精細(xì)壓裂施工工藝參數(shù)優(yōu)化研究
精細(xì)壓裂施工工藝參數(shù)優(yōu)化研究
摘要：傳統(tǒng)的壓裂施工參數(shù)已不能滿足現(xiàn)場的需要，分別開展了三個方面的壓裂參數(shù)優(yōu)化，即砂比結(jié)構(gòu)優(yōu)化、暫堵劑用量優(yōu)化和施工排量優(yōu)化。砂比結(jié)構(gòu)優(yōu)化可保持縫口最大導(dǎo)流能力；暫堵劑用量優(yōu)化可達(dá)到暫時封堵高滲透井段；施工排量優(yōu)化保證壓裂液的濾失量在合理范圍內(nèi)，防止砂堵現(xiàn)象的發(fā)生。應(yīng)用表明，施工工藝參數(shù)優(yōu)化后措施效果顯著，達(dá)到了預(yù)期目的，為各項精細(xì)壓裂工藝的發(fā)展提供了技術(shù)保障。
關(guān)鍵詞：精細(xì)壓裂；暫堵劑；砂比；排量；參數(shù)優(yōu)化
Abstract: the traditional fracturing construction parameters already cannot satisfy the need of fields, respectively, in the three aspects of the fracture parameters optimization, namely sand structure optimization, than temporary plugging agent optimization and operation discharge optimization. Sand than structure optimization can keep the seam biggest diverting capacity; Temporary plugging agent optimization to temporarily blocked high penetration interval; Operation discharge optimization guarantee of fracturing fluid filtration in the reasonable scope, prevent the happening of the sand blocking phenomenon. Application shows that the construction technology parameters optimization measures after effect significantly, achieve the expected purpose, for all the fine fracturing technology development provides technical support.
Keywords: fine fracturing; temporary plugging agent; sand ratio; displacement; parameters optimization
1施工工藝參數(shù)優(yōu)化
1.1 砂比結(jié)構(gòu)優(yōu)化
砂比結(jié)構(gòu)是保證支撐劑隨壓裂液順利進(jìn)入地層的重要工藝參數(shù)。針對不同條件的地層進(jìn)行砂比結(jié)構(gòu)優(yōu)化，確保裂縫楔形嵌入地層，保持縫口最大導(dǎo)流能力。
（1）針對油層厚度大，剩余油豐富的地層采用高砂比壓裂技術(shù)，平均砂比在35-40%，以短寬縫為主，增大泄油面積。見表1。
1.2 暫堵劑用量優(yōu)化
壓裂施工中暫堵劑用量合理與否，直接影響壓裂井改造效果，合理的暫堵劑用量能夠達(dá)到暫時封堵高滲透井段，改造低滲透井段的目的。
（1）暫堵劑用量的經(jīng)驗算法。暫堵劑用量計算經(jīng)歷了人為估算、試投、運(yùn)用數(shù)學(xué)公式計算的過程，達(dá)到既能堵住預(yù)暫堵層、壓開新縫,又不浪費(fèi)暫堵劑、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。目前實施選擇性或多裂縫壓裂改造中,暫堵劑用量經(jīng)驗算法為:
N=（H暫×A孔）/40+0.5
式中：N-暫堵劑用量；H暫-暫堵段射開厚度；A孔-孔密；0.5—考慮各種因素下附加的暫堵劑用量。
（2）計算公式的修訂�，F(xiàn)場施工發(fā)現(xiàn),非暫堵層段的高滲透部位消耗部分暫堵劑，影響暫堵效果，因此根據(jù)壓裂層射孔厚度與暫堵厚度的差值大小，修訂了修正參數(shù)。暫堵劑計算公式變?yōu)椋?/p>
