标逐渐转向低品位油藏，碳酸盐岩储集层酸压改造面临着单井产油能力下降、单井酸压效益保持难等挑战。酸压作为油气增产关键技术手段[2]，如何通过技术创新，为企业赢得新的发展空间，是目前亟需解决的难题。

水平井分段酸压改造具有增加泄油面积、加大沟通缝洞机率的优势，是有效提升单井产能，实现低品位油藏开发的有效手段。目前国内外水平井分段酸压改造技术，机械工具分段主要有可钻式桥塞、封隔器+滑套、不动管柱逐层喷射等多种技术[3-4]，但因塔河油田水平井超深（≥5 400 m）、高温（≥120℃），采用机械工具分段酸压风险大、效益低。无工具分段酸压主要采用有机冻胶[5-6]、化学颗粒[7-8]及纤维[9-10]等暂堵剂，但在超深碳酸盐岩储集层的酸压施工中应用较少。

1　水平井多段酸压改造模式的必要性

塔河油田低品位油藏主要位于阿克库勒凸起的斜坡低隆区，地质储量巨大，但与阿克库勒凸起高部位的主体油藏相比，储集层发育程度差，单井产能低（表1）。

前置液酸压在裸眼井段一般只能沟通单一缝洞[11]，单井产能及酸压建产率低限制了低品位油藏油气开发效益。

水平井多段酸压可有效提升单井产能，但鉴于塔河油田储集层具有超深、高温等特点，前期水平井分段酸压改造主要采用封隔器+滑套裸眼机械工具分段酸压[4]，但此方法存在工具留井，滑套无法自由开关，后期生产高含水后不能进行修井或分段措施管理等问题；另外，此方法完井下入工具较多，管柱组合复杂，存在施工风险高、完井周期长、工具施工成本费用高等问题。统计表明，其平均吨油成本在8 727元以上，酸压经济效益低（表2）。

在前置液酸压单井产能低、水平井机械工具分段酸压改造成本高、投资回报率低的形势下，为提高塔河油田油气开发效益，降低单井酸压成本，实现低品位油藏高效开发的目标，亟需转变技术思路，研究探索新的经济可靠的水平井分段酸压方法。

表1　塔河油田低品位油藏与主体油藏储集层缝洞发育情况及开发情况对比

表2　塔河油田水平井机械工具分段酸压效益分析

2　水平井无工具分段酸压原理及施工方法

2.1无工具分段酸压方法原理

针对水平井长裸眼井段（400 m以内）一般存在多套储集体，无工具分段酸压施工通过井筒不下入机械分段工具，而是采用可降解纤维及颗粒等材料，在人工裂缝沟通一套缝洞后暂堵其缝口，迫使裂缝从下一段起裂，沟通其他有利储集体，并依次沟通一段堵一段，施工完成后，缝口纤维材料完全溶解返排至地面，人工裂缝全部打开产油，实现一次酸压沟通多套储集体的目的。

2.2暂堵工艺思路

塔河油田碳酸盐岩储集层应力破裂差值大（大于7 MPa），为加强暂堵效果，采用“转向酸预暂堵+纤维及颗粒混合主暂堵+线性纤维低渗封堵”暂堵工艺思路。首先，利用转向酸[12]在人工裂缝缝口与岩石反应形成高黏度凝胶填充缝口，降低纤维向缝内滤失，形成预暂堵层；其次，通过线性纤维+颗粒纤维混合注入，在转向酸形成的预暂堵层基础上架桥，形成承压较高的主暂堵层；最后，采用较高浓度的线性纤维注入，形成高密度低渗透的纤维层，进一步加强主暂堵层的封堵效果。

2.3无工具分段酸压方法优化

综合分析油藏、储集层及工程实施等3方面条件因素，确定水平井分段需求和实施条件如下。

（1）初步分段根据油藏特点，确定水平井分段酸压改造的需求，初步分段。大断裂广泛发育断溶体，内有多套缝-洞体发育且缝洞相连，油气运移通道畅通，油气充注较高，具有多个改造目标以及多分段增大泄流面积，提高产能的需求。

（2）优化分段根据储集层特征，确定井筒周围多个有利储集体空间展布特征，考察是否具有一次改造多段储集层动用的条件，进一步优化分段。沿井筒方位须分布多段或多甜点有利储集体，水平井裸眼井筒方位与水平主应力方向夹角呈大角度（大于45°），使酸压形成横切缝，有利于多缝的分段改造。

（3）确定酸压分段数分析长裸眼井筒上地层破裂薄弱点与有利储集层段的对应关系，最终确定酸压分段数。裂缝一般在近井筒地层破裂薄弱点起裂并形成裂缝，若在裂缝延伸方向上与有利储集层段有较好的方位和距离耦合关系，可以大大提高裂缝沟通多个缝洞的机率。

