低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺探讨

王晓峰 闫保安 官小虎

摘要：为了提高对低渗透油藏的开发程度，所进行的现场压裂通常是对水平井井筒压开多条裂缝，水平井压裂现场工艺有很多种方法，对其进行总结归纳为分段压裂和限流法压裂。

关键词：低渗透油藏水平井;水平井压裂理论;压裂现场工艺;

压裂水平井段长度与压裂水平井产量的关系处于相统一状态，随着压裂水平井段的段长长度增长，压裂水平井的产量增多。裂缝导流能力来自于裂缝长度的增加，对压裂水平井产量有一定阻碍作用。

一、低渗透油藏压裂水平井模型

一般来说，在进行低渗透油藏基础数据分析和计算时，有两种方法可供使用，分别是五点法和七点法，通过这两种方法建立基本数据理论模型，对模型进行观察和研究，分析低渗透油藏水平井的特点。通过低渗透油藏基本数据建立模型有利于加强对低渗透油藏水平井压裂理论的研究程度，对油藏基础数据进行研究模拟建立低渗透油藏压裂水平井注采井网模型。

二、产量递减规律研究

1、裂缝长度对压裂水平井产量的影响

裂缝长度对压裂水平井产量有一定的影响，裂缝和压裂水平井产量成正比，裂缝越长，压裂水平井产量越高，同时，裂缝长度增长对压裂水平井产量增长幅度也有一定影响，随着裂缝长度的增长，压裂水平井产量增加幅度逐漸变小，产量增长和裂缝长度之间并不是简单的直属关系，与裂缝的导流能力有关，导流能力指随着裂缝长度增加，裂缝内部的阻力随之增大，对压裂水平井产量有一定的阻碍。

2、裂缝导流能力对压裂水平井产量的影响

裂缝导流能力来自于裂缝长度的增加，对压裂水平井产量有一定阻碍作用。当导流能力越大的时候，压裂水平井产量下降幅度越大，下降速度越快，同时，裂缝导流能力的增长，使压裂水平井产量增长幅度变小。出现这种现象的主要原因在于油层的供给能力，裂缝导流能力降低，但油层供给能力增强，促使流体在裂缝处聚集，聚集后的流体对于整个压裂水平井的阻力增强。这样一来，裂缝导流能力与油层的供给能力相关联，裂缝导流能力增加导致阻力增大。过度增加裂缝导流能力，使裂缝导流能力达到一定程度时，导致油层供给能力不能与导流能力相适应，会出现导流能力增加，而油层供给能力降低的抽空现象，导致产量增长幅度变小。发生这样的情况，需要调整裂缝导流能力，提高裂缝导流能力与油层供给能力的适应度，将导流能力与油层供给能力优化至同一程度。

三、水平井段长度对压裂水平井产量的影响

压裂水平井段长度与压裂水平井产量的关系处于相统一状态，随着压裂水平井段的段长长度增长，压裂水平井的产量增多。但是水平井段长长度的增长对压裂水平井产量的影响局限于开发前期，在开发后期段长的增长对产量没有太大的影响。对于低渗透油藏压裂水平井来说，大部分的产量集中于开发前期，这时产量降低的幅度和速度比较快，在后期降低速度会变慢，逐渐处于稳定状态，产量的增幅和降幅变化不大。由此可以看出，在开发前期阶段，裂缝周围的阻力比较小，所以导致压裂水平井产量高。在开发过程中，随着阻力的增大，导致油层泄露的程度变大，导致产量逐渐变小，导致前期出现降幅速度快的现象，而后期逐渐变慢。在对井网进行开采的时候，地下的土层具有一定的能量，能量能够通过对压裂水平井进行能量补充从而降低产量的降幅速度，控制产量降幅的周期，从而使提高压裂水平井产量。三、水平井压裂现场工艺研究

不同地面的地应力不同，水平井的地理位置不同，在进行水平井压裂现场工作的时候，所形成的裂缝的形状和深度不同，一般来说，压裂水平井裂缝有两种，分别是横向裂缝和竖向裂缝。纵向裂缝主要是沿着水平井的垂直深度进行延伸，垂直的方向与主要地应力方向相统一，横向裂缝主要是垂直于井筒，在此之上进行延伸，并且沿着垂直深度可以压开多条横向裂缝，可以同时或者前后压开。在实际中进行水平井压裂时，所采用的裂缝并不属于常规的纵向裂缝和横向裂缝，所使用的是转向裂缝和扭曲裂缝，转向裂缝主要是通过水力裂缝和水平井之间形成的夹角进行转向，这种裂缝承受地应力的能力大于主要裂缝产生的应力，这样一来，使施工的泵压增大，泵压增大导致水平井提前出砂，影响水平井压裂的效果，对水平井的产量也有一定影响。为了提高对低渗透油藏的开发程度，所进行的现场压裂通常是对水平井井筒压开多条裂缝，多条裂缝相较于一条裂缝来说，所面临的问题多，需要保证裂缝之间互不干扰，每条裂缝处于独立状态。水平井压裂现场工艺有很多种方法，对其进行总结归纳为分段压裂和限流法压裂。

四、限流法压裂工艺

限流法压裂工艺主要涉及的内容是射孔炮眼，射孔炮眼的数量和直径对于水平井压裂的效果有一定影响，加强对射孔炮眼的数量和直径的控制，提高射孔炮眼数量的排量，对第一个被压开的炮眼进行流量限制，提高水平井带来的压力，从而使压裂流量分流，增强对水平井的压力，从而使裂缝全部压开。限流法工艺主要是通过提高水平井井底的压力对流量进行限制，在实际作业中，这种工艺对于施工来说比较简单，方便实施，且施工时间比较短，可以一次性将裂缝全部压开，对于油层的损害程度小。但是射孔孔眼对压裂的影响程度大，且孔眼具有回压能力，只适用于多条裂缝，难以控制单条裂缝，对于施工能力有一定的要求，较长的水平井井段的裂缝数量比较多，单条裂缝孔数比较少，在进行改造的时候难度大。

五、分段压裂工艺

分段压裂工艺主要应用于无法进行一次性限流改造的施工目的层，这种目的层一般是因为水平井井的水平段长比较长，需要进行改造的油层数量比较多，所以不能进行一次性全部改造。分段压裂主要是通过对封隔器在水平井中进行一段一个压裂，形成多个裂缝段。这种工艺的主要技术在于对压裂工具的运用，所使用的压裂工具要合理，适用于压裂施工，对工艺方法准确把握，对于其他设备要紧密配合，从而优化施工改造。

结语

综上所述，通过对压裂水平井产量的影响要素的分析，可以了解到裂缝长度、裂缝导流能力和水平井段长对产量都有一定的影响，对影响的原因做系统化总结，提出了两种现场压裂工艺，分别是分段压裂工艺和限流法压裂工艺，这两种工艺适用于现场压裂作业。

参考文献：

[1] 徐严波.齐桃.杨风波.压裂后水平井产能预测新模型[J].石油学报.2017.27（1）