油田老区裂缝性油藏体积压裂技术研究

张浩 陈梦思 梁疆岭 刘子恒 张志全 纪国法

吴奇老师编著的《水平井体积压裂改造技术》一书分析了当前油井增产改造现状及水平井改造技术发展，全面总结了水平井压裂优化方法、封隔器、喷砂、测试及修井等相关技术，并结合现场老油区试验井改造实例展示了不同技术理论的具体应用。本书叙述详实实用性较强，可为我国从事低渗透油气田开发增产增注技术研究的相关人员提供一定参考。

体积压裂改造技术是基于常规水力压裂方式及体积改造理论，结合裂缝延伸变化机理及裂缝区应力场变化规律，实现原油层不同程度发育的天然裂缝与人工裂缝的互相交错，形成最终的水平井体积缝网，也就是原油在储层空间内流动的“高速公路网”，进而扩大油层改造体积，达到增产增注目的。体积压裂技术形成的地质体积缝网主要受脆性指数、两相应力、施工排量及液体性质等因素影响。岩石脆性密切影响体积压裂的实施，内脆性指数主要采用Rickman等建立的弹性模量及泊松比进行估算，评价时需结合岩石力学基础理论，对剖面及脆性指数进行评估。体积缝网形成受实际工程因素影响，如工作液粘度、液体排注量及地层施工条件等。液体粘度决定压裂液的滤失性，影响裂缝延伸生长。液体表面张力与粘滞阻力及注排压力密切相关，注液压力取决于地面设备。

油田应用体积压裂技术不仅需储层自身发育有天然裂缝，还需赋存岩石具一定脆性，储层在外界作用力下发生剪切破坏，形成裂缝。地层压力场决定裂缝的形成结构，应力场影响裂缝形态，产生的裂缝改变应力。压裂过程中地层应力场受储层渗透率及流体流动特性影响，体积裂缝在渗流场及应力耦合作用下延伸拓展。分支裂缝的形成一定程度上取决于压力差的作用。压裂产生的裂缝顶端处应力集中，一定条件下形成主裂缝周边部分诱导裂縫的出现，进一步演化为体积缝网中的一部分。缝内净压力及地层应力场共同作用于释放缝，决定是否形成体积缝网，通过人为控制液体排量及规模调控。支撑剂使裂缝内渗透率相对维持较高，增强导流能力，有利于压裂液体的有效进入，有助于体积缝网的延伸。

老油区在长时间的注增开发中总体产量连续下降，其中单井产能迅速降低且地层压力降至较低值。国内对体积压力技术的应用多集中于新型油气田开发，近年来各大油田开始注重老油区体积压裂技术的应用，如松辽盆地的八面台老油区、长庆A3区块致密油田及大庆油田扶杨油层等。其中八面台老油区通过两口先导性老井的试验改造，表明体积压裂技术可显著增加压裂改造体积，提高单井产液能力;长庆A3油区结合老井暂堵混合水体积压裂技术，试验实施100多口井，结果显示单井平均日产量可提高2.1 t以上，取得较好效果。大庆扶杨油层共对12口井进行体积压裂改造，压裂初期产量最高达同区块直井23倍，是日常稳产的7倍，说明体积压裂技术对大庆油田老区增产改造具显著促进作用。

上述内容在《水平井体积压裂改造技术》一书详细叙述，未来我国在致密低渗油层水平井体积压裂技术方面，应基于实际水平两相压力差，分析地层分支缝产生的主要影响因素，探究裂缝产生机理及形成规律，确定最终体积缝网的主控因素，为老油区裂缝压裂改造技术提供一定理论依据。我国老油区进行裂缝性体积压裂改造时，需根据油田实际情况确定压裂方式及改造方案，还需结合一定施工保护，如油层保护、地层低伤害破胶技术及支持缝处理技术等;对油层物性较差或进行初次裂缝改造的老油区，应结合裂缝产生机理，提前利用应力模型估算、物理测试及井下监测等方式预估体积缝网的延伸方式及生长规律。