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油田老井压裂技术参数优化研究及应用

2020-10-19安文霞

石油研究 2020年2期
关键词:方案优化油田

安文霞

摘要:油田目前处于特高含水开发期,老井补孔潜力越来越小,对老油田来说,稳产难度越来越大,因此需要研究老井重复压裂技术。通过对老井储层认识、压裂方案优化设计、压裂技术优化等方式,在老井重复压裂过程中起到关键作用,取得了突出效果。

关键词:油田;重复压裂;方案优化

1.重复压裂必要性分析

1)补孔潜力层越来越差

近年来随产能建设规模缩小,遗留层逐年减少,补孔压裂工作量随之减少;尤其是二次开发以来,可调整的潜力变小,扩编区块储层物性、含油性指标变差,可选的补孔潜力越来越小。

2)重复压裂密井网条件下可起到驱替和提高开发效果的作用

老油田井多、层多,二次以上需要压裂的潜力层是保障油田老油田稳产的基础,由于油田井网密度大,压裂过程中,可利用裂缝走向建立与临井驱替效果,达到压一井组受效的目的。

2.重复压裂参数及技术优化

1)主体技术路线

应用密井网压裂技术提高裂缝参数与井网条件的匹配程度,应用全程加砂工艺,小排量解堵控高,造短宽缝提高裂缝导流能力,提高剩余油挖潜能力。

2)主体工艺技术

l全程加砂压裂技术

针对渗透率较高的加密井层,控制前置液造缝阶段尽可能使压裂初始裂缝短,形成裂缝前缘脱砂带,以不造成砂堵为界线,提高裂缝内铺砂浓度和近井地带导流能力。

l投球细分层压裂技术

针对机械不可分储层,先压开渗透率高储层,之后投暂堵剂对压开层进行封堵,继续压开渗透率较低储层,根据上下储层渗透率差异,通过投暂堵剂方式实现分层改造。

技术试验——低密度大粒径陶粒全程加砂压裂技术

思路:针对油田井网密集、常规支撑剂倒流等问题,采取低密度大粒径陶粒全程加砂技术,形成短宽缝,达到挖潜近井地带剩余油的目的

技术:利用10-16目(2.0-1.18mm)的低密度陶粒作为支撑剂,不加或加少量前置液,以较高的砂比施工。

特点:有较高的携砂性,较高的导流能力,同时减少入井液,降低储层伤害,满足地质需要。

技术试验——套变井多次投球细分层压裂技术

思路:针对套变井射孔层段机械不可分的问题,根据上下储层渗透率差异,采用多次投暂堵剂封堵破裂压力较小储层,达到分层改造的目的

技术:先压开渗透率高储层,投入5-8mm的暂堵剂对压开层进行封堵,继续压开渗透率较低储层,再次投入5-8mm的暂堵剂对压开层进行封堵,按渗透率差异等级决定投投暂堵剂的次数

特点:让套变井实现分层改造,使大部分射孔层段得到充分挖潜。

3)方案设计

(1)低温压裂液体系设计

油田储层温度低,压裂液破胶时间长,对储层伤害大,亟需优选破胶快、携砂性能好的压裂液。

破胶剂浓度优选:按照压裂液配方,往基液中加入0.15%低温破胶促进剂后,把基液分成5份,每份分别

加入过硫酸铵的浓度为0.01%,0.02%,0.03%,0.04%,0.05%,然后按照交联比加入一定量交联剂,放入30℃恒温水浴锅中,观察其破胶时间。结论:硼砂交联压裂液体系优选出压裂液配方三作为低密度大粒径陶粒全程加砂试验压裂液体系,压裂液配方为:羟丙基胍胶0.35%,低温活化剂0.05%,硼砂1.5%

(2)、支撑剂优选

A、满足闭合压力要求

地区油层埋藏在300-500米,闭合压力低(9-11MPa),支撑剂采取组合支撑的方式,选择0.6-1.18mm(16-30目)石英砂。

粒径0.85-1.25mm的通辽砂在该闭合压力下破碎率低于22.67%,其导流能力大于167.32MPa,

满足SY/T5108-2014《压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法》行业标准。

B、满足导流能力的要求

根据2009开发区块的平均有效厚度结合油田地区平均空气渗透率为185×10-3μm2,有效渗透率31.9md,这样可得到各区块平均地层系数值。中低渗层压裂裂缝导流能力至少为地层系数的10倍,才能取得较好的压裂效果,0.9-1.25mm通辽砂在14.3MPa下的导流能力为167.31D.cm,能够满足导流能力要求。

(3)压裂参数优选

l裂缝长度——根据井网条件,优化半缝长为50-65m,匹配导流能力90D.cm以上。

l裂缝高度——根据西20-10.4井(430-453m)和西20-11.4井(423-459m)井温曲线可以判定油田油田裂缝高度大约在23-37m。

l裂缝宽度——6.0-8.0mm,通过排量、砂比进行不同组合模拟,分析与导流能力之间的变化规律。根据以往试井解释结果,裂缝实际导流能力是实验值的1/2倍。缝宽室内实验值为2.1mm,计算得渗透率试验值336μm2。缝内支撑剂长期渗透率按30%计算,则为101μm2,由FCD=Wf.Kf计算得出扶新地区水力压裂支撑缝宽Wf至少为3.5mm,才能满足压裂增产的要求。考虑到支撑剂嵌入现象对导流能力的影響,设计支撑裂缝宽度为6.0-8.0mm。

压裂工艺根据压裂层段需求,主要采用3层压裂工艺

◆井口:250型井口、700型压裂头

◆地面管线:27/8″N-80高压管汇

◆管柱:27/8″N-80油管

◆封隔器:K344-105

◆高压水力锚:单井使用1个水力锚

3应用效果

经过上述优化和应用,2019年普通压裂172井次,可评价井155口,有效率82%,单井日增油0.3吨,平均单井累增油50吨。套变井多次投球细分压裂技术实施6口,平均单井日增油0.35吨,取得较好的效果。

4结论及认识

1)全程加砂压裂技术适合油田油田密井网条件下重复压裂需求;

2)多次投球暂堵压裂技术能有效改造及提高老油田套变井挖潜需求。

参考文献:

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