超低渗透油藏五点井网水平井无阻重复压裂技术研究与应用

五点水平井注采井网＋分段压裂开发有效提高了鄂尔多斯盆地超低渗透油藏初期单井产量,但受裂
缝间距大、改造规模小、水平段中部能量补充困难等因素影响,长期生产产量递减较大。文中基于五点井网剩余油
和压力场分布规律,以缩短地层流体渗流距离、减小渗流阻力小为目的,从增加储层改造体积、裂缝与油藏接触面
积、复杂缝网导流能力和区域地层能量水平四个方面出发,形成了水平井“中高排量注入、近井筒＋裂缝远端二级
暂堵、组合粒径支撑剂、多功能压裂液、压后关井扩压”的分段重复压裂模式,优化施工排量为５～６ｍ^３／ｍｉｎ,近井筒
缝口４～６ｍｍ暂堵剂一级封堵、裂缝端部２～３ｍｍ暂堵剂二级桥堵来提高净压力,单井液量为５０００～６０００ｍ^３,分
段压后关井扩压１～１．５ｄ。该技术在华庆长６超低渗透油藏现场应用后取得较好的增产效果,４口试验井与常规
重复压裂相比,提高单井产量５０％～７０％,对其他油田的非常规储层提高老井单井产量有一定的借鉴意义。     

超低渗透油藏水平井储能压裂机理研究与现场试验

针对超低渗透油藏部分水平井生产一段时间后,出现单井产能降低的问题,开展了超低渗透油藏水平井储能压裂机理研究与现场试验。根据岩石破坏机理,进行了室内储能压裂模拟试验,利用声发射信号检测储能压裂对试件内部的破坏情况,并采用有限元法计算近井地带地应力变化情况。试验及数值模拟结果表明:在高孔隙压力作用下,天然裂缝面错动痕迹明显,憋压过程中试件内部产生了大量微破裂;压裂后焖井过程中,一段时间内地应力场受到影响。研究表明,压裂前注入适量的驱油压裂液,压裂后焖井进行渗吸扩散,可以有效补充地层能量,同时结合优化后的体积压裂重复改造技术,能够进一步增大压裂改造体积和裂缝复杂程度。该技术对能量亏空、裂缝闭合导致的低产水平井提高产量具有较好的适应性,可为同类超低渗透油藏重复压裂提供技术参考。      

超低渗透油藏老井宽带体积压裂缝网参数优化

超低渗透油藏具有储层致密、天然裂缝发育等特征,难以建立有效的注采驱替系统,为提高单井产量,通常采用常规重复压裂,但常规重复压裂仅能增加裂缝长度,提高裂缝导流能力,而不能有效增加裂缝带宽,扩大裂缝侧向波及范围。提出了宽带体积压裂技术理念,即通过在原人工裂缝侧向开启次生裂缝或沟通天然裂缝,增加裂缝带宽,对宽带体积压裂裂缝的合理带宽进行了优化,建立了合理裂缝带宽计算方法,在此基础上采用正交试验方法对主、次裂缝的导流能力,裂缝半长等其他缝网参数进行了优化设计。结果表明:以超低渗透油藏某一井组为例,重复压裂合理裂缝带宽范围为13~46 m,其中G127-160井缝网参数最优方案为主裂缝导流能力0.15 μm2 · cm,裂缝半长140 m,裂缝带宽50 m,次裂缝导流能力0.04 μm2 · cm,在此方案下模拟的重复压裂可控制含水上升速度,显著提高措施累计产油量。该研究为挖潜超低渗透油藏老井裂缝侧向剩余油提供了技术思路。     

超低渗油藏老井体积压裂技术研究与应用

近年来,超低渗透油藏开发普遍面临储层致密和注水不见效导致的油井连片低产问题。文章在剖析储层地质特征和油藏开发现状的基础上,结合注水井网和剩余油分布特征,利用数值模拟和生产动态等方法进行了地应力变化研究和增产潜力分析,提出了油井以增加裂缝带宽为主要目标的体积压裂设计思路,形成了"全程多级暂堵+体积改造"相结合的重复压裂工艺。现场应用表明,增油量是常规重复压裂效果的2倍以上,且后续稳产效果明显,为超低渗透油藏提高单井产量提供了技术借鉴。     