3　单井实例效果分析

3.1现场实施

TP-1H井储集层为典型断溶体，裸眼井段长达355 m，存在多个破裂薄弱点，且与有利储集层发育段对应，利于多段沟通；井轨迹方向与最大水平主应力斜交75°，井筒方位利于形成横切缝分段改造。

现场实施酸压规模1 735 m3，加入线性纤维材料1.2 t，暂堵纤维颗粒0.35 t，最大排量7.4 m3/min，酸压实施暂堵2次，分3段酸压施工（图1），酸蚀沟通有利缝洞，效果明显。2次暂堵泵压上涨分别为6.6 MPa，7.0 MPa，满足分段暂堵压差的要求；且各段酸压泵压曲线注酸沟通压降存在明显差异，分段沟通不同储集体。

3.2增油效益分析

TP-1H井实施无工具分段酸压完井后高产，初期日产油达108.3 t，与同地质单元内具有相似油藏特征的邻井TP-2XCH井和TP-3井对比，TP-2XCH侧钻水平井和TP-3直井均为前置液酸压，初期日产油分别为61.0 t和65.0 t（表3）。TP-1H井无工具分段酸压日产油是前置液酸压井的1.8倍。

图1　TP-1H井无工具分段酸压施工曲线

表3　TP-1H井无工具分段酸压与邻井前置液酸压效果对比

3.3施工成本分析

TP-1H井与TH-2H井均为分3段酸压改造，相比TH-2H井机械工具分段酸压，TP-1H井采用无工具分段酸压方式，平均单段酸压费用降低47.8%（扣除材料及设备动迁费用）。在完井工具费用方面，TP-1H井使用纤维暂堵材料比机械工具酸压完井降低成本67%，完井周期缩短达22 d，完井效率提高50%（表4）。通过实施无工具分段酸压技术，水平井分段酸压施工成本降低50%，完井时间效率提高1倍。

表4　不同方式分段酸压成本对比

4　结论

塔河油田共实施暂堵分段酸压7井次，共计15段，累计增油41 525 t，吨油施工成本886.2元（含完井费用），比机械工具分段酸压降低89.9%，有效提高增油效果，降低酸压成本。

塔河油田低品位油藏储量达4.57×108t，开发潜力巨大。相比前置液酸压和机械工具分段酸压2种模式，水平井无工具多段酸压无需分段工具，具有实施风险低、完井周期短、压后井筒通畅、便于后期措施治理等优点，在低品位油藏开发中具有较好的技术优势及经济优势。

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（编辑杨新玲）

Application of Tool⁃Free Staged Acid Fracturing Technology in Horizontal Wells,Tahe Oilfield

SONG Zhifeng1,HU Yajie1,2,WU Tingxin3
(1.Research Institute of Petroleum Engineering and Technology,Northwest Oilfield Company,Sinopec,Urumqi,Xinjiang 830011,China; 2.School of Resources,China University of Geosciences,Wuhan,Hubei 430074,China; 3.Downhole Operation Company,Xibu Drilling Engineering Co.Ltd,CNPC,Karamay,Xinjiang 834000,China)

Abundant OOIP is discovered in the low⁃quality reservoirs of Tahe oilfield.But this kind of reservoirs can’t be economically de⁃veloped because of low well productivity after preflush acid⁃fracturing and high cost of staged acid fracturing with tools in horizontal wells. Tool⁃free,temporary⁃plugging staged acid fracturing method is used in fracture⁃cave carbonate reservoirs,that is using steering acid and de⁃gradable fiber at fissure vents as barriers,which could force fracture initiation from the next section and then the reservoirs could be con⁃nected with each other.Thus the single fracture⁃cave pattern of preflush acid⁃fracturing is changed and several reservoirs in a single well can be produced effectively through one⁃time acid fracturing.Field application result shows that the average acid fracturing cost for a single section in one well can be reduced by 47.8%and well productivity can be increased to 1.8 times of that in neighboring wells.Consequently, the development benefit is significantly improved.

Taheoilfield;lowqualityreservoir;carbonatereservoir;horizontalwell;tool⁃freestagedacidfracturing;high⁃efficientdevelopment

TE357.1

A

1001-3873（2016）06-0738-03

10.7657/XJPG20160619

2016-03-23

2016-07-19

国家科技重大专项（2016ZX05053-014）

宋志峰（1983-），男，河南滑县人，工程师，油气田开发，（Tel）15099697896（E-mail）zhifengsong@126.com