老水平井体积压裂工艺在尕斯库勒油田的应用

付颖　张春业　郭玲玲　刘永　冯昕媛

摘要：随着油气开发工作的不断深入，油藏开发程度的逐年提高，稳产难度亦愈来愈大，为让老水平井发挥作用，近几年，青海油田开展了尕斯库勒油田老水平井生产现状调研工作，通过工程与地质、技术与需求、科研与现场紧密结合，完成目标井选井及单井方案设计，现场实施2口井，增油效果显著，这项工艺的成功实施，为解决老水平井“射孔井段长、水平段固井质量差、封隔器分层难度大”的难题提供了技术支撑，开创了青海油田老水平井体积压裂先河。

关键词：老水平井;体积压裂;尕斯库勒;暂堵转向

前言

尕斯库勒油田是青海油田的主力油田，经过多年的开发，稳产难度加大，对目前开发水平井生产现状调研发现，位于该油田的水平井初期投产平均日产油6.03吨，但是存在递减快的问题，目前平均单井日产油只有2.83吨，水平井措施改造具有一定挖潜力。

1、老水平井措施改造难点

（1）射孔井段长

水平井射孔距离长，井况复杂，常规封隔器分层改造难度大，体积压裂施工排量要求高。

（2）水平段固井质量差

水平井水平段固井胶结情况差，开发井水平段固井质量测试数据少。

（3）封隔器分层难度大

水平井水平段距离长，开发时间较长，开发效益变差，普遍存在含水较高的问题，措施改造需考虑平面邻井生产情况及纵向层位发育情况，避免措施后含水上升。

（4）水平井以往措施改造体积小

尕斯库勒油田以往水平井措施改造以水力喷射压裂工艺为主，整体改造体积较小，老水平井体积压裂还有潜力可挖。

2、压裂工艺选择

针对水平井射孔长度长、固井质量差、封隔器分层难度大等问题，结合以往水平井体积压裂改造取得的认识，根据尕斯库勒油田储层地质特征、伤害特征，综合地质甜点和工程甜点，以提高措施效果和降低措施成本为出发点，以进一步增大措施改造体积为目标，优选出“大排量、大液量、滑溜水、暂堵转向、组合支撑剂”的体积压裂工艺，提高施工排量、增加施工规模、增大改造体积，改善措施效果，同时结合室内试验、工艺研究以及现场施工经验，优选出适合储层（70-120 ℃、耐70Mpa闭合压力的复合压裂液，其中滑溜水占比不小于50%。

（1）技术特点：水平井段内多裂缝体积压裂是通过在封隔器卡段内一次或多次使用高强度水溶性多裂缝暂堵剂临时封堵前次裂缝迫使流体转向来压开多条新裂缝的新技术，在不增加入井工具数量和施工风险的前提下能够获得比常规分段压裂大的单井有效改造体积。

（2）技术优势：

①在明显渗透率差异的井段实现多点改造，增加改造体积和储层整体动用程度;

②大幅减少分段工具下入数量，从而降低施工风险并节约生产成本;

③提高水平井一次动用储量，实现区域体积改造目的;

④适合在井况复杂、长井段射孔、固井质量差的老水平井运用，提高水平段储量动用。

（3）适应性：适应套管和裸眼完井的直井和水平井;适应大多数砂岩油气藏、致密油气藏的立体压裂改造。

3、暂堵转向原理

暂堵剂，又称转向剂，是一种广泛应用于油田生产中的处理剂，现已成熟应用于现场施工作业中，包括：钻井、增产措施、固井、修井、洗井等。早在1936年就有学者提出了将水溶/油溶性的CaCl盐作为暂堵剂应用于油田作业中的方法，解决了早期压裂中传统分段转向技术设备量大、生产费用高、作业效率低等缺陷。近年研究的适用于油田压裂的暂堵剂为：惰性有机树脂、固体有机酸（如美国使用的安息香酸）、遇酸溶胀的聚合物、惰性固体（硅粉、碳酸钙粉、岩盐、油溶性树脂、封堵小球）等，其中使用最广泛的为聚合物和封堵小球。聚合物型暂堵剂得益于其牢固的化学交联网络结构，封堵效果良好。

（1）缝内暂堵剂转向原理

根据理论研究结果，水力压裂过程中只要缝内净压力提高到一定值，就能溝通储层微裂缝或产生新缝。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。产生桥堵的暂堵剂在施工完成后溶入地层水或压裂液，不对地层产生污染。

缝内暂堵剂暂堵裂缝尖端，增大净压力，达到开启天然裂缝和迫使裂缝转向的目的，实现体积压裂。缝内暂堵剂不仅要具有较高的突破压力能够满足重复压裂施工的需求，还要求能够快速溶解于水、容易返排不对地层造成污染。

（2）缝口暂堵剂转向原理

正式压裂施工时，暂堵材料通过-定粘度的胍胶压裂液或粘弹性表面活性剂基压裂液携带，利用在线加入设备充分搅拌混合均匀后，形成暂堵转向液，注入到井底。暂堵人工裂缝的物理过程主要分为两部分：

1）暂堵转向液进入已压开的人工裂缝缝口附近，液体以一定速率沿缝面滤失，在裂缝壁面形成一层滤饼;

2）随着暂堵转向液的持续注入，裂缝内滤饼不断增厚和加长，最后在裂缝内形成一定长度和一定渗透率的滤饼充填带，见下图。

4、现场实施情况及效果

老水平井体积压裂工艺在尕斯库勒油田共实施了2井次，措施后平均日增油5.0吨，累计增油2809吨，投入产出比1：1.23，预测有效期内投入产出比1：1.86，取得了较好的推广应用效果和经济效益，有效支撑了老水平井的效益开发。

作者简介：

付颖，本科，1984年生，工程师，现从事油气田开发方面的研究。