特高含水期压裂选层方法及优化技术

　　摘要：确定了油井合理压裂层段和压裂时机，给出了压裂选井选层原则。并提出了压裂设计工艺优化和适用条件。结合精细地质研究成果及开发动态分析，依据油藏压裂评价模型，探索特高含水期一定井网条件下整体压裂优化技术。通过压裂减小层间渗透率变异系数，优选对应压裂层位进行改造，改善平面注采关系，提高整体挖潜效果，对指导油田难采储量有效动用具有重要作用。

　　关键词：特高含水期 压裂选层原则 工艺优化和条件

　　Abstract: the oil well determine reasonable fracturing layer segment and the refracturing time, given the fracturing of selecting well choose layer principle. And put forward the fracturing design process optimization and application conditions. Combined with fine geologic research results and the development of the dynamic analysis, based on the reservoir fracturing evaluation model, explore high water cut period must be well nets condition overall fracturing optimization technique. Through the fracturing decrease permeability coefficient of variation between layers, and to select a corresponding modification of fracturing, improve the plane injection-production relation, improve the overall tap the effect of oil reserves are effective guidance to use has an important role.

　　Keywords: high water cut period choose layer fracturing process optimization and the principle of conditions

　　中图分类号：P412 文献标识码：A 文章编号：

　　1压裂层段的确定及压裂的时机

　　(1)压裂层段的确定。要取得较好的压裂增产效果，应选择厚度大、动用差，油水井连通好，压力水平较高的中、低渗透层进行压裂。但是油田全面机械开采后，分层测试资料较少，要完全根据分层测试的小层产液、含水和压力资料准确地确定压裂层位非常困难。为此，经常采用动静结合的方法，即利用油层静态资料和调整井、加密井水淹层解释资料以及注水井吸水剖面资料，确定压裂层段。

　　(2)压裂的时机。实践过程中发现，在地层条件和压裂工艺及参数相近的情况下，压裂效果的好坏与压裂井的地层压力值有着密切的关系。地层压力在原始地层压力附近时，可获得最佳效果，地层压力过低或过高都不会获得最佳效果。

　　2油井压裂选井选层原则

　　全井产液量低、含水低;压裂层段厚度大，具有一定的储量，且动用程度低或未动用;油水井连通好，油层压力水平在原始地层压力附近;层间矛盾大的井中动用较差的中、低渗透层。油层受污染堵塞，不完善或完善程度低的井;非均质性严重的厚油层内未水淹或低水淹部位和砂体平面变差部位;油水井连通好，但水井吸水差的井先改造水井，待注水受效后再压裂油井对应层段;原井网水井不发育或注水差，加密井转注后增加了注水井点，补充了地层能量的低渗透差油层;具有压裂工艺水平所要求的良好隔层;套管无损坏，压裂层段套管外无窜槽。

　　3特高含水期压裂设计及优化

　　3.1压裂模型选取

　　根据低渗透油藏渗流力学基础可知，二维弹性介质和压缩流体的油水两相流数学模型[1]：

　　式中：K为地层渗透率，μm2;Kw，Ko分别为油、水的相对渗透率;μm2，Bo、Bw分别为油、水的体积系数;μo、μw分别为油、水的黏度，mPa·s;p为地层压力，MPa;λ为启动压力梯度，MPa·m。So，Sw分别为含油饱和度和含水饱和度;qw，qo分别为油、水的体积流量， rn3;Φ为孔隙度，%。

　　3.2压裂规模优化设计

　　根据某区块储层地质特点和井网部署情况，应用以上模型模拟软件对压裂参数进行了优化[2]。见图1。室内模拟研究表明，裂缝导流能力对增产效果的影响较小，因此，在优化过程中主要对裂缝规模进行优化，确定合理的压裂规模，更好的匹配井网。

　　图 1平均单井累计产量随裂缝导流能力的变化

　　3.3压裂施工工艺优化

　　对于厚油层内存在稳定结构界面的油层采取定位平衡压裂方式，挖潜厚油层内变差部位剩余油。对于厚油层内没有结构界面的油层采取投腊球选择性压裂方式，同时增大砂量，单缝加砂量加大到常规的2倍以上。压裂与堵水措施结合，一方面通过压裂提高差油层生产潜力，另一方面通过堵水控制高压、高含水层产水量，做到提液与控液、增油与降水相结合。

　　(1)压裂管柱。某区块的油藏温度65.0℃，且该试验区块压裂规模相对较大，且改造层段相对较薄，设计采用封隔器耐压55MPa分层压裂管柱，实现单卡单压，无法卡开的层段采取多裂缝的压裂方式。

　　(2)施工参数。为保证裂缝的有效支撑，应用水力裂缝模拟软件进行数值模拟。一是根据区块需控缝高造长缝的要求，确定施工排量为2.2-3.0m3/min;二是优化了加砂程序，确定采用连续梯度加砂方式，以保证最佳的支撑剖面，加砂比依次为14%-21%-28%-35%-42%，平均砂比为27.5%。