Y151井区水平井缝网压裂参数优化研究

低渗-超低渗透Y151井区采用缝网压裂水平井进行开发,但目前,针对缝网压裂水平井特征参数优化的研究很少,因此,文中使用Eclipse数值模拟软件,考虑等效导流能力和局部多重网格加密方法建立缝网压裂网络模型,同时利用"主裂缝+SRV区域渗透率"的小尺度缝网模拟方法,开展次缝、支缝与主缝之间的导流匹配研究,确定了Y151井区水平井缝网压裂的裂缝形态、井筒与裂缝延伸方向、水平段长度等参数。为Y151井区以及低渗-超低渗致密油藏缝网压裂水平井开发有着指导意义。     

超低渗储层混合水体积压裂重复改造技术研究与现场试验

以华庆油田为代表的超低渗透油藏定向井单井产量低,日产量小于1.0t的低产低效井占56.2%。常规重复压裂压裂后的油井增产效果不理想,具体表现在压裂后增产幅度小、产量递减速度快、有效期短。针对长庆油田华庆区块超低渗透储层油井的重复改造,将混合水体积压裂技术应用于老井重复压裂中,形成了老井混合水体积压裂配套工艺技术,并在考虑井网和注水条件下,进行体积压裂理论与多级暂堵多缝压裂理论的结合研究。室内工艺优化结果和9口井的现场试验表明,措施后油井的平均单井日增油量2.81t。截至目前,平均单井有效生产天数达252天,增产效果显著。该技术的成功实施运用,为超低渗透油藏重复压裂效果的提高提供了有力的依据。     

长庆油田华庆长6水平井压裂裂缝优化设计研究

长庆油田华庆长6油藏为典型的超低渗透油藏,水平井注水开发技术可提高开发效果,如何进行压裂裂缝优化设计是提高开发效果的关键。在对油藏特征分析的基础上,结合注采井网对水平井压裂裂缝长度、改造段数、布缝方式及施工参数进行了优化研究,提出了适合华庆长6超低渗透油藏水平井的改造参数。24口水平井矿场实践表明,该参数组合具有较好的适应性,水平井产量达10．3t／d,为直井的5倍。     

超低渗透油藏水平井重复压裂新老缝合理配比研究

超低渗透油藏初次压裂投产后，由于地层能量亏空严重、裂缝失效等原因，油井产量递减迅速，无法满足生产需求，需要进行重复压裂，重复压裂设计的关键是确定合理的布缝位置和重复压裂的新缝数量。基于长庆油田元284井区储层地质特征，结合初次压裂生产情况，建立了水平井重复压裂裂缝延伸数值模拟模型；对比了不同新老缝配比条件下重复压裂储层改造体积与最终开采效果，明确了重复压裂前注水补能提高重复压裂改造效果的机理；通过分析经济收益，获得了合理的新老缝配比关系。模拟结果表明：重复压裂新缝为2条、缝间距为20 m时，更有利于形成复杂缝网，提高采收率；随着2条老缝间重复压裂新缝数量增加，更有利于裂缝间相互沟通形成复杂缝网，提高储层改造效果；老缝间重复压裂的新缝数量较多时，由于裂缝之间的相互干扰，会导致开发生产前期产量增幅递减，但随着不断生产，由于储层改造更为充分，对后期稳产较为有利。研究结果为超低渗透油藏水平井重复压裂方案设计提供了理论依据。     

姬塬油田宽带压裂工艺技术研究与应用

姬塬油田长8超低渗透油藏天然裂缝发育,长期注水见效差,采油速度和采出程度较低,低产井占比较大,常规重复压裂无法形成复杂裂缝,单井日增油<1.0 t,且递减快。为了提高单井产量,改善油藏区域开发效果,借鉴"体积压裂"理念,整体考虑"注、驱、采"系统治理,提出了集成应用补能、调堵、多级暂堵等技术的井组整体宽带压裂技术思路,挖潜侧向剩余油、改善油藏开发效果。     

体积压裂水平井复合流动模型

基于体积压裂水平井复杂裂缝改造特点及流动特征,构建了耦合双重介质复合流动模型,应用Laplace变换和Stehfest数值反演,得到了定产和定压条件下封闭边界裂缝的井底压力和水平井产量半解析解。在模型正确性验证的基础上,结合陇东致密油储层特征参数着重研究了体积压裂缝网参数对产量的影响。模型研究结果表明：缝网改造带宽越大,体积压裂水平井单井产能越高,缝网区域渗透率对初期产量影响较大;水平井体积压裂优化设计应同时兼顾单条裂缝改造体积和裂缝条数的关系。实例计算结果表明压裂改造带宽不宜过大,采用多裂缝、小带宽的压裂方案增产效果最好。该研究结果对致密储层水平井体积压裂设计具有一定的指导意义。     

