施工井是重點先導試驗項目,系首次超大型致密油水平井密切割壓裂施工,施工排量8.0-9.0方/分鐘,累計入地液量12931方,加沙量1004方,整個過程平穩順暢,各項數據全部達標。
針對厚度大、微裂縫發育、低產低能的低孔特低滲致密砂巖儲層,在技術人員的努力下,提出了原縫重復壓裂與加密新縫相結合、壓裂改造與補充能量相結合、混合壓裂液與解堵驅油劑相結合的“三結合”新思路,引入的滲吸、壓裂、補能的“增強型HI30清潔壓裂滲吸一體化體系”很好的適應了地層壓裂改造和現場施工工藝要求,取得了圓滿成功。
“增強型HI30清潔壓裂滲吸一體化體系” 相比常規瓜膠壓裂液可以更好的促進裂縫延伸,前期造縫能力強;膠液其耐溫性更廣泛,抗剪切能力更突出,壓裂有效降阻率達到70%以上;破膠后無水不溶物,更利于壓裂液返排,不會造成吼道堵塞。
滲析滑溜水+低粘滑溜水+高粘聚合物膠液壓裂體系非常適合于低孔特低滲儲層體積壓裂改造。在致密砂巖儲層(厚度大、存在微裂縫、低產低能)壓裂改造當中,能夠有效降低壓裂液對儲層及裂縫導流能力造成的傷害,制造出復雜縫網結構,從而獲得更大的儲層改造體積,提高壓裂改造效果。
該井密切割壓裂試驗的順利實施,對鄂爾多斯盆地進一步評價大規模壓裂改造下的單井產能、配套工程工藝和經濟效益提供了寶貴經驗,為后續有效動用該類油藏提供了技術支撐,也為致密油和其它同類油藏高效開發指明了方向。
一、概況
1、區域概況
施工井工區內天然裂縫發育,是成藏主控因素。勘探面積3013平方公里,主要含油層系為延長組長8油層,巖性以巖屑長石砂巖為主,厚度10-15米,有效厚度7.5米,動用面積25平方公里,動用儲量1179萬噸。
區塊油藏平均埋深1327米,孔隙度8.4%,滲透率0.34mD,地層溫度39.0-55.3OC,壓力系數0.86,地層溫度39.0-55.3OC,原油密度0.8904g/3cm,黏度46.4mPa.s,屬特低孔、特低滲、常溫、常壓普通稀油油藏,
2、井組概況
施工井區含油面積16.2平方公里,地質儲量432萬噸,可采儲量16萬噸,標定采出程度3.67%。儲層孔隙度8.2%,滲透率0.37mD,厚度4.3-15.6米,有效厚度7.7米,含油飽和度47.5%,屬特低孔、特低滲油藏。
油藏開發均以水平井壓裂主,初期平單井日產油6.0噸,半年后降至1.0噸以下,存在高產期和穩產期短,自然遞減快的問題。截至目前,采出程度不足4.0%,有效開發方式一直是困擾油田穩產、增產的主要問題之一。
3、開發特征
開發井網排狀分布,井距500-700米,水平段500-1100米,平均840米,單井控制儲量20萬噸,巖心分析和測井解釋油藏儲層具有基質+裂縫雙介質特征。
分析各井生產情況,總結區塊開發特征如下:
一是高產井主要集中在裂縫+優質砂巖疊加位置,裂隙發育程度是油藏高產的主控因素。
二是產量整體表現為基質儲層物性差、含油飽和度低、產量低、含水高;裂隙儲層表現為物性好、含油飽和度高、產量高,含水低。
三是對于裂隙發育區,壓裂施工規模越大、砂比越高產量越高;對于基質區,可通過大規模壓裂改造溝通遠端天然裂縫實現高產。
四是油藏開發普遍存在穩產期短,自然遞減大,無有效能量補充等問題,亦是制約油田高產、穩產和有效動用的主要因素。
二、方案設計
1、油井基本情況
構造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡南部,地面海拔1215.6米,設計井深2304.5米,完鉆井深2303.0米,垂深1386.7米。
本井水平段總長度為800米(1503米-2303米),油氣顯示800米,其中油斑10層,累計視厚239米;油跡17層,累計視厚478米;熒光7層,累計視厚83米。
壓力系數0.85,溫度梯度2.69℃/100m,層地層壓力為11.5兆帕,地層溫度51.6℃,屬常溫、低壓系統。
目的層長811上覆地層為大段泥巖,與下伏地層長812之間發育10米左右泥巖隔層,遮擋效果較好。
2、初次壓裂情況
