水力喷射技术在潜山水平井的应用

1、水力喷射技术在潜山水平井的应用 水力喷射技术在潜山水平井的应用 摘 要：兴古潜山水平井储层存在岩性特殊，裂缝发育，高温、高压，井况复杂，压裂起裂点选择受限等问题，对压裂工具、压裂液、支撑剂、压裂工艺等都提出了较高的要求。通过在深层巨厚潜山大井段水平井试验水力喷射压裂技术，实现了一次管柱可进行多段压裂，施工周期短，不需要机械封隔，能够自动隔离，用于裸眼、套管完井，可进行定点喷射压裂，准确造缝。目前已实施3口井，取得较好的增产效果，为潜山深层水平井改造提供了经验和技术支持。 关键词：兴古潜山 压裂 水平井 水力喷射 分段 一、油藏概况 兴古潜山构造上位于辽河坳陷西部凹陷中南部兴隆台马圈子潜山构造带

2、上。该区储层构造复杂，岩性多样。兴古潜山太古界为具有统一压力和温度系统块状裂缝性油藏，油藏顶部埋深-2355米，目前认识含油底界-4680米，含油幅度2300多米；如何高效动用巨厚储层，是开发部署上的一道难题。 兴古潜山储层具有双重介质特征，储集空间分为孔隙型和裂隙型两大类。基质孔隙度有效储层平均4.8%。宏观裂缝多为中、高角度缝，裂缝平均孔隙度0.52%。裂缝平均渗透率161mD。基质平均渗透率0.82mD。 兴古潜山原油性质好，属稀油。地层原油密度为0.6442g/cm3，粘度0.384mPa.s。天然气相对密度0.6755，甲烷含量平均83.6%，属溶解气。 二、油层改造难点 由于兴古潜

3、山油藏的特殊性，油层改造存在以下技术难点： 1.井口施工泵压高 井底破裂压力高。井底破裂压力主要受地应力及岩性的控制。绝大多数井底破裂压力随地层深度的加深而增加。 压裂管路沿程摩阻高。对于选定的压裂液及配方系列和管柱结构, 压裂管路沿程摩阻与井段的深度成正比增加。超深井压裂施工的管路摩阻同样是普通井的23倍。 2.施工参数受限 由于压裂液在泵注过程中沿程摩阻受施工排量的影响极大, 提高施工排量, 沿程摩阻就会成倍增加, 所以施工排量很难提高。施工排量提不高, 必然导致水力压裂裂缝高度受到影响, 所以在低排量压裂的条件下很难压开宽裂缝。即便压开裂缝, 因为排量低, 在施工过程中难以提高砂液比形成

4、高导流能力的宽缝, 且很容易造成砂堵, 导致施工失败。 3.对压裂材料性能要求高 由于兴古潜山压裂井段深、地层温度高、地层闭合压力大,要求压裂液应具有良好的耐高温、耐剪切、低摩阻等性能；支撑剂具有高强度、高导流能力。 三、水力喷射压裂工艺技术 该技术是水力射孔和水力压裂相结合的一种新型增产工艺，此工艺由三个过程共同完成，水力喷砂射孔、水力压裂以及环空挤压。通过安装在施工管柱上的水力喷射工具，利用水击作用在地层形成一个或多个喷射孔道，从而在近井地带产生微裂缝，裂缝产生后环空增加一定压力使产生的微裂缝得以延伸，实现水力喷射压裂。 式中 -流速，m/s； P-液体的局部压力，Pa; -代表液体的密度

5、，kg/m3； c-常量 该技术具有四个方面的优势，一是一次管柱可进行多段压裂，施工周期短，有利于降低储层伤害；二是不需要机械封隔，能够自动隔离，可用于裸眼、套管完井；三是可进行定点喷射压裂，准确造缝；四是喷射压裂可以有效降低地层破裂压力，保证高破裂压力地层的压开和压裂施工。 1.压裂液优选 结合水力喷射压裂工艺特点，考虑到水力喷射过程中的压裂液高剪切历史，尤其是在喷嘴处，压裂液流速180m/s，由于目前水力喷射采用的是水基胍胶压裂液体系，压裂液体系中的稠化剂一胍胶，它是一种由天然植物胶改性而成的高分子聚合物，由其配制而成的压裂液体系是一种假塑性流体，具有剪切稀释性的特点，而且在高剪切历史中，

6、其粘度损失有一局部是不可逆的。综合考虑交联剂官能团的特性，选用了有机硼交联剂，其主要优点是：有机硼交联剂分子与胍胶分子其交联强度较弱，在经历高剪切或者高温条件下，能够先于胍胶分子本身断链，而在恢复低剪切或低温条件后又能够重新实现交联。 2.支撑剂优选 为了评价喷射作用对支撑剂性能影响大小，在180m/s喷砂速度条件下，选用常用支撑剂对其喷射前后的导流能力进行评价，结果说明，喷砂对支撑剂导流能力有一定的影响，但影响不大。一般一支喷枪的有68个孔，呈对称分布，每个孔直径为6mm，在保证强度的情况下，选用0.4250.85mm 的支撑剂。 四、水力喷射压裂技术现场应用 兴古7-H253井是部署在兴古

7、9块的一口鱼骨水平井, 该井于2021年5月份投产自喷16小时后停喷，之后一直处于间开状态。该井位于兴古7潜山二段中部，层位Ar，井深5200.0m，水平段长1242.09 m，钻遇油层939.03 m。裸眼段3957.915200.00m，Z1段4430.00728.08m，Z2段4578.004882.00m，Z3段4727.005027.50m。折算地层压力为42.8MPa。 针对兴古7H253井岩性特殊，井况相比照拟复杂，为1个主井眼+3个分支井眼，通井难度大，环空液体滤失增加，压裂起裂点选择受限；水平段长,温度140，地层压力42.8Mpa,对压裂工具、压裂液、支撑剂、压裂工艺等都提

8、出了较高的要求。通过精心论证选取4070、5120两个点进行压裂。射孔采用瓜胶基液携100目粉砂进行水力喷砂射孔。压裂采用油管注入交联液携支撑剂、油套环空注入瓜胶基液。 2021年2月19日至2月25日压裂施工，压前通井至人工井底5200m，确保裸眼段无坍塌。压裂中严格按要求完成了设计加砂量。压后3月8日自喷生产，日产油19.5t，日产气2541m3，目前日产油13.8 t, 日产气1526 m3；累计增油847 t。该井开展的筛管和裸眼两种完井方式下的超深水平井分段、多点压裂工艺试验的成功，为深层潜山大井段水平井储层改造提供了经验和技术支持。 五、结论 1.通过研究与现场试验证明，水力喷射压裂技术适用于深层巨厚潜山低效水平井的储层改造，明显提高油井产能。 2.兴古潜山水平井压裂改造技术还需加快国产化研制，降低施工费用，为下步潜山水平井推广应用水力喷射改造技术提供条件。 参考文献 【1】万仁溥主编.采油工程手册M.石油工业出版社，2000，361365. 【2】张士