低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺研究

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月第4期   作者:黄向飞1 李云岩2
[导读] 基于对低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺的研究

         摘要:基于对低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺的研究,首先,阐述低渗透油藏水平井压裂基本内容。然后,分析低渗透油藏水平井压裂延伸规律。最后,给出低渗透油藏水平井压裂现场工艺,包括限流法压裂工艺、分段压裂工艺等。
         关键词:低渗透;油藏;水平井;压裂理论;现场工艺
         水平井压裂概念是在1985年被首次提出的,如今水平井压裂概念已经成为提升低渗透油藏水平井产量的重要方式。水平井压裂相较于常规直井压裂而言,水平井井斜角相对加大,而且经常会面临不同的复杂地形情况。也正是由于这一原因,使得水平井压裂裂缝起裂与裂缝延伸,相对于直井而言存在很大不同。所以,本文将针对低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺相应内容进行阐述。
         1、低渗透油藏水平井压裂基本概述
         在地应力状态与井筒方位不同背景下,水平井压裂造成的裂缝形态也存在很大不同。其中较为典型的水平井压裂,通常为横向裂缝与纵向裂缝。纵向裂缝一般而言会沿着井筒方形进行延伸,并且垂直于最小主应力方向。横向裂缝通常情况下,都会朝着水平井筒方向延伸,沿着井筒方向,能够同时或者陆续产生多条横向裂缝。在水平井压裂工作开展中,形成的横向裂缝或者纵向裂缝并不标准。水力裂缝与水平井段之间的夹角,会形成转向裂缝。转向裂缝与扭曲裂缝,在转向处于扭曲处,会承受一定盈利,该应力大于主裂缝产生裂缝处宽度的应力。因此,在转向裂缝处与扭曲裂缝处,会产生相对较大的施工泵压。严重情况下,会造成砂桥与井筒处出现过早出砂情况。
         2、低渗透油藏水平井压裂延伸规律
         在其他国家经常使用的裂缝延伸数学模型有三种,分别是二维模型、拟三维模型与三维模型。 在二维模型的应用中,假设裂缝高度在裂缝延伸中没有出现变化,那么二维模型往往只能 对小型压裂裂缝延伸情况,或者厚层裂缝延伸情况[1]。拟三维模型通常情况下会将其应用在平面应变中,对于压裂沿缝高房型的滤失问题没有考虑。如果在这一过程中,假设缝长要超过缝高,那么拟三维模型只能将其应用在单层设计计算中。在三维裂缝延伸模型的设置中,要对裂缝不同方向的弹性变形问题、缝内流体二维流动问题进行充分考虑与分析。水平井为增加泄油面积,通常情况下采取压开多条横向裂缝的方式。这样才能在短时间内,达到增产目的。多条裂缝同时延伸,一般会将其分为裂缝之间间距较短、裂缝之间间距较长两种情况。比如,在裂缝较短情况下,裂缝会受到应力干扰。总之,对于低渗透油藏水平井压裂延伸规律以及理论等,要有正确认识,这样才能为后续工作展开打下良好基础。
         3、低渗透油藏水平井压裂现场工艺
         3.1限流法压裂工艺
         限流法压裂工艺主要是通过对射孔炮眼数量以及直径的有效控制,尽可能加大排量施工。最先被压开部位的炮眼,要及时做好限流工作。通过该种方式,能够在一定程度上提升井底压力,促使压裂液能够实现分流,从而一次性压开全部裂缝[2]。水平井限流法压裂工艺的工作原理,如图一。限流法压裂工艺具有众多优势,比如,施工工作较为简单,施工周期较长。在一次施工中,能够将多条裂缝压开,可以实现对油层的保护。限流法压裂工艺存在优点的同时,有一定劣势。比如,在限流法压裂工艺的使用中,会在很大程度上受到射孔孔眼回压的影响与限制。如果水平井筒裂缝数目较多,并且单条裂缝较少时,改造强度会受到影响。
        
        
         图一:限流法压裂工艺原理图
         3.2分段压裂工艺
         分段压裂工艺通常情况下,都会被应用在水平井水平段较长、需要改造油层数目较多,而且无法通过一次限流施工方式,将全部目的层改造。分段压裂工艺在使用过程中,要加强对封隔器,或者其他材料段赛的应用。确保在水平井筒中,能够一次压裂一个井段,采取逐段压裂方式,从而压开多条裂缝。无论是在国内,还是在国外,经常采取的几种方式是,桥塞压裂方式、连续油管携带跨隔封隔器压裂方式、凝胶复合段塞法压裂方式。比如,在长庆油田塞平1井当中,就采用胶塞分段压裂技术,压开裂缝一共有四条。其工艺原理主要是:对水平段最远端井段,展开自定位定向射孔工作[3]。然后展开压裂施工等工作,接着在填砂中,要使用液体胶塞进行暂时封堵。及时做好试压工作,在确保试压合格后,对第2段展开定向射孔工作、压裂施工工作。在试油求产工作完成后,将第1塞腔冲开,针对第1段油层与第2段油层进行试油求产工作。完成试油求产工作后,将第1段油层与第2段射孔段,使用相应材料进行封堵。继续进行试压工作,完成试压工作并试压合格后,采取同样的的方式,对第3段油层与第4段油层进行射孔工作与压裂工作。最后,将全井四段油层合并后,进行试油生产。胶塞分段压裂技术在应用过程中,会带来一定的潜在风险问题。因此,为能够将胶塞分段压裂技术作用发挥出来,对于潜在风险问题要给出相应预防措施,避免风险的产生。
         结束语:
         综上所述,低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺,对于石油开采工作展开而言具有重要作用。因此,在实际开采工作中,工作人员对于低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺要有正确认识。对施工工艺能够有正确把握,然后将现场工艺应用在相应工作环节中。这样实际工作中面临的问题将会得到更好解决,实现增产目的,从而创造更多经济效益与社会效益。
         参考文献:
         [1]黄婷,苏良银,达引朋,杨立安.超低渗透油藏水平井储能压裂机理研究与现场试验[J].石油钻探技术,2020,48(01):80-84.
         [2]程子岳.超低渗透油藏M区块多段压裂水平井产能影响因素研究[J].当代化工,2019,48(08):1771-1774.
         [3]张传绪,苗国晶,王忠凯,张井龙.水平井压裂工艺参数与产能关系研究与认识[J].石油石化节能,2019,9(05):8-10+14+62.
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