施工區域局部發育斷裂,施工井在鉆井過程中井漏、溢流較為嚴重,槽面顯示段較多,表明斷裂區含油性較好,同時結合鄰井投產生產情況,該井于2014年6月28~2014年7月2實施壓裂,采用連續油管帶底封拖動,水力噴砂射孔環空加砂多級分段壓裂工藝,共壓裂8段,壓裂套管施工排量3.0方/分鐘,壓裂油管施工排量0.2方/分鐘,平均破壓24.8兆帕,總入地液量1380.2方,總加砂量201方。
該井于2017年7月3日正式投產,截止2020年1月7日已累計生產1055天,累產液8864.9方,累產油3665.1噸,綜合含水55.1%;壓前日產液3.6噸、日產油1.6噸、含水54.1%,動液面1021米,泵深1104.3米,氯根30310mg/L。
3、本次壓裂設計
對該井長811原生產層開展水平井密切割壓裂,進一步評價大規模壓裂改造下的單井產能、配套工程工藝和提高經濟效益,為后續有效動用該類油藏提供技術支撐。
(1)技術路線
為進一步提高剩余油采出程度,決定針對該井首次改造不充分及未改造的段簇,開展密切割重復壓裂試驗,具體壓裂改造技術思路如下:
1)根據錄井、測井資料,長811油層巖性為灰色細砂巖,砂體厚度10-12米,測井解釋孔隙度9-11%,滲透率0.3-0.6mD,含油飽和度31-64%,測井解釋為油層、差油層。目的層長811上覆地層為大段泥巖,與下伏地層長812之間發育10米左右泥巖隔層,遮擋效果較好。
2)根據該井長811砂體厚度及其垂向上、下砂體及遮擋層分布情況,結合該井長811油層物性參數、鄰井距離及地質要求,以增加側向剩余油動用為目的,充分考慮老縫延伸與新縫擴展相適配,優化采用“低粘液體造縫、縫口多級暫堵、高粘液連續加砂”的混合體積壓裂設計思路。
3)基于不同的儲層類型,采用差異化壓裂施工參數,實現非均質儲層單井單段精細化改造,提高整體儲層改造效率。
4)該井采用二級井身結構,51/2″套管固井完井,針對該井完井方式并綜合考慮地質要求、不同重復壓裂工藝的工具可靠性、施工效率、風險性及經濟性,重復壓裂采用套內封隔器分段壓裂工藝。
5)壓裂過程中在每段加入不同示蹤劑,分析各段產出情況和井間連通關系。
6)壓裂施工完成后燜井,實現油水滲吸置換,提高壓裂液效率和效果。
(2)壓裂液體系選擇
依據本區直井DST測試資料,目的層地層溫度51.6℃。為實現技術路線要求和滿足加砂需要,選擇使用“增強型HI30清潔壓裂滲吸一體化體系”,液體材料提供及現場技術服務由華成石油全程負責。
滲吸滑溜水:0.08% HJ-1降阻劑+0.25%增強型HI30滲吸劑+0.2%粘土穩定劑
滑溜水:0.08% HJ-1降阻劑+0.03%破乳助排劑+0.2%粘土穩定劑
高粘液:0.25%HJS-1增稠劑+0.03%破乳助排劑+0.2%粘土穩定劑+0.3% HJS-2交聯劑
破膠劑:過硫酸銨,0.03%(質量比)
(3)材料用量與儲備
1)壓裂液準備
施工壓裂液總用量11427.6方(其中滲吸滑溜水3560方,滑溜水2837.6方,高粘液5030方),現場準備12096方;交聯劑按交聯比例準備。
2)支撐劑準備
現場使用40/70目石英砂45.4方,準備46方;
現場使用20/40目石英砂957.6方,準備958方。
3)暫堵劑準備
設計暫堵劑用量1.86噸,準備3.91噸。
三、施工簡況
該井于2020年5月8日-15日按方案設計分6段進行了壓裂施工,過程平穩有序,達到了設計預期,目前悶井待放噴。
- 施工壓力:最低1.0兆帕,出現在第二段,最高72.5兆帕,出現在第一段。
- 破裂壓力:全井段平均破裂壓力為25兆帕,其中最高破裂壓力42.1兆帕,出現在第二段,最低破裂壓力25.1兆帕,出現在第四段。
- 停泵壓力:全井段平均停泵壓力1兆帕,其中最低停泵壓力9.2兆帕,出現在第一段,最高停泵壓力13.1兆帕,出現在第五段。
- 加砂量:該井設計加砂量0方,實際入地砂量1004.3方,平均單段加砂量167方,平均砂比18.8%,最高砂比30.0%。
- 用液量:該井設計總液量11428方,實際入地總液量12931方,平均單段入地液量2155方,總量相比設計多1503方。