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摘要:分析缝网压裂机理并联系现场施工情况,分析和说明了缝网压裂的应用效果。通过12口缝网压裂井的试油资料,对缝网压裂井的打入地层压裂液、日产油量、返排率等重要参数进行分析评价。得出了缝网压裂的特征:增产效果明显;打入地层压裂液大;返排率高;排液时间长;使用范围广。
关键词:缝网压裂;渗透率;应用效果;导流能力
1 缝网压裂的基本原理
图1 缝网压裂效果示意图
缝网压裂技术的作用机理有相同之处,大致如下:(1)裂缝必须以复杂的缝网形态进行扩展。(2)迫使裂缝发生剪切破坏,错断、滑移,而不是进行单一的张开型破坏。(3)储层岩石有显著的脆性特征。(4)存在天然裂缝及其相互沟通状况。(5)实施“分段多簇”射孔实施应力的干扰,增大储层体积,这是实现体积改造和技术成功的技术关键。
2 缝网压裂的理论分析
裂缝导流能力
裂缝导流能力是指充填支撑剂的裂缝传导或输送储集层流体的能力。定义为在储层闭合压力下,裂缝支撑剂层的渗透率与裂缝支撑缝宽的乘积,单位是 D·cm。
(1)
3 缝网压裂技术的现场应用效果分析
2014年中浅层共统计了12口井的缝网压裂情况。
表1 现场12口压裂井打入地层液量及返排率
井号 层序 试油方式 日产油(t) 打入压裂液m3 放喷出液m3 放喷返排率% 累计排液m3 返排率% 试油结论
A95 S1-1 压后水力泵排液 3.44 4305.5 1378.15 32.01 1659.19 38.54 工业油层
G437 S1-1 压后抽汲 0.012 864.9 381.00 44.05 561.19 64.88 低产油层
G646 S1-1 压后抽汲 1.2 888.3 501.18 56.42 730.05 82.19 低产油层
MX27 S1-1 压后水力泵排液 3.8 4082.5 1236.76 30.29 1645.39 40.30 工业油层
P28 S1-1 压后水力泵排液 2.24 4908.5 2194.2 44.70 2728.74 55.59 工业油层
P406 S1-1 压后抽汲 0.6 1553.0 426.2 27.44 709.62 45.69 低产油层
X91 S3-1 压后抽汲 2.584 2254.4 951.3 42.20 1410.44 62.56 工业油层
GX1 S1-1 压后抽汲 4.44 4017.4 838.9 20.88 1116.90 27.80 工業油层
M402 S2-3 压后水力泵排液 6.96 6838.2 2383.4 34.85 2840.22 41.53 工业油层
AX79 S1-1 压后抽汲 2.052 2076.9 776.92 37.41 967.82 46.60 工业油层
X39-61 S4-1 压后水力泵排液 3.6 2462.3 548.8 22.29 694.55 28.21 工业油层
BX69 S1-1 压后水力泵排液 6.78 4645.0 1234.40 26.57 1844.50 39.71 工业油层
均值 3.14 3241.4 1070.93 34.93 1409.05 47.80
3.1 增产效果好,日产油量大。
采用缝网压裂技术的压裂井比同区块比邻井产量较高,是同区块邻井产量的3.51倍。在最近几年统计的缝网压裂中12口井有9口井达到工业油层,占总井数75%。具体如图2
图3 缝网压裂井与邻井产量对比图
3.2 打入压裂液量大
在统计近几年的缝网压裂数据中可看出,在所有达到工业油层的9口井中,打入地层的压裂液量都在2076.9~6838.2m3,而未达到工业油层的3口井打入地层压裂液量为864.9~1553 m3。12口井缝网压裂平均每口井打入压裂液3241.4m3,平均单位厚度打入地层压裂液438.02m3/m。
4 目前缝网压裂层的地层特征