N=（H暫×A孔）/40+0.5（H壓- H暫）×A孔/40
式中：N-暫堵劑用量；H暫-暫堵段射開厚度；H壓-壓裂段射開厚度；A孔-孔密。
（3）現(xiàn)場試驗。如A井，壓裂兩個層段，同時應(yīng)用選擇性壓裂工藝，兩個層段均設(shè)計暫堵劑封堵2m高水淹層。見表4。
統(tǒng)計表明，L油田厚油層高滲透部位破裂壓力小于20MPa，中、低滲透部位破裂壓力大于25MPa。A井的兩個壓裂層段條件基本相同，應(yīng)用經(jīng)驗算法A1層段投入暫堵劑1.3Kg破裂壓力為18MPa，而應(yīng)用新計算公式的A2層段投入暫堵劑1.6Kg，破裂壓力為28MPa，提高10 MPa，說明實現(xiàn)了封堵高滲透井段，改造低滲透井段的目的。
1.3 施工排量優(yōu)化
施工排量是保證壓裂液濾失量在合理范圍內(nèi)、防止砂堵現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵因素。常規(guī)壓裂施工排量都在2.4m3/min，沒有針對不同的地層條件設(shè)計不同的施工排量。因此需對其進(jìn)行優(yōu)化。
（1）針對滲透率高、濾失量大的地層采用大排量壓裂，施工排量設(shè)計在4m3/min左右，避免砂堵現(xiàn)象的發(fā)生。
（2）針對滲透率低，發(fā)育不好的地層采用低排量壓裂，施工排量設(shè)計在2m3/min左右，保證施工壓力在平穩(wěn)地范圍內(nèi)波動。
（3）針對地層條件復(fù)雜的井，根據(jù)現(xiàn)場施工中砂比及施工壓力波動范圍確定合理施工排量。
2現(xiàn)場試驗
（1）驗證壓裂施工工藝參數(shù)優(yōu)化效果。應(yīng)用優(yōu)化施工參數(shù)進(jìn)行壓裂井50口，壓后初期平均增液45.6t/d，增油6.4t/d，含水下降了3.8百分點(diǎn)，階段有效期182d，平均單井累計增油1080t。選取了同區(qū)塊壓裂條件相似未應(yīng)用優(yōu)化施工參數(shù)的43口井進(jìn)行對比，多增液增液51.2t/d，多增油2.4t/d，含水多下將了2.0百分點(diǎn)。
（2）水驅(qū)油井B，該井壓裂四個層段。全井加砂150 m3，最大單縫加砂60m3，縫長比0.26。見表5。
表5 B井壓裂參數(shù)
（3）未優(yōu)化施工參數(shù)前，采用4步加砂模式，平均砂比25.1%，施工排量
2.4m3/min，選壓的暫堵劑用量為1.3Kg。針對地質(zhì)要求，進(jìn)行施工參數(shù)優(yōu)化。一是加砂模式優(yōu)化。由4步調(diào)整為6步造長縫，確保裂縫楔形嵌入地層，保持縫口最大導(dǎo)流能力。二是暫堵劑用量優(yōu)化。該井封堵2m炮眼，按照新的計算公式計算應(yīng)投0.6Kg，就能夠達(dá)到暫時封堵高滲透井段，改造低滲透井段的目的。三是施工排量優(yōu)化。該井滲透率較低，施工排量設(shè)計在2m3/min左右，保證施工壓力在平穩(wěn)地范圍內(nèi)波動，使壓裂施工順利進(jìn)行。該井措施后初期增液21t/d，增油6.1t/d，含水降低7.3個百分點(diǎn)。階段有效期211d，累計增油677t。
3結(jié)論
（1）通過砂比結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，針對不同的地層條件，采用不同的加砂模式。
（2）對暫堵劑用量公式的改進(jìn)，達(dá)到既能堵住預(yù)暫堵層、壓開新縫，又不浪費(fèi)暫堵劑、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。
（3）通過施工排量的優(yōu)化，保證了壓裂液濾失量在合理范圍內(nèi)，防止了砂
堵現(xiàn)象發(fā)生。
（4）通過施工工藝參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，保證了壓裂措施效果的高效長效。
參考文獻(xiàn)：
[1] 萬仁溥，羅英俊等.采油技術(shù)于冊(修訂本)「M」.北京:石油工業(yè)出版社，1998.
[2] 吳奇，王林.井下作業(yè)監(jiān)督(第二版)[M.北京:石油工業(yè)出版社，2003.
注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。
遼公網(wǎng)安備 21020302000024號工信部備案號: 遼ICP備15011726號-5
