大庆致密储层水平井密切割穿层提产增效压裂试验

赵 亮

(1．中国石油大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆 163000;2．黑龙江省油气藏增产增注重点实验室,黑龙江大庆 163000;3．多资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室,黑龙江大庆 163453)

1 扶余致密油储层水平井概况

大庆扶余致密油储层完钻水平井A井目的层为FI7,砂岩厚度3.2 m,有效厚度2.2 m,储层平均孔隙度为11.94%,平均渗透率1.51×10-3μm2,为低孔、低渗储层。完钻井深2 556 m,水平井在测深1 914 m入靶,水平段长694 m,钻遇砂岩262 m,含油砂岩108 m,油迹65 m,油斑43 m,砂岩钻遇率37.8%,油层钻遇率15.6%[1-3]。

2 设计优化

2.1 簇距优化

A井油层钻遇率仅为15.6%,钻遇储层段为致密油Ⅰ类与Ⅱ类混合,通过Kinetix软件开展地质工程一体化数值模拟,模拟5～15 m不同簇距组合、施工规模条件下的累计产量,具体方案见表1。

表1 不同簇距组合、施工规模方案参数

模拟结果以方案1、方案2为例,五年累计产量模拟结果,如图1、图2所示,综合考虑施工规模与长期累计产量效果,优选Ⅰ类5～10 m簇距、Ⅱ类15 m簇距,干层段簇距20～24 m布缝[2-5]。

图2 方案5～方案8压后五年累计产量

2.2 穿层压裂优化

2.2.1 布缝优化

A井2 111.9～2 495.1 m为干层段,长度为383.2 m。为降低井筒再次改造损失,节约钻井成本,提高井筒整体动用程度,该段设计进行穿层压裂改造,将井轨迹未钻遇储层段的井段通过穿层压裂技术沟通改造本井的目的层段FI7层[6-8]。根据致密油扶余储层水平井穿层压裂选井选层标准(表2),优选伽马值低、储隔层应力差小、隔层厚度小于3.9 m以及固井质量好的位置进行穿层布缝(穿层段距离储层厚度为2.3～2.6 m),同时避开接箍位置,优化布缝6段15簇。全井整体设计10段27簇,平均簇间距17 m。

表2 扶余致密油储层水平井穿层压裂选井选层标准

2.2.2 酸处理优化

由于A井钻出层段数较多,达到全井设计的60%,隔层厚度为2.3～2.6 m,储层压开难度较大。分析以往施工井显示,压前酸化效果明显,平均压力下降10 MPa左右,为此优化设计本井单簇注入2～3 m3酸液,提高施工成功率。

2.2.3 现场施工控制优化

A井穿层压裂段通过压前升降排量测试,计算停泵压力梯度、孔缝摩阻,分析参数特征优选处理及控制措施,实时调整砂塞用量、穿层液用量、施工排量等参数,确保穿层压裂成功。具体控制方法及工艺措施如表3所示[9-12]。

表3 现场控制措施方法及工艺措施

2.3 压裂液优化

扶余油层地温资料数据齐全,根据41个温度资料分析,地温梯度为4.90～5.33 ℃/100 m,平均为5.07 ℃/100 m,预测本井目的层地层温度为85.7 ℃左右。参考邻井,平均泥质含量为6.9%～12.6%,黏土含量较低。室内实验表明,一体化滑溜水可有效降低压裂液摩阻(图3),采用大量滑溜水造缝,滑溜水阶段连续加砂模式,具体性能评价结果见表4。

图3 不同压裂液降阻率结果

表4 压裂液性能评价结果

表5 各段酸处理效果统计

表6 压裂施工规模统计

滑溜水体系可大幅降低对储层的伤害和施工成本。与胍胶压裂液相比,成本降低58.8%,固相残渣降低93.5%,基质伤害率降低68.3%(图4),保证了基质到裂缝,裂缝到井筒油气流通全通道的畅通。

图4 一体化滑溜水与胍胶压裂液参数对比

图5 A井全井压裂施工曲线

本井设计采用90 ℃一体化滑溜水压裂液进行施工,设计10段27簇,平均簇间距17 m,半缝长400 m,全井设计70～140目、40～70目、20～40目三种粒径组合石英砂1 180 m3,一体化滑溜水压裂液8 100 m3。

3 现场试验

3.1 酸处理效果分析

压前酸处理效果明显,各段酸到位后压力平均下降4.4 MPa。

3.2 穿层效果分析

A井现场施工10段,穿层压裂6段,均按设计完成加砂,共加入石英砂1 180 m3,加砂符合率100%。

采用现场施工参数反演,以第3段为例,反演结果如图6所示,穿层裂缝高度16 m,宽度3.9 mm,穿层沟通了FI7号层,达到了施工目的,实现了井筒的立体动用。

图6 A井第3段穿层段缝高、缝宽反演结果

3.3 实施效果及效益

现场施工10段,穿层压裂6段,压后试油日产油16.4 t。预测4年有效期内产油19 680 t,按照最新原油价格3 233.33元/t,吨油成本1 859.9元,则可创经济效益2 702.9万元。

4 结论

1)储层段通过缩短簇间距布缝,由原来的50～100 m缩短到目前的5～15 m,小间距布缝可扩大裂缝波及范围,缩短基质油气渗流距离,改造效果好。

2)针对水平井钻出层段,采用纵向穿层压裂工艺可沟通非钻遇段的油层,达到了井筒立体动用,实现产能突破。

3)针对钻出层或钻遇物性差的储层,压裂前通过适当加入一定量的酸液,可有效减少近井地带污染及降低近井摩阻,降低储层岩石破裂压力,降低压裂施工难度,提高施工成功率。

4)采用一体化滑溜水加砂模式提高了裂缝有效支撑,降低了储层伤害。