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尕斯库勒油田尕斯E32油藏为一构造控制裂缝、裂缝控制油气富集的油藏,储层即发育裂缝,又发育溶蚀孔隙。通过电测曲线等多项资料证实,灰岩、泥灰岩的溶蚀孔隙和裂缝是E32油藏灰层段的主要储油空间和运移通道,是改油藏主要的含油储层。尕斯E32油藏的埋深一般为2700米~3670米,油层有效厚度0~54.2米,平均有效厚度20.3米。在已有资料来看,灰岩孔隙度一般为1.1~22.7%,渗透率一般为0.01~10×10-3um2;油藏平均孔隙度9%,油藏平均渗透率为0.59×10-3um2。
1.体积压裂原理
体积压裂是指在水力压裂过程中,储层原有的天然裂缝不断的扩张,脆性岩石产生剪切滑移,从而形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络,增加储层改造体积,实现对储层在长、宽、高三维方向的“立体改造”,提高措施产量和最终采收率。体积压裂具有大液量、大排量、大砂量、小粒径的特点。
研究表明,储层渗透率K是影响体积压裂改造技术的关键因素,裂缝网络受地层渗透率的影响较大:当渗透率为1mD,次生裂缝网络对产能的极限贡献率为10%;当渗透率为0.01m,次生裂缝网络对产能的极限贡献率为40%;当渗透率为0.0001m,次生裂缝网络对产能的极限贡献率为80%。体积压裂主要采用大液量、大排量的施工方式,从而形成较大的缝内净压力,有效沟通天然裂缝,携砂液注入后形成有效支撑裂缝网络,增加压裂措施改造体积,从而提高单井产量。与常规压裂相比,体积压裂具有如下优势:
项目 常规压裂 体积改造
压裂液 高粘度压裂液,降滤失,造主缝 滑溜水压裂/复合压裂,沟通天然裂缝
射孔方式 减小射孔段,单段射孔,避免多裂缝 多段分簇射孔,创造多裂缝
缝间干扰 单段压裂,增大段间距,减少缝间干扰 多段分簇压裂同步压裂,缩短段间距,减少缝间干扰
粉陶段塞 降低孔眼摩阻,封堵微裂缝,降低滤失 沿次生裂缝运移,随机封堵,促使裂缝转向
支撑剂 大粒径、高砂比——高导流 小粒径、低砂比——低导流
排量 适度排量泵注 高排量泵注
2.压裂措施优化
尕斯E32油藏属于自生自储式油藏,天然裂缝发育,适合借鉴体积压裂方式沟通天然裂缝与人工裂缝,最大限度改善渗流环境。
2.1井口、管柱优选
尕斯E32油藏埋藏深,预计施工压力高,为了保证高排量下的顺利施工,对不同排量、不同胍胶浓度、不同注入管径、不同破裂压力梯度的最高井口压力进行预测。跃2-3井油层中深3270.95米,管柱下深3276.41米,计算不同排量、管径、破裂压力梯度、胍胶粉浓度下的井口施工压力,若采用Φ73.0mm油管施工,即使是3m3/min排量, 0.5%的HPG浓度,井口泵压最低也超过80MPa,抗挤强度不能满足施工要求,所以需采用Φ88.9mm油管。在采用Φ88.9mm油管的情况下,井口施工压力均超过60MPa,为了保证施工安全,选用1000型压裂井口。
2.2返排时间
从尕斯E32油藏压裂施工曲线来看,裂缝闭合时间1小时,压裂液完全破胶时间为施工结束后4小时左右,所以确定开始返排时间为施工后2小时。
2.3返排油嘴尺寸
施工结束2小时左右,裂缝已完全闭合。尕斯E32油藏地层压力高,开始返排时井口压力20MPa,因此返排初期适合用小油嘴进行返排,防止支撑剂返吐,然后逐级换用较大油嘴。