超低渗透油藏水平井压裂优化及应用

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏储层致密、物性差、孔喉细微,是典型的低压、低渗、低丰度油藏,超前注水和水平井分段压裂技术可提高其开发效果.文中以最具代表性的华庆油田长6超低渗透油藏为研究对象,结合注采井网根据水平并段与注水井的相对位置,将常规压裂和体积压裂进行组合设计,在距离水线较近的井段实施小规模压裂,距离水线较远的井段实施大规模体积压裂.该方案的实施,在减小早期水淹风险的同时进一步扩大了储层改造体积,提高了人工裂缝和井网、注水的适配性.同时,开展了8口水平井新型压裂设计的矿场试验,与采用常规压裂设计的邻近水平井相比,试油产量提高20 m3/d左右,投产初期3个月累计产油量提高184t,含水率较低且保持稳定.     

致密储层水平井压裂-补能-驱油一体化重复改造技术

受储层致密低压、长期注采条件下有效驱替系统难以建立等因素影响,鄂尔多斯盆地部分水平井产量递减大,采油速度和累计采出程度较低.为此,基于水平井压力场及应力场分布规律,集成体积改造、补充能量、渗吸驱油一体化重复改造技术优化设计模式,配套实施了机械封隔与动态暂堵相结合的大排量高效分段复压工艺及管柱.测试分析表明,水平井重复压...     

特低渗透油藏压裂水平井产能影响因素分析

低渗透、特低渗透油藏具有启动压力梯度,且非均质性较为严重,裂缝参数对产能的影响与常规油藏显著不同。利用油藏数值模拟方法,分别研究了不同渗透率非均质性和不同启动压力梯度条件下,裂缝参数对压裂水平井产能的影响。结果表明,在低渗透、特低渗透油藏中,非均质性较弱的情况下,压裂水平井生产状况与均质油藏类似,在非均质性较强的情况下,应选择比均质油藏更多的裂缝条数和更大的裂缝半长进行生产;在启动压力梯度较大的情况下,应选择较多裂缝条数进行生产。     

特低渗透油藏压裂水平井流入动态研究

研究了特低渗透油藏油井的流入动态,认为储层应力敏感性和溶解气是导致特低渗透油藏压裂水平井流入动态曲线存在"拐点"的主要原因。在此基础上,利用油藏数值模拟软件,建立了考虑应力敏感性和溶解气影响的特低渗透油藏压裂水平井模型,计算了不同裂缝条数、裂缝半长的压裂水平井流入动态,分析了不同裂缝参数对压裂水平井合理井底流压的影响,为特低渗透油藏压裂水平井合理工作制度的确定提供了理论基础。     

特低渗透砂岩油藏水平井井网形式研究

水平井在水平段上有效压裂N次,其渗流能力在理论上提高N倍。再配合适当的注采井网,特低渗透油藏开发水平将有大幅度的提高。通过建立鄂尔多斯盆地西峰油田长8油藏的三维地质模型,运用数值模拟技术,研究了最佳的直井和水平井组合方式及其井网形式。采用交错井网,用直井注水的方法,在油井水平段垂直于最大主应力方向进行多点有效压裂,能有效地提高特低渗透油藏开发效果。     

鄂尔多斯盆地页岩油储层应力敏感性分析及水平井返排制度优化

鄂尔多斯盆地长7段页岩油储层具有储层致密、孔隙结构复杂、地层压力系数低的特点,在多年的开发实践中逐渐总结出长水平井、大规模体积压裂的开发方式,与前期定向井或短水平井相比,开发效果获得了大幅提升。而在压裂液的返排过程中,由于页岩油储层的应力敏感特征,储层物性和地层能量将产生巨大变化,进而影响到初期含水下降速度和单井产量。通过改良的应力敏感实验,明确了页岩油压后储层与原始基质储层相比具有更强的应力敏感性,得出了应力敏感作用下的渗透率变化规律,采用数值模拟、现场统计等方法,优化了鄂尔多斯盆地页岩油水平井合理返排强度和返排时间。     

