YX油田水平井体积压裂改造工艺技术研究

郭玲玲 冯昕媛 付颖 朱琳 刘欢

摘要：针对以往YX油田措施改造“单井产量提高有限、有效期短”等问题，借鉴国内外非常规油藏体积改造经验，在YX区块探索“水平井+体积压裂”的开发方式。在地质评估基础上，结合室内实验，开展YX地区水平井体积压裂可行性论证、水平井体积压裂配套技术研究，优选低成本压裂液和支撑剂体系，形成YX地区水平井体积压裂工艺配套技术，为YX地区有效开发提供理论和技术指导。

关键词：体积压裂；改造工艺；方案优化；提高效果；低成本

YX油田是目前柴达木盆地单井产量最高，地质条件最复杂、勘探周期最长、认识程度最模糊，但也是最有希望的勘探领域。主要钻遇上油砂山组（N22）、下油砂山组（N21）、上干柴沟组（N1）及下干柴沟组上段（E32），研究目的层为下干柴沟组上段（E32），地层厚度1300-2800m。上部主要以泥岩、盐岩、泥质灰云岩为主，夹少量泥质粉砂岩、膏岩；下部主要以灰色灰质泥岩、泥岩、泥质灰云岩、盐质泥岩为主，夹有少量的芒硝和膏岩。储层孔隙度主要分布范围1.0-15.2%，平均孔隙度为6.2%；渗透率主要分布范围0.05-40.2mD，平均0.61mD。由于受储层盐层间互、断层和裂缝发育的影响，常规措施改造会破坏盐层骨架，导致压后出盐，因此借鉴国内外致密油体积改造经验，水平井体积压裂现场试验的成功初步确定了“水平井+体积压裂”的开发模式。

一、水平井体积压裂可压性论证

1、脆性指数

根据研究结果，YX储层脆性指数66%，具备形成体积压裂的岩石力学条件。

2、最大最小主应力差及裂缝内净压力

YX储层最大最小主应力差为13.6-18.9MPa，采用滑溜水+冻胶复合压裂工艺技术施工井裂缝内净压力可达到10-25MPa，因此储层也具备形成体积压裂的应力条件。

3、天然裂缝发育情况

成像测井资料表明，YX储层发育有天然裂缝，平均裂缝密度4-10条/m。采用合适技术易于形成复杂缝网。

4、逼近角角度

根据成像测井资料表明，YX储层天然裂缝与水平最大主应力夹角为北偏东80°。

综上所述，YX储层可以形成复杂裂缝，具备工厂化体积压裂的可行性。

二、措施历史情况分析

2014-2017年借鉴体积压裂理念，以基质改造为核心，主要开展了压裂、酸化、酸压加砂试验49井次。达到工业油气流23井次，平均排量为6.5方/分，平均液量为798方，平均砂量为58方，平均日产油12.7吨，但直井压裂后单井产量低、措施有效期短，不能达到有效开发的目的。

三、水平井体积压裂提高措施效果主要技术研究

1、水平井分段多簇压裂应力干扰调控技术

YX深层储层具有脆性指数高、天然裂缝发育的良好条件，但同时也具有水平主应力差大的不利条件，可通过增加缝内净压力和缩小裂缝间距来实现该类储层提高改造体积的目的，具体在工程上，可采用高滑溜水比例、大排量、大规模施工技术和密切割细分多簇多段压裂技术。

2、复合压裂液技术

（1）低黏液体对裂缝扩展的影响

低粘度滑溜水造壁性较差，容易沿着天然裂缝渗透，实验中形成的裂缝也较复杂。

（2）胍胶压裂液体系优化

在保证压裂液耐温耐剪切性能的基础上，尽量降低稠化剂用量，减少对地层的伤害，既能满足压裂工艺对压裂液造缝携砂的性能要求，又能大幅降低对储层的伤害和压裂液成本。

3、组合支撑剂技术

由于YX地区深井地层闭合压力大，所形成的裂缝宽度较窄，在压裂初期，加入粒径较小的支撑剂能够有效地减小地层的滤失。在压裂中期，前期小粒径的支撑剂已经降低了液体的滤失，避免了多裂缝的形成以及对压裂施工的不利影响。可以根据实际施工情况加入中等粒径的支撑剂对分支小裂缝进行支撑。压裂后期，为形成具有高导流能力的主裂缝，加入大粒径的支撑剂对主裂缝进行有效支撑，确保压裂施工效果。

4、暂堵转向技术

在施工过程中实时地向地层中加入适量的暂堵剂，该剂为粘弹性的固体小颗粒，遵循流体向阻力最小方向流动的原则，暂堵剂颗粒进入地层中的裂缝或高渗透层，产生滤饼桥堵，可以形成高于裂缝破裂压力的压差值，使后续压裂液不能向裂缝和高渗透带进入，从而压裂液进人高应力区或者新裂缝层，促使新缝的产生。

四、水平井体积压裂提高措施效益主要技术研究

1、滑溜水优选评价

从实验可知，0.08%-0.1%减阻剂加量下，该配方滑溜水表面张力较大，界面张力较小，防膨效果较好。

2、压裂液体系优化

通过对基液性能测试，三种配方冻胶液经过80-90℃、100℃、110℃、170-s下剪切1h，粘度在50mPa.s以上。

从实验可知，YX水平井体系优选结果为：0.25%-0.3%胍胶。

3、支撑剂体系优化

现场取了70/140目、40/70目、30/50目石英砂，和70/140目、40/70目、30/50目陶粒，开展了室内导流能力性能评价实验。结果如下：

根据支撑剂长期及短期导流能力实验结果优选采用“组合支撑剂”，70/140目支撑剂可以打磨近井地带微裂缝，转角支撑远端微裂缝，提高远端支撑；40/70目支撑剂对近井和炮眼打磨，降低施工压力，支撑主裂缝；30/50目支撑剂支撑近井地带，增大近井裂缝导流能力。

五、现场试验概况

YX地区累计施工水平井14井次142段，采用“裸眼封隔器+滑套”改造4井次，“套管多簇多段+可溶桥塞” 改造10井次。

从投产效果来看，初期呈现高产特征，投产30天平均日产量达到55.2吨，是直井的4.5倍，截止目前水平井累计产油39292.3吨，单井累产是直井的16倍。

结论

1、完善配套工藝技术研究，形成了以“提高措施效率、提高改造体积、提高措施效果、降低措施成本”为英西水平井体积压裂改造技术。

2、YX水平井投产30天平均日产量达到55.2吨，是直井的4.5倍，截止目前水平井累计产油39246.4吨，单井累产是直井的16倍，“水平井+体积压裂”的开发方式具有较好的推广潜力。