华庆低渗透油藏开发中水平井分段多簇压裂技术影响因素研究

张飞

[摘 要]华庆油田所处的鄂尔多斯盆地属典型的超低渗透油藏，并且受地形地貌影响，开发难度较大。而水平井可有效增大泄油面积，提高单井产量，并且随着钻井成本的降低，水平井应用也越来越广泛，利用水平井开发并进行分段多簇压裂已经成为华庆油田低渗透油藏精细开发的重要技术保障，并取得了良好效果，实现了低渗透油田高效开发，保证了华庆油田的可持续发展，也是长庆油田超产5000万吨的有力保障。本文以华庆油田低渗透油藏水平井分段多簇压裂技术开发实践为研究对象，就分段多簇压裂水平井的渗流规律及影响因素进行了阐述。

[关键词]华庆油田；低渗透油藏；精细开发；水平井分段多簇压裂技术

中图分类号：TE357.14 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）27-0011-01

1 油田概况

华庆油田位于晚三叠世鄂尔多斯盆地湖盆沉积中心，油藏以半深湖—深湖相沉积为主，沉积类型以砂质碎屑流、浊流沉积为主，含油储层物性差，平均孔隙度11.12%，岩心分析渗透率（0.10～0.50）×10-3μm2，平均0.36×10-3μm2；孔隙类型以原生粒间孔、次生溶孔为主，孔喉细小；填隙物以酸敏矿物为主，水敏矿物较少，适宜注水开发；地层原油黏度0.7～2.2mPa·s，原油性质较好，气油比较高；储隔层埋深1800～2400m，应力差值3～6MPa；地层压力13～17MPa，属于典型的低压低渗透油藏，天然微裂缝较发育。而对于华庆油田此类油藏，定向井单井产能较低，开发效果不理想。2012年以来开始大规模应用水平井技术进行开发，平均单井产量在6.5t/d以上，是定向井的3-5倍以上，开发效果较好。其中水平井分段多簇压裂技术具有增加压裂起裂点及打开程度、降低压不开风险、扩大泄油面积的优点，但是水平井分段多簇压裂技术应用过程中也受多种因素的影响。

2 分段多簇压裂技术产能影响因素

2.1 储层应力敏感

低渗透油藏一般都存在应力敏感。从考虑应力敏感和未考虑应力敏感的模拟结果可以看出：对于弹性开发，考虑应力敏感时的累积产油量明显低于未考虑时的累积产油量，说明应力敏感对生产井产能影响较大且为不利因素；对于注水开发，考虑应力敏感时的累积产油量略低于未考虑时的累积产油量，应力敏感对注水开发时产能的影响小于弹性开发时。这是因为：随着弹性开发的进行，地层压力降低，导致储层渗透率和孔隙度降低，孔隙度的降低会使部分原油由于储集空间减小而被采出，渗透率的降低则不利于原油的采出，由于渗透率的应力敏感效应占主导作用，从而造成了考虑应力敏感时累积产油量的降低；而对于注水开发，储层能量由于注水得到了及时补给，地层压力的降幅较小，因此应力敏感的影响相对减小。

2.2 裂缝半长因素

裂缝半长是影响常规压裂井产能的主要因素，但对于水平井分段多簇压裂，裂缝半长的影响还需进一步研究。水平井实施大型分段多簇压裂后，会在水平段周围一定范围内形成改造区，改造区由主导流裂缝和微裂缝网络组成。根据3个不同主导流裂缝半长方案下的模拟结果表明：对于弹性开发，随着主导流裂缝半长的增加，累积产油量均匀增加且增幅较大；对于注水开发，主导流裂缝半长对累积产油量的影响较小。因此，在进行压裂时，不能简单地追求裂缝的长度，还应综合考虑压裂施工的难度和成本，确定出合理的裂缝长度。