目前已经施工的12口缝网压裂井中,地层参数有以下特征:
4.1压裂井的地层参数
平均射孔厚度7.4m,平均测井渗透率0.57×10-3μm2。冲洗带电阻率RXO=11.7~52.9Ωm,地层电阻率RT=8.5~34.5Ωm,自然电位SP=0.0~20.5mV,声波时差AC=217~312μs/m,孔隙度PORE=1.2~24.9%,岩石密度DEN2.42~2.59g/cm3,含水饱和度SWE=36~100%,泥质含量VSH=7.3~59.4%。
4.2储层渗透率界限
采用大规模缝网压裂是为了保证形成大范围的网络裂缝。Cipolla C L等研究表明,当渗透率K≤1mD,裂缝网络对产能极限贡献率在10%左右;当K≤lx10-2mD,裂缝网络对产能极限贡献在40%左右;当K≤10-4mD,裂缝网络对产能极限贡献在80%左右。这说明储层渗透率越低,次生裂缝网络在产能贡献中的作用越明显,体积改造效果越好。
表2 常规压裂及缝网压裂设计对照表
项目 常规压裂模式 缝网压裂模式
压裂液 高粘、降滤,造主缝 低粘/复合压裂,沟通天然裂缝;交错缝网
射孔 小射孔段、单段,避免多裂缝 分段分簇,创造多裂缝
缝间干扰 单段压裂、增大缝距,减干扰 分段分簇压裂、同步压裂,缩短缝间距,利用干扰
粉陶段塞 降阻、封堵天然缝降滤 沿此生缝运移、随机封堵天然缝、促使裂缝转向
支撑剂 小粒径、高砂比、高导流 小粒径、低砂比、大砂量
排量 适度排量 大排量
5 结论
5.1缝网压裂的适用范围广;
5.2缝网压裂能大幅度增加地层的导流能力,从而有效增产;
5.3现场适用效果好,多数试油井都达到工业油流;
5.4缝网压裂要求有特殊的地质构造,对低渗透率的井效果更好。
参考文献:
[1]马兵、闫永萍等,新型缝网压裂技术在镇北致密储层的研究与应用,科学与技术工程,2014年2月第4期,212-215;
[2]曹言光、刘长松、林平等,应用断裂力学理论建立油气井压裂时岩石破裂压力计算模型,西安石油学院学报,2010年4月18期,36-37;
[3]蔡明金、贾永禄等,低渗透双重介质油藏垂直裂缝井压力动态分析,石油学报,2009年29卷第5期:733-734;
关键词:缝网压裂;渗透率;应用效果;导流能力
1 缝网压裂的基本原理
图1 缝网压裂效果示意图
缝网压裂技术的作用机理有相同之处,大致如下:(1)裂缝必须以复杂的缝网形态进行扩展。(2)迫使裂缝发生剪切破坏,错断、滑移,而不是进行单一的张开型破坏。(3)储层岩石有显著的脆性特征。(4)存在天然裂缝及其相互沟通状况。(5)实施“分段多簇”射孔实施应力的干扰,增大储层体积,这是实现体积改造和技术成功的技术关键。
2 缝网压裂的理论分析
裂缝导流能力
裂缝导流能力是指充填支撑剂的裂缝传导或输送储集层流体的能力。定义为在储层闭合压力下,裂缝支撑剂层的渗透率与裂缝支撑缝宽的乘积,单位是 D·cm。
(1)
3 缝网压裂技术的现场应用效果分析
2014年中浅层共统计了12口井的缝网压裂情况。
表1 现场12口压裂井打入地层液量及返排率
井号 层序 试油方式 日产油(t) 打入压裂液m3 放喷出液m3 放喷返排率% 累计排液m3 返排率% 试油结论
A95 S1-1 压后水力泵排液 3.44 4305.5 1378.15 32.01 1659.19 38.54 工业油层
G437 S1-1 压后抽汲 0.012 864.9 381.00 44.05 561.19 64.88 低产油层
G646 S1-1 压后抽汲 1.2 888.3 501.18 56.42 730.05 82.19 低产油层
MX27 S1-1 压后水力泵排液 3.8 4082.5 1236.76 30.29 1645.39 40.30 工业油层
P28 S1-1 压后水力泵排液 2.24 4908.5 2194.2 44.70 2728.74 55.59 工业油层
