塔河油田缝内暂堵重复酸压技术研究

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随着塔河油田开发步入提高采收率阶段,剩余油产能释放已成为储层改造的首要任务。微地震监测表明最大主应力、天然裂缝及古河道走向形成了初次酸压裂缝优势延伸方位,随生产进行初次酸压缝逐渐失效,为提高产能需进行重复改造。而缝内暂堵重复酸压是当前老井区的主要改造技术,利用暂堵剂封堵初次裂缝,再通过酸压在缝内开启异于原缝方位的新缝,以此增大改造体积及沟通断溶体的几率。但目前现场存在堵前应力场认识不足、现有堵剂难以有效封堵及工艺设计无针对性等问题,极大影响着酸压设计和施工效果。为满足现场重复改造需求,开展了缝内暂堵重复酸压技术研究。基于地质资料分析及岩石力学实验,明确了目标区块储层特征。推导了暂堵前缝周应力场力学模型,分析了转向裂缝起裂的力学条件。利用ABAQUS扩展有限元方法实现了油井初次压裂及生产的动态模拟,分析了多因素对堵前应力场的影响规律。基于储层及施工要求,选择可降解纤维作为暂堵材料,并通过实验评价了其基础性能,同时优选了封堵不同缝宽的最优暂堵剂组合。采用数模及室内实验方法,针对目标工艺进行了选井选层研究及工艺参数优化。研究结果表明:目标区块储层基质致密、物性差,属高应力差地层;人工缝及生产引起的诱导应力使原地应力场明显改变,水平应力差沿缝长方向以井口为对称点对称分布,在井口及缝端呈现“应力奇异性”。较大的初次缝长、杨氏模量,较小的原地应力差、泊松比、产量及生产时间均有利于暂堵酸压施工;所选可降解纤维的耐温性、耐酸性及针对不同缝宽优选的堵剂组合均满足施工要求;流变实验优选的压裂液、酸液配方能达140℃耐温要求,且理化性质符合标准。针对试验井,优化得到初次裂缝压开89 m时为暂堵剂最佳注入时机,单侧转向裂缝半长最优值为110-130 m。基于此优化前置液用量为100-150 m~3、排量为1-3 m~3·min-1,压裂液用量500-800 m~3、排量为4-10 m~3·min-1,酸液用量300-700 m~3、排量为8-10 m~3·min-1。针对不同缝宽(2、4及6 mm)堵剂用量分别为0.2、0.61及1.07 t。考虑到增加酸液作用距离,设计多级交替注入方式,每两段间替入44-59 m~3顶替液。同时建议在注完造缝酸后再以低排量注入无交联剂酸液30-40 m~3以增加近井带溶蚀;现场试验表明工艺增产效果明显,验证了工艺可行性,未来需通过多井次应用进一步完善该技术,为塔河老井重复改造提供借鉴。
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