2.3 裂缝导流能力

裂缝导流能力也是影响分段多簇压裂水平井开发效果需要考虑的一个重要因素。分析不同裂缝导流能力下的累积产油量发现：弹性开发时，当裂缝导流能力由50x10-3μm2·m增至lOOx10-3μm2·m时，裂缝导流能力增加了2倍，相对应的累积产油量增幅为4.43%，当裂缝导流能力由lOOx10-3μm2·m增至250x10-3μm2·m时，裂缝导流能力增加了2.5倍，而相对应的累积产油量增幅仅为2.66%，说明对于弹性开发，随着裂缝导流能力的增大，累积产油量有所增大，但随着裂缝导流能力的进一步增大，累积产油量增幅变小；对于注水开发，裂缝导流能力对累积产油量几乎没有影响。由此可知，对于弹性开发，裂缝导流能力对分段多簇压裂水平井的影响存在拐点，拐点之前，随着裂缝导流能力的增加，累积产油量增幅较大；拐点之后，增幅较小。

2.4 改造区和非改造区渗透率

水平井分段多簇压裂不同于常规两翼缝压裂，其在水平井周围不仅会生成常规的两翼对称缝，还开启和沟通了天然微裂缝，形成带有主导流裂缝的裂缝网络。为了研究华庆油田改造区渗透率和非改造区渗透率对水平井产能的影响，设计了改造区和非改造区渗透率分别为0.32x10-3μm2和0.32x10-3μm2，3.2x10-3μm2和0.32x10-3μm2，3.2x10-3μm2和3.2x10-3μm2三种方案进行模拟研究。根据三种方案的模拟结果可见：对于弹性开发，在非改造区渗透率一定的情况下，增大改造区渗透率，在一定程度上可有效提高累积产油量，在改造区渗透率一定的情况下，增大非改造区的渗透率，可大幅提高累积产油量；对于注水开发，改造区和非改造区渗透率对累积产油量的影响与弹性开发时规律一致。这是因为：改造区经过压裂改造，渗透率有了大幅度提高，使该区域原油得以有效动用，进一步提高改造区渗流能力，原油动用程度增幅变小；在改造区渗透率一定的情况下，增大非改造区的渗透率，使得非改造区的原油动用程度大幅提高，因此累积产油量也大幅提高。因此，建议对同一井组的注采井均进行水力压裂，使各井周围形成压裂缝网，最好的效果就是使这些压裂缝网能够有效地连通起来。

2.5 采油速度

采油速度不仅关系着低渗透油藏开发的效益，而且还对地层压力保持程度和储层伤害等产生影响。不同采油速度下的模拟结果表明：对于弹性开发，当采油速度超过15m3/d时，累积产油量增幅较小；对于注水开发，当采油速度超过20m3/d时，累积产油量增幅较小。因此分段多簇压裂水平井开采超低渗透油藏时需要确定合理的采油速度。

3 结语

水平井技术在华庆油田超低渗透油藏开发中发挥了重要作用，使大量不可动用的储量变成可采储量，生产实践表明，水平井分段多簇压裂可大幅度扩大泄流体积，提高水平井单井产量，成为开发超低渗油藏的有效压裂技术.近年来，超低渗透油藏水平井开发试验取得了重大突破，随着水平段长度和有效分压段数的增加，水平井与同区域直井相比，平均单井产量可提高3至4倍.采用水平井分段多簇压裂技术开发超低渗油藏已成为转变油田开发方式、提高开发经济效益的重要途径。然而，目前对分段多簇压裂水平井技术实施效果也受多方面因素影响，本文研究了储层应力敏感、裂缝半长、裂缝导流能力、改造区和非改造区渗透率以及采油速度对分段多簇压裂水平井产能的影响，研究结果表明：弹性开发时上述参数对产能的影响比注水開发时更加显著；储层应力敏感对产能不利，裂缝半长和导流能力的增大对产能有利，但综合考虑收益与施工成本及难度，与采油速度一样，它们均存在最优值；进一步提高改造区的渗透率对产能的提升有限，而提高非改造区的渗透率可以大幅提高产能；封闭油藏分段多簇压裂水平井的渗流可分为井筒储集影响阶段、初始拟径向流动阶段、裂缝线性流阶段、系统椭圆流阶段和边界影响流阶段。

参考文献

[1] 谢远伟，李军亮，廖锐全，等.压裂井裂缝参数优化研究[J].断块油气田，2010，17（6）：762—764.endprint