超低渗透油藏水平井线注线采能量补充方法探索

鄂尔多斯盆地超低渗透油藏采用“点注面采”的水平井五点井网注水开发方式,表现出见效程度低、递减大等问题。为了强化注水、提高水驱见效,提出了水平井“线注线采”能量补充技术,以期实现井间互驱、缝间自驱和本井渗吸的目标。通过开展储层岩石力学测试,建立缝网分布预测模型,揭示了不同脆性指数及差应力下压裂缝的形态。脆性指数越接近0.5,两向应力差越大,裂缝带的长宽比越大、越扁平,越适合线注线采井网要求。对合水油田长63油藏开展精细地质研究,优选Z288井南部为试验区,根据裂缝形态、储层特征等制定相应的井距、段间距、水平段、注水量等技术政策。通过在盆地合水地区开展井组试验,单井递减下降6.5个百分点,验证了该方法的合理性及可操作性,为超低渗透油藏水平井补能提供了有效的技术手段。     

超低渗透低压油藏水平井转变开发方式试验

鄂尔多斯盆地长X油藏压力系数低、储层物性差,前期采用超前注水七点井网长水平井开发,初期单井产能有所提高,但含水率上升快。为了避免人工裂缝与腰部水线窜通,压裂时往往会有约200 m水平段无改造而浪费。同时,因超前注水油井生产等停较长时间,影响了新井贡献时率。借鉴致密油的开发经验,采用逆势思维的方法,提出“停止超前注水、减少注水井数量、减少水平段长度、密切割压裂和体积压裂相结合”转变开发方式的思路,优化注水方式、开采井网、水平段长度和压裂工艺参数等,并开展现场试验。结果表明：形成的五点法短水平井密切割体积压裂开发技术效果较好,地层能量得到快速补充,含水率快速上升得到控制,缩短了油井因超前注水产生的等停时间,提高了新井贡献时率30%,减少的注水井数量和水平段长度使成本节约20%,每百米水平段产能较前期增加88%,该成果为同类超低渗致密储层高效开发提供了技术支撑。     

低渗透油田暂堵重复压裂堵剂用量优化与现场试验

暂堵重复压裂是开启天然微裂缝、提高侧向剩余油动用程度的重要手段之一。由于目前施工过程中对堵剂用量没有具体优化,多凭经验确定,往往造成暂堵升压幅度小。为了提高鄂尔多斯盆地暂堵重复压裂的可控性,针对低渗透油田天然微裂缝发育、2向水平主应力差较小的特点,在分析暂堵压裂过程中存在的突出问题后进行了暂堵剂的筛选,以减少堵剂残留给储层渗透率带来的伤害;依据巴布库克关于支撑剂在裂缝中的沉降规律,模拟暂堵重复压裂过程中人工裂缝内的暂堵压差,实现升压造侧向缝,并重新认识了暂堵压裂成败的关键影响因素和影响规律;利用三维压裂软件求取缝高、缝宽等关键参数,优化了暂堵剂的实际用量,现场试验中暂堵升压明显。该方法进一步完善了低渗透油田裂缝暂堵压裂优化设计方法,对现场施工具有一定的指导作用。     

鄂尔多斯盆地安塞地区页岩油地质-工程一体化技术实践

页岩油是目前国内外油气勘探开发的热点,其地质要素、富集机制与开发特征具有特殊性,实施地质-工程一体化是实现页岩油效益开发的有效举措。采用野外地质调查、岩心观测与采样、测井资料解释、地质与工程参数分析测试等技术方法,在页岩油地质评价方面重点关注岩性、厚度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、裂缝发育程度及甜点优选;在工程评价方面针对不同类型甜点,提出适合于鄂尔多斯盆地安塞地区页岩油的开发方式和开发参数。主要认识有：①鄂尔多斯盆地安塞地区三叠统延长组7段（长7段）发育典型陆相页岩油,为三角洲前缘和半深湖亚相沉积,源内致密砂岩主要为低孔-超低孔、超低渗储层或非储层,根据地质和力学参数,由好至差储层综合划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ共4类,其中Ⅰ和Ⅱ类储层是甜点目标。②长7段页岩油藏依赖储层流体与岩石的弹性膨胀驱动及溶解气驱动,注气补充能量潜力相对有限。针对地质评价优选出的Ⅰ类储层,采用九点法、七点法或交错排状水平井网的准自然能量开发,而Ⅱ类储层采用七点法或五点法水平井网。③长7段典型井页岩油水平井初始产量不高,初期递减率较高,后期递减率逐渐降低,生产周期较长,产量相对比较稳定。