高 毅，折志峰，王雪鵬

(1.延長油田股份有限公司 開發(fā)部，陜西 延安 716000; 2.延長油田股份有限公司 生產(chǎn)運行部，陜西 延安 716000)

毛家河油區(qū)整體壓裂工藝技術(shù)研究

高 毅1，折志峰1，王雪鵬2

(1.延長油田股份有限公司 開發(fā)部，陜西 延安 716000; 2.延長油田股份有限公司 生產(chǎn)運行部，陜西 延安 716000)

針對毛家河油區(qū)低孔、低壓、低滲的巖性油藏特點，開展了整體壓裂技術(shù)研究。利用壓裂人工裂縫監(jiān)測分析、水淹井監(jiān)測分析、化學(xué)示蹤劑監(jiān)測等方法對本區(qū)地應(yīng)力場作了較為全面的研究，采用Eclipse軟件數(shù)值模擬對裂縫半長、裂縫導(dǎo)流能力進行優(yōu)化設(shè)計，并與按照經(jīng)驗設(shè)計的施工參數(shù)進行了對比，整體壓裂產(chǎn)油遞減幅度最低，現(xiàn)場應(yīng)用效果較好，有效地減緩了產(chǎn)油遞減幅度。該技術(shù)為區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供了技術(shù)保障。

毛家河油區(qū);整體壓裂;工藝技術(shù)

水力壓裂是低滲透油藏高效開發(fā)的必要措施，目前水力壓裂優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)由以單井為對象向考慮油田整體經(jīng)濟高效開采的整體壓裂開發(fā)技術(shù)轉(zhuǎn)變。該技術(shù)是把具有一定縫長、導(dǎo)流能力和方位的裂縫團置于油藏模型中，預(yù)測其在生產(chǎn)開發(fā)過程中產(chǎn)量、掃油效率等發(fā)生的一系列動態(tài)變化，研究其與不同地層條件的相互協(xié)調(diào)、相互匹配問題，找出其最佳狀態(tài)［1］。

國內(nèi)開發(fā)實踐證明:整體壓裂改造技術(shù)在提高特低滲透油藏的采油速度和采收率及開采效益等方面都起到了關(guān)鍵性的作用，逐漸成為特低滲油藏開發(fā)的主導(dǎo)技術(shù)，并逐步形成了“以油藏精細描述為基礎(chǔ)，以壓裂工藝改造為主導(dǎo)，優(yōu)化開發(fā)井網(wǎng)、保持地層能量、實現(xiàn)供采平衡開采”的特低滲油藏整體壓裂改造開發(fā)技術(shù)模式［2］。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

毛家河油區(qū)位于陜甘寧(鄂爾多斯)盆地東部斜坡，區(qū)域標志層張家灘頁巖頂面構(gòu)造圖是一個傾角僅半度左右的西傾單斜。延長組長6油組為主要產(chǎn)油層位，劃分為長61、長62、長63、長64四個油層亞組。儲層巖性主要為一套淺灰色、灰色、灰綠色塊狀長石細砂巖。儲層砂巖普遍以細粒長石砂巖為主。砂巖分選性好，磨圓度為次棱角狀，顆粒支撐，粒徑主要在 0.1～0.3 mm?？紫抖绕骄禐?0.10%，滲透率平均值1.24×10－3μm2左右。原油油質(zhì)較好，屬低密度、低粘度、低凝固點的輕質(zhì)油。原油密度一般在0.841～0.879 g/cm3，平均0.846 g/cm3，運動粘度一般在3.43～8.84 mPa·s，平均5.62 mPa·s，動力粘度一般在3.06～5.73 mPa·s，平均3.93 mPa·s，原油凝固點一般在4～20℃，平均6.86℃。地層水的總礦化度平均為63457.6 mg/ L，水型為CaC12，pH值5～7，屬于強酸弱堿性水質(zhì)。

2 研究區(qū)地應(yīng)力場分布研究

2.1 地應(yīng)力方向

利用巖心薄片微裂縫特征分析、壓裂人工裂縫監(jiān)測分析、利用井溫測井識別裂縫以及利用水淹井監(jiān)測分析、注水井水驅(qū)前緣監(jiān)測、化學(xué)示蹤劑監(jiān)測等方法對本區(qū)裂縫作了較為全面的研究，結(jié)果見表1。

表1 子北油田不同裂縫研究方法主裂縫特征對比表

本區(qū)長6裂縫為垂直裂縫，以北東為主裂縫方向，角度在40°～75°之間。

2.2 地應(yīng)力大小

用差應(yīng)變法測量地應(yīng)力，將鉆井取芯加工成平行于巖心軸向的立方形巖塊，將每組三個成45度角的應(yīng)變片貼在三個相互垂直的平面上。將其放入加壓室內(nèi)。對制備好的巖樣進行重復(fù)加載，加三向等同的圍壓，同時測得各方向的應(yīng)變量，并由此確定主應(yīng)變特征及其對應(yīng)的地應(yīng)力值。毛家河油區(qū)差應(yīng)變測試及分析曲線見圖1、圖2、圖3(圖1取樣深度829.74－831.48 m、圖2取樣深度843.15－843.55 m、圖3取樣深度880.23－880.53 m)。