3.跃2-3井现场压裂情况
2010年以前我厂压裂模式主要利用顶封进行混层压裂,并且该井于3002m存在套管变形,2013年优化管柱工艺,采用K344行封隔器结合暂堵球对该井进行分段压裂改造。
该井2010年及2011年前两次施工,酸压改造时压力下降不明显,说明其与酸基冻胶反应不明显,放弃酸压改造。且该井区一直沒有较好的有效注水补充能量,2009年和2011年储层改造时加砂量较少,施工排量较低,导致缝长较短,缝高较小,有效期较短(均未超过4个月),总结跃2-3井前两次压裂经验,借鉴体积压裂模式,2013年决定对该井优化泵入参数,扩大施工规模,即增大施工排量,增加加砂量和液量,提高平均砂比,近井地带高砂等。
跃2-3井压裂施工曲线
4.取得认识
(1)跃2-3井2009年和2011年压裂后产量增产明显,说明该井E32储层具有增油潜力。但由于压裂方式单一,压裂规模较小,导致缝长较小,有效期均未超过4个月,2013年加大压裂规模,目前有效期已达8个月,说明该储层需要增大缝长才能获得较长的有效期。
(2)尕斯E32储层物性和隔层物性差别不大,天然裂缝发育,可以借鉴体积压裂模式“大液量、大排量、大砂量、小粒径、低砂比” 的方式,但由于该储层泥质含量较高,砂比较低会导致支撑剂嵌入储层,不能有效改善渗流通道,所以借鉴体积压裂模式时 ,应采取小砂比提升砂比台阶,提高平均砂比和近井地带砂比。
(3)跃2-3井E32储层钻井时有较好油气显示,裂缝发育,压裂施工时为避免前置液滤失严重,影响造缝能力,应提高前置液占压裂液组分40-50%为适宜,并且前置液中加入多个粉陶段塞 进行打磨裂缝。
(4)2013年在以往暂堵球压裂基础上,结合K344封隔器,其管柱工艺丰富了目前分段压裂模式,该管柱工艺施工风险低,此管柱工艺今后可用于部分套变严重井。
(5)跃2-3井连续压裂都能取得增产效果,2013年压裂增产1000t以上,但该井含水较高,说明该井油水同层,通过压裂改造,增加产液量从而增加产油量是有效方式。
1.体积压裂原理
体积压裂是指在水力压裂过程中,储层原有的天然裂缝不断的扩张,脆性岩石产生剪切滑移,从而形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络,增加储层改造体积,实现对储层在长、宽、高三维方向的“立体改造”,提高措施产量和最终采收率。体积压裂具有大液量、大排量、大砂量、小粒径的特点。
研究表明,储层渗透率K是影响体积压裂改造技术的关键因素,裂缝网络受地层渗透率的影响较大:当渗透率为1mD,次生裂缝网络对产能的极限贡献率为10%;当渗透率为0.01m,次生裂缝网络对产能的极限贡献率为40%;当渗透率为0.0001m,次生裂缝网络对产能的极限贡献率为80%。体积压裂主要采用大液量、大排量的施工方式,从而形成较大的缝内净压力,有效沟通天然裂缝,携砂液注入后形成有效支撑裂缝网络,增加压裂措施改造体积,从而提高单井产量。与常规压裂相比,体积压裂具有如下优势:
项目 常规压裂 体积改造
压裂液 高粘度压裂液,降滤失,造主缝 滑溜水压裂/复合压裂,沟通天然裂缝
射孔方式 减小射孔段,单段射孔,避免多裂缝 多段分簇射孔,创造多裂缝
缝间干扰 单段压裂,增大段间距,减少缝间干扰 多段分簇压裂同步压裂,缩短段间距,减少缝间干扰
粉陶段塞 降低孔眼摩阻,封堵微裂缝,降低滤失 沿次生裂缝运移,随机封堵,促使裂缝转向