P406 S1-1 压后抽汲 0.6 1553.0 426.2 27.44 709.62 45.69 低产油层
X91 S3-1 压后抽汲 2.584 2254.4 951.3 42.20 1410.44 62.56 工业油层
GX1 S1-1 压后抽汲 4.44 4017.4 838.9 20.88 1116.90 27.80 工業油层
M402 S2-3 压后水力泵排液 6.96 6838.2 2383.4 34.85 2840.22 41.53 工业油层
AX79 S1-1 压后抽汲 2.052 2076.9 776.92 37.41 967.82 46.60 工业油层
X39-61 S4-1 压后水力泵排液 3.6 2462.3 548.8 22.29 694.55 28.21 工业油层
BX69 S1-1 压后水力泵排液 6.78 4645.0 1234.40 26.57 1844.50 39.71 工业油层
均值 3.14 3241.4 1070.93 34.93 1409.05 47.80
3.1 增产效果好,日产油量大。
采用缝网压裂技术的压裂井比同区块比邻井产量较高,是同区块邻井产量的3.51倍。在最近几年统计的缝网压裂中12口井有9口井达到工业油层,占总井数75%。具体如图2
图3 缝网压裂井与邻井产量对比图
3.2 打入压裂液量大
在统计近几年的缝网压裂数据中可看出,在所有达到工业油层的9口井中,打入地层的压裂液量都在2076.9~6838.2m3,而未达到工业油层的3口井打入地层压裂液量为864.9~1553 m3。12口井缝网压裂平均每口井打入压裂液3241.4m3,平均单位厚度打入地层压裂液438.02m3/m。
4 目前缝网压裂层的地层特征
目前已经施工的12口缝网压裂井中,地层参数有以下特征:
4.1压裂井的地层参数
平均射孔厚度7.4m,平均测井渗透率0.57×10-3μm2。冲洗带电阻率RXO=11.7~52.9Ωm,地层电阻率RT=8.5~34.5Ωm,自然电位SP=0.0~20.5mV,声波时差AC=217~312μs/m,孔隙度PORE=1.2~24.9%,岩石密度DEN2.42~2.59g/cm3,含水饱和度SWE=36~100%,泥质含量VSH=7.3~59.4%。
4.2储层渗透率界限
采用大规模缝网压裂是为了保证形成大范围的网络裂缝。Cipolla C L等研究表明,当渗透率K≤1mD,裂缝网络对产能极限贡献率在10%左右;当K≤lx10-2mD,裂缝网络对产能极限贡献在40%左右;当K≤10-4mD,裂缝网络对产能极限贡献在80%左右。这说明储层渗透率越低,次生裂缝网络在产能贡献中的作用越明显,体积改造效果越好。
表2 常规压裂及缝网压裂设计对照表
项目 常规压裂模式 缝网压裂模式
压裂液 高粘、降滤,造主缝 低粘/复合压裂,沟通天然裂缝;交错缝网
射孔 小射孔段、单段,避免多裂缝 分段分簇,创造多裂缝
缝间干扰 单段压裂、增大缝距,减干扰 分段分簇压裂、同步压裂,缩短缝间距,利用干扰
粉陶段塞 降阻、封堵天然缝降滤 沿此生缝运移、随机封堵天然缝、促使裂缝转向
支撑剂 小粒径、高砂比、高导流 小粒径、低砂比、大砂量
排量 适度排量 大排量
5 结论
5.1缝网压裂的适用范围广;
5.2缝网压裂能大幅度增加地层的导流能力,从而有效增产;
5.3现场适用效果好,多数试油井都达到工业油流;
5.4缝网压裂要求有特殊的地质构造,对低渗透率的井效果更好。
参考文献:
[1]马兵、闫永萍等,新型缝网压裂技术在镇北致密储层的研究与应用,科学与技术工程,2014年2月第4期,212-215;
[2]曹言光、刘长松、林平等,应用断裂力学理论建立油气井压裂时岩石破裂压力计算模型,西安石油学院学报,2010年4月18期,36-37;
[3]蔡明金、贾永禄等,低渗透双重介质油藏垂直裂缝井压力动态分析,石油学报,2009年29卷第5期:733-734;