低渗透油田重复压裂改造技术

低渗透油田重复压裂改造技术的实践与认识 徐德奎 大庆油田责任有限公司 随着油田开发重复压裂井逐年增加 ， 增油效果逐年下降 。 以葡萄花油田为例 ， 自 1995年以来重复压裂井占压裂总井数 呈明显上升趋势 。 前 言 996 1997 1998 1999 2000 2001 2002( 年份 )比例( )图1 19952002年重复压裂井比例变化曲线重复压裂井平均单井累计增油量也呈明显下降趋势 图 2 1 9 9 5 2002 996 1997 1998 1999 2000 2001 2002年份平均单井累计增油（ t ）近两年我厂优选重复压裂井层 ， 优化工艺及改造规模 ， 重复压裂增产效果呈回升趋势 ， 在提高重复压裂井的增油效果上取得了一些经验与认识 。 用模糊识别数学模型进行重复压裂选井选层 在确定重复压裂井层上 ， 以往有很多经验做法 ， 如分析砂体图及连通水井注水状况 ，观察含水 ， 分析以往压裂施工记录及效果 ，是否有新的供液方向等 ， 这些在生产中获得的经验取得了较好的效果 ， 为了把选井工作量化 、 具体化 ， 我们尝试应用模糊识别数学模型方法 。 2 重复压裂井选井选层方法实践与认识 由压裂待选井层及理想的压裂井层组成的集合和理想的压裂井层的特征参数集合用矩阵表示为： R= i=1,2, ,n； j=1,2, ,m 0,1 （ 1） 糊识别数学模型的建立 按最大最小法求集合 之间的模糊关系 R： 0 x(x)= (x)= ( 7 5 225 7 )平均单井累计增油(t)与平均值差(t)压前产油量Lo(t)压裂井数(口)初期单井日增油(t)低效井数(口)按压前不同含水级别压裂效果表 压前含水范围的确定 含水在 85%以下的井压裂效果较好 ， 压裂效果随含水上升而下降 。 考虑最大效益 ，尽可能选择压前含水较低的井 。 含水h s( %)0 7 5 96 3 口)低效井比例(%)平均单井累计增油(t)流压l y(裂井数(口初期单井日增油( t )与平均值差(t)按压前产油量分级压裂效果表 压前产油量范围的确定 措施前日产油在 3 初期增油效果和累计增油效果都较好 。 压前日产油量(t/d)压裂井数( 口)初期单井增油( t )与平均值差( t )低效井数( 口)低效井比例( % )平均单井累计增油( t ) 225 7 有效厚度范围的确定 有效厚度在 4 有效厚度h d（m ）压裂井数( 口)初期单井增油( t )与平均值差(t)低效井数( 口)低效井比例(%)平均单井累计增油(t)h d 1 3 14 225 7 理想压裂井层各项特征参数 按上述统计的结果 ,并参照油田渗透率 、大部分井实际有效厚度及含水情况 ，确定了理想压裂井层各项特征参数 。 有效渗透率 ( 10有效厚度 (m) 流压 (日产油 (t/d) 含水 (%) 压前累计产油量 ( 104t) 300口压裂待选井各项特征参数 用举例 井号有效渗透率(?0 m)有效厚度(m)流压(产油(t/d)含水(%)累计产出油量(t)油井 _1# 2368油井 _2# 0 3229油井 _3# 023油井 _4# 27 14658油井 _5# 837 按公式计算出集合 之间的模糊关系 1 0 . 6 0 9 0 . 2 8 6 1 0 . 5 8 7 0 . 5 8 30 . 4 3 9 0 . 2 1 7 1 0 . 2 0 00 . 5 1 1 1 0 0 . 4 0 . 6 5 9 0 . 4 6 50 . 6 2 3 0 . 7 8 3 0 . 6 0 0 0 . 8 1 10 . 3 7 1 0 0 . 6 1 7 0 0 . 2 7 9 0 . 