圖1 理868井巖樣差應(yīng)變測試結(jié)果圖

表2 理868井巖樣差變測試結(jié)果圖

圖3 理868井巖樣差應(yīng)變測試結(jié)果圖

表2 毛家河油區(qū)差應(yīng)變法測試主地應(yīng)力值結(jié)果表

毛家河油田差應(yīng)變測試垂向主地應(yīng)力梯度為0.0230 MPa/m;水平最大主地應(yīng)力梯度為0.0206～0.0214 MPa/m，平均為0.0210 MPa/m;水平最小主地應(yīng)力梯度為0.0176～0.0180 MPa/m范圍內(nèi)，平均為0.0178 MPa/m。

2.3 地應(yīng)力分布

根據(jù)建立的187口井的應(yīng)力剖面，處理11個層的應(yīng)力分布，包括水平最大主應(yīng)力分布，水平最小主應(yīng)力分布，總結(jié)出地應(yīng)力分布規(guī)律:總體上，毛家河油田地應(yīng)力從東向西逐步變高，局部有些應(yīng)力變化。

3 裂縫優(yōu)化

采用Eclipse軟件進行數(shù)值模擬，縱向上劃分為6個模擬層，分別為長4+5下層、長61－1層、長61－2層、長61－3層、長62－1層、長62－2層。平面上按10 m ×10 m的步長進行網(wǎng)格劃分。

3.1 壓裂半長優(yōu)化

研究分別設(shè)置了裂縫分別為0.5、0.4、0.3、0.25倍縫長比的開發(fā)方案。模擬得到不同壓裂縫長條件下的預(yù)測開發(fā)效果(見圖4)。

從開發(fā)指標對比中可以看出，隨著裂縫半長的增加，壓裂井產(chǎn)量增加，但增幅逐漸減緩。不同縫長比條件下油井初期日產(chǎn)油分別達到1.23 t、1.24 t、1.48 t、1.45 t，15年末日產(chǎn)油分別為0.29 t、0.29 t、0.3 t、0.31 t。4年后不同縫長比條件下東西部井組油井日產(chǎn)油變化不大。綜合考慮，毛家河油區(qū)的最優(yōu)壓裂縫長為井距的0.35～0.4倍。

圖4 不同壓裂縫長日產(chǎn)油隨時間變化

3.2 裂縫導(dǎo)流能力優(yōu)化

在給定裂縫半長條件下，壓裂強度的變化在模型中可以轉(zhuǎn)化為導(dǎo)流能力的變化。導(dǎo)流能力過高會導(dǎo)致油井過早水淹，而導(dǎo)流能力過低則會降低生產(chǎn)井產(chǎn)能的提高幅度。為此研究設(shè)置了不同導(dǎo)流能力2倍、5倍、10倍、15倍進行模擬(見圖5)。

隨著導(dǎo)流能力的增加，油井初期日產(chǎn)油分別達到1.27 t、1.38 t、1.27 t、1.35 t，15年末日產(chǎn)油分別為0.27 t、0.28 t、0.27 t、0.27 t。3年后不同導(dǎo)流能力條件下東西部井組油井日產(chǎn)油變化不大。綜合考慮，毛家河油區(qū)導(dǎo)流能力在5～10倍之間能夠取得較好的開發(fā)效果。

圖5 不同導(dǎo)流能力日產(chǎn)油隨時間變化

4 施工參數(shù)設(shè)計及效果分析

毛家河油區(qū)全年共投產(chǎn)新井39口，按照投產(chǎn)階段，將壓裂參數(shù)分為3類(見表3)。

對比初周月產(chǎn)液和產(chǎn)油及投產(chǎn)6個月后的產(chǎn)量(見表4)。

表3 施工參數(shù)分類表

表4 不同壓裂參數(shù)產(chǎn)量對比表

從表中可以看出，A類初周產(chǎn)油量最大，投產(chǎn)4個月后的產(chǎn)油遞減幅度最低，B類和C類的產(chǎn)油遞減幅度大致相當(dāng)。整體壓裂優(yōu)化后的開發(fā)效果效果較好，對于毛家河油區(qū)提高采收率有著重要的意義。

5 結(jié)論

(1)通過優(yōu)化對比，毛家河示范區(qū)油井的壓裂縫長為井距的0.35～0.4倍、導(dǎo)流能力在5～10倍之間能夠取得較好的開發(fā)效果;

(2)現(xiàn)場實踐證明，整體壓裂優(yōu)化在毛家河油區(qū)是可行的，能提高油井的產(chǎn)量，是提高區(qū)塊整體開發(fā)效果的關(guān)鍵。

［1］劉金林，張在田，鄒皓.坪北特低滲透油田壓裂技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.鉆采工藝，2003，26(3):42－45.

［2］史慶軒，楊民瑜，高文玲.低滲透油田整體壓裂方案研究－以臺1區(qū)塊為例［J］.長江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2010，7(2):62－65.

［責(zé)任編輯 李曉霞］

TE357.2

A

1004－602X(2015)03－0066－03

10.13876/J.cnki.ydnse.2015.03.066

2015 -05 -20

高 毅(1982—)，男，陜西橫山人，延長油田工程師。