支撑剂 大粒径、高砂比——高导流 小粒径、低砂比——低导流
排量 适度排量泵注 高排量泵注
2.压裂措施优化
尕斯E32油藏属于自生自储式油藏,天然裂缝发育,适合借鉴体积压裂方式沟通天然裂缝与人工裂缝,最大限度改善渗流环境。
2.1井口、管柱优选
尕斯E32油藏埋藏深,预计施工压力高,为了保证高排量下的顺利施工,对不同排量、不同胍胶浓度、不同注入管径、不同破裂压力梯度的最高井口压力进行预测。跃2-3井油层中深3270.95米,管柱下深3276.41米,计算不同排量、管径、破裂压力梯度、胍胶粉浓度下的井口施工压力,若采用Φ73.0mm油管施工,即使是3m3/min排量, 0.5%的HPG浓度,井口泵压最低也超过80MPa,抗挤强度不能满足施工要求,所以需采用Φ88.9mm油管。在采用Φ88.9mm油管的情况下,井口施工压力均超过60MPa,为了保证施工安全,选用1000型压裂井口。
2.2返排时间
从尕斯E32油藏压裂施工曲线来看,裂缝闭合时间1小时,压裂液完全破胶时间为施工结束后4小时左右,所以确定开始返排时间为施工后2小时。
2.3返排油嘴尺寸
施工结束2小时左右,裂缝已完全闭合。尕斯E32油藏地层压力高,开始返排时井口压力20MPa,因此返排初期适合用小油嘴进行返排,防止支撑剂返吐,然后逐级换用较大油嘴。
3.跃2-3井现场压裂情况
2010年以前我厂压裂模式主要利用顶封进行混层压裂,并且该井于3002m存在套管变形,2013年优化管柱工艺,采用K344行封隔器结合暂堵球对该井进行分段压裂改造。
该井2010年及2011年前两次施工,酸压改造时压力下降不明显,说明其与酸基冻胶反应不明显,放弃酸压改造。且该井区一直沒有较好的有效注水补充能量,2009年和2011年储层改造时加砂量较少,施工排量较低,导致缝长较短,缝高较小,有效期较短(均未超过4个月),总结跃2-3井前两次压裂经验,借鉴体积压裂模式,2013年决定对该井优化泵入参数,扩大施工规模,即增大施工排量,增加加砂量和液量,提高平均砂比,近井地带高砂等。
跃2-3井压裂施工曲线
4.取得认识
(1)跃2-3井2009年和2011年压裂后产量增产明显,说明该井E32储层具有增油潜力。但由于压裂方式单一,压裂规模较小,导致缝长较小,有效期均未超过4个月,2013年加大压裂规模,目前有效期已达8个月,说明该储层需要增大缝长才能获得较长的有效期。
(2)尕斯E32储层物性和隔层物性差别不大,天然裂缝发育,可以借鉴体积压裂模式“大液量、大排量、大砂量、小粒径、低砂比” 的方式,但由于该储层泥质含量较高,砂比较低会导致支撑剂嵌入储层,不能有效改善渗流通道,所以借鉴体积压裂模式时 ,应采取小砂比提升砂比台阶,提高平均砂比和近井地带砂比。
(3)跃2-3井E32储层钻井时有较好油气显示,裂缝发育,压裂施工时为避免前置液滤失严重,影响造缝能力,应提高前置液占压裂液组分40-50%为适宜,并且前置液中加入多个粉陶段塞 进行打磨裂缝。
(4)2013年在以往暂堵球压裂基础上,结合K344封隔器,其管柱工艺丰富了目前分段压裂模式,该管柱工艺施工风险低,此管柱工艺今后可用于部分套变严重井。
(5)跃2-3井连续压裂都能取得增产效果,2013年压裂增产1000t以上,但该井含水较高,说明该井油水同层,通过压裂改造,增加产液量从而增加产油量是有效方式。