1 6 20 0 . 4 5 7 0 . 2 4 5 0 . 4 0 . 6 6 5 0 . 6 5 30 . 6 3 7 0 . 4 5 9 0 . 2 8 6 0 . 7 1 4 0 . 3 7 9 0 . 3 6 60 . 0 6 9 0 . 1 6 4 1 0 . 1 4 3 0 00 . 1 4 1 0 . 7 5 4 0 0 . 2 8 6 0 . 4 2 6 0 . 2 9 20 . 2 5 5 0 . 5 9 0 . 6 0 . 5 7 1 0 . 6 4 6 0 . 6 2 80 0 0 . 6 1 7 0 0 . 1 8 1 0 . 1 0 21 1 0 . 9 7 4 1 1 1 分别计算出 Rj(j=1,2,3,4,5)与 氏贴近度见下式： 1( 1( 1( 1( 1( 2( 2( 2( 2( 2( 每口井取两个欧氏贴近度的算术平均值，按表中顺序，每口井对应的欧氏贴近度分别为： 5口压裂井压裂后增产效果对比 从表中可以看出 ， 压裂增产值基本上与欧氏贴近度值大小成比例 。 因此 ， 我们将欧氏 贴近度值大于 井 号油井_1#油井_2#油井_3#油井_4#油井_5#欧氏贴近度值 t / d ) 4 2 4 6 用油藏动静态资料选择重复压裂井层 对于重复压裂井 、 层的选取 ， 除考虑采用模糊识别数学模型之外 ， 还要充分利用油水井动静态资料进行分析 ， 综合考虑是否有新增来水方向 、 层间矛盾 、 是否能够进一步细分层段等 ， 通过现场实践 ， 也取得了较好效果 。 选择有新增来水方向或平面调整见效的井层进行重复压裂 原注采井网由于连通注水井套损而停注 ， 后采取注水井大修 、 更新等措施得到完善； 同井组内的注水井或油井采取转注 、 补孔 、 酸化 、调剖 、 细分 、 堵水 、 高含水关井等措施后 ， 井组内有新增来水方向或液流方向发生改变 。 对以上井实施重复压裂改造 ， 可取得较好的增油效果 。 19993口 ， 压后初期平均单井日增油达到了 平均单井累计增油 选择压裂井段中存在未改造过层的井进行扩层压裂 选择接替层具有较大增油潜力的井进行扩层； 对于以往压裂层段内小层较多 、 有效厚度较大而没被压开的油层进一步细分压裂； 对于层多 ， 隔层薄不能细分进行单卡单压的井层采取多裂缝压裂 。 19992口这些类型油井采取多裂缝 、 选压与多裂缝相结合的工艺 ，压后平均单井日增油 平均单井累计增油 517t。 选初期效果较好，产量下降较快，压裂间隔时间长的井进行重复压裂 这部分井一般是上次压裂效果较好 ，但产量下降较快 ， 分析裂缝已闭合 ，选择这类井进行重复压裂 ， 可以挖掘剩余油潜力 。 近两年对该类井提高改造规模压裂 39口井 ， 压后平均单井日增油达到了 平均单井累计增油 选择具有接替层潜力的井，进行重复压裂 压裂层段内相对厚度较大的层已经改造 ， 而接替层未得到充分挖潜 。 采用加大支撑剂用量改造重复压裂层 ， 扩展和延伸原裂缝 、 正常压裂接替层的方法 ， 可以有效地挖掘重复层及接替层的潜力 ， 提高增产效果 。 这类井共实施 8口 ， 压后平均单井日增油 计增油 按照以上方法进行重复压裂井的选井选层，提高了压裂井的措施有效率，使压裂井措施有效率近二年保持在 80%以上。 3 重复压裂井优选压裂工艺的实践与认识 为进一步提高重复压裂井的增产效果 ，应该根据不同的井层地质条件 ， 在压裂工艺上进行区别对待 针对不同的井层 ， 选择不同的施工工艺；根据井层的不同条件 ， 采取不同的施工规模 ， 实施单井的个性化设计 。 高砂比脱砂压裂工艺具有压裂液用量少 、对油层污染小 、 裂缝导流能力强等特点 ，适用于压裂井层厚度较大 ， 含水相对较高的压裂层进行再次压裂挖潜 。 