　　(3)油层保护措施。针对某区块油层低孔、低渗，易水敏且原油物性差，压裂施工易伤害油层的问题，在保护油层方面应用以下几项措施。一是应用低温破胶体系实现使压裂液施工后快速破胶;二是压裂后采用油嘴控制放喷、强制闭合工艺，快速返排压裂液;三是压裂液中加入高效助排剂，使得压裂液易于返排。

　　(4)支撑剂。某区块某油层的埋藏深度在900-1300m，闭合压力在23-27MPa之间，考虑生产井生产时井底流压为3.0MPa，作用在支撑剂上的有效闭合应力为20-24MPa，根据支撑剂室内检测数据和使用标准，确定油井支撑剂采用Φ0.425-0.85mm石英砂。

　　(5)效果评价。通过整体压裂优化设计，统计某区块压裂20口井，统计投产较早的13口井取得了较好效果，达到了产能目标。

　　4压裂工艺及适用条件

　　在确定压裂方式时，可以一口井单独采用一种压裂工艺，也可以在一口井内根据各个压裂层段的不同特点，选择不同的压裂方法，把它们组合起来处理一口井，也可以在同一压裂层段内组合使用。

　　(1)普通压裂。压裂层含水低，隔层条件好(目前要求隔层厚度大于1.5m，视隔层条件和地应力状况而定)，可以单独构成一个压裂层段的一般采用普通压裂技术。

　　(2)多裂缝压裂。压裂层多，隔层薄，不能单卡的层段可采用多裂缝压裂技术。多裂缝压裂是在普通压裂技术上发展起来的一种油层改造技术，它不受射孔孔密的限制，适应性强。其原理是在一个压裂层段内，利用先压开的油层吸液能力大的特点，压完一层后，在较低的压力下挤入一定数量的高强度暂堵剂(该暂堵剂在开发生产时可自行解堵)，封堵已压开层位的炮眼，迫使高压压裂液转向，进入其它油层，压开第二层，然后再封堵、再压裂，达到在一个压裂层段内压裂多层、形成多条裂缝的目的。适用条件：一个压裂层段内有2个以上要改造的目的层。

　　(3)选择性压裂。压裂层厚度大，层内水淹不均匀或多层合压高含水层的井可采用选择性压裂技术。选择性压裂就是利用油层非均质性特点造成的不同油层或不同部位吸液能力的差异，把一种可溶剂暂堵剂随携带液挤入井内，将不需要压裂的主产产液层或部位的炮眼暂时封堵，迫使高压压裂液进入低产层或部位，形成裂缝，达到改造油层的目的。适用条件：油层经过压裂后形成水平裂缝的非均质油层。具体条件为：一是对于层内非均质严重、以结构界面为界水淹差异大、射开厚度大的厚油层，可以采取选择性压裂，达到挖潜层内剩余油的目的;二是对要改造目的层与高含水层交错分布而封隔器又卡不开的油层;三是对重复压裂层通过堵塞原裂缝而在油层其它部位(层)形成新裂缝。

　　(4)限流法压裂。油层多、厚度小、隔层薄，压裂少数几个层很难达到产能标准的新井可采用限流法压裂完井技术。限流法压裂是在严格控制射孔炮眼数量，并提供足够排量的前提下，利用最先被压开层吸收压裂液时产生的炮眼摩阻，大幅度提高井底压力，进而迫使压裂液分流，使破裂压力接近的其它油层相继被压开，达到一次处理多个油层的目的。

　　(5)定位平衡压裂。常规射孔井中，压裂目的层多，隔层薄，欲定点形成裂缝或压裂目的层与高含水层之间的夹层薄(夹层厚度小于1.5m)，或欲对高含水厚油层中存在0.5m以上稳定物性、岩性夹层的低含水部位进行压裂时，可采用定位平衡压裂技术。定位平衡压裂是利用定位平衡压裂封隔器的长胶筒和喷砂体控制目的层的吸液炮眼数量和位置，达到裂缝定位、压开破裂压力相近的各目的层及保护薄夹层的目的。适用条件：水淹层与目的层之间夹层厚度小于0.4m的低渗透油层;具有稳定结构界面水淹不均匀的非均质厚油层。此外，压裂工艺还有脱砂压裂、高能气体复合压裂、二氧化碳压裂以及斜直井分层压裂等。

　　5结束语

　　结合油井动态反映和单井油水关系、断层发育等实际情况，对区块生产动态研究，综合分析，确定压裂层段。应用整体压裂优化技术，能够有效提高单井产量、控制区块含水率。通过压裂减小层间渗透率变异系数，改善吸水剖面，在油井上优选对应压裂层位进行改造，改善平面注采关系，提高整体挖潜效果。

　　参考文献：

　　[1] 罗英俊，万仁溥.采油技术手册[M].北京;石油工业出版社，2005.

　　[2] 陈铁龙.油田稳油控水技术论文集[M].北京;石油工业出版社，2001.