在油层厚度大于 含水大于 70%且与注水井连通较好的 3口重复压裂井上采用了高砂比脱砂压裂工艺 。 压后平均单井日增油 综合含水下降 平均单井累计增油619t。 厚度较大同层压裂应用高砂比脱砂 工艺 ， 提高近井裂缝的导流能力 加砂规模主要依据井网以及井层条件 ，运用压裂优化设计软件模拟最佳缝长和导流能力来确定 。 根据葡萄花油田的井深 、 井网及井距模拟计算得知 ，对于重复压裂层 ， 必须增大加砂规模 ，以提高渗滤面积 。 适当增加加砂规模，提高裂缝渗滤面 积，扩大裂缝波及范围 研究表明，随着加砂规模的增大，裂缝支撑半径和平均裂缝渗滤面积增大的趋势非常明显，施工规模从 5 0 缝支撑半径增大了 33% 。 22273237425 7 9 11 13 15裂缝半径(m) 加砂量（ 图 1 不同施工规模下裂缝半径的变化趋势 15001700190021002300250027002900310033005 6 7 8 9 10加砂量 (渗滤面积 (裂缝渗滤面积增大了近一倍 。 随着裂缝渗滤面积的增大 ， 即使原裂缝壁面部位受伤害而渗透率较低 ， 但裂缝延伸部位渗透率提高 ， 远端油流通过原裂缝流入井筒 ， 达到增产目的 。 统计近几年采用增大加砂规模的重复压裂井 ， 平均单层支撑剂用量由原来的每层 6增油效果有明显的提高 。 射开（ m ）有效（ m ）日增液(t/ d )日增油(t/ d )含水(% )试验井 28 6 . 5 4 . 1 8 . 9 4 . 1 7 4 . 3 1 9普通井 15 6 . 1 4 . 2 3 . 8 2 . 6 7 6 . 1 0 . 6 2 4 . 5 6增油强度(t/砂量(m ) 3) )类别施工井数（口）平均单井（ m ）压后平均单井重复压裂增大规模施工井的效果对比表 暂堵重复压裂层段内高含水层 、 改造低含水层 在压裂过程中 ， 先投入可溶性暂堵剂将压裂层段内已压裂过的高含水层封堵 ，迫使压开低含水层 。 1999年以来采用选压技术对以往采用多裂缝压裂的 4口井 11个层段进行改造 ，压后平均单井日增油 平均单井累计增油 497t。 对井距相对较小的加密井采取酸洗裂缝壁面工艺 ， 恢复裂缝壁面的渗流能力 支撑剂对裂缝壁面产生镶嵌压实作用 ， 造成地层中的粘土矿物发生塑性变形 ， 从而在裂缝壁面产生低渗伤害带 。 对于一次 、二次加密井而言 ， 由于井距相对较小 ， 这部分重复压裂井不适宜采用加大施工规模方法 ， 采取酸洗裂缝壁面后重新加砂取得了较好效果 。 共进行实施 10口井 ， 压后平均单井日增油 累计增油 489t。 高压裂液入井温度 ， 降低油层的冷伤害 据研究表明：重复压裂的增产效果与地下原油粘度成反比关系 。 重复压裂基本无效 。 而原油粘度对温度的变化较为敏感 ， 地层温度降低则原油粘度逐渐升高 ， 其流动性降低 ，析出的蜡质 、 胶质等附着在岩石 、 裂缝表面 ， 堵塞地层孔隙 ， 造成油层冷伤害 。 葡萄花油田原油含蜡量为 21%，初始析蜡温度 38 。 在冬季施工时 ， 现场测量压裂液温度仅为 8 ， 低温压裂液在短时间内注入地层 ， 降低了油层温度 ，使原油中的蜡质析出而堵塞油层 ， 影响压裂效果 。 因此冬季施工时需提高压裂液温度 ， 避免冷伤害 。 对比冬季压裂 18口井 ， 平均单井压裂有效厚度 4.2 m， 压后平均单井日增油 油强度只有 m， 其中的 2口重复压裂井平均单井日增油仅有 夏季压裂 31口井 ， 平均单井压裂有效厚度 4.0 m， 压后平均单井日增油 增油强度 为 m。 经现场实践 ， 冬季施工时应用45 以上热水配置压裂液可取得较好效