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超前注水小单元注水井整体压裂改造工艺技术研究与应用

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超前 注水 单元 整体 改造 工艺 技术研究 应用
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超前注水小单元注水井整体压裂改造工艺技术研究与应用(王峰 张晓光 张应安 丛立春 陈喜田 )吉林油田分公司采油工艺研究院摘 要 自 2002 年以来吉林油田对难采储量动用采取超前注水、小单元整体压裂开发方式,在开发的各环节中, 实 施注水井 储层压裂改造是保 证注水井发挥地下井网作用的充要条件,注水井整体压裂技术是实现难采储量超前注水区块既能有效驱替,又不至使油井过早水淹的关键技术。本文从吉林油田难采储量小断块复杂岩性储层的储层及压裂难点的共性出发,提出了超前注水小单元注水井整体压 裂技术 做法;并针对新 119 及乾 118、乾 21个超前注水区块注水井单元井网内储层特点,将整体压裂研究目标 置于每一注采 单元内,采取以 实现人工裂缝方位与井排方向相匹配,裂缝长度与井距相匹配,水力裂缝导流能力与地 层系数相匹配的注水井整体压裂改造思路。先后在新 119 及乾 118、乾 21块注水井创造性的应用了预前置液处理技术 、振动压裂技术、降排量与沉降 剂控高技术及投暂堵剂细分层压裂技术,取得了较相邻难采区块初产增加三倍,稳产增加二倍的效果。最大限度的调整储层在平面及纵向注采关系,提高了单元注水井的波及效率,改善低渗油层 渗流条件,有效弥 补低渗油层能量补充能力差的问题, 为 吉林油区低渗透 难采储量有效 动用提供了技术支持, 为注水井整体压裂改造开辟了方向。主题词 砂体 井网 能量补充 早期注水 振动压裂 暂堵剂在未来的相当时间内,吉林油田所面临的开发对象是近 3 亿难采储量,多数油藏及储层的特点是复杂断块岩性油藏,储层埋深(中深 2397m) 、孔隙度低( 、渗透率差(0) 、压力系数低(、模量高、天然裂缝发育、横向连通性差、最小主应力分布复杂,是典型的复杂岩性砂岩油藏。2003 年以来大情字井、乾北及红岗北油田新探明控制储量的大部分储层声波时差(206) 、孔隙度(6、渗透率(0 厚度(5 >4 604 35< <1 9084乾 北 18480*60井网罐车高压水击器主体花管油层丝堵泵车井口控制器滑套喷砂体封隔器水力锚连体水 井 比 及 不 压 裂 对 应 油 井 (边 \角 )井 产量12345670 30 120 360 720 1000 1500生 产 时 间 (天 )日产油量(吨/天)穿 透 比 不 压 (角 )穿 透 比 井不 压 (边 )118区 块 注 水 井 穿 透 比 下 时 间 与 注 入 量 拟 合曲 线4044485256600 10 200 400 600 800 1000生 产 时 间 (天 )注入量(方/天)穿 透 比 比 比 比 比 裂1) 层2) 2 干 、 同155)1724 60 8. 同 层 层 厚 度(m)乾 北10 测 解 释K((%) AC(us/m)压 裂 井 段 ( m)厚 度(m)井 号 压 裂层 位 小 层 号4.2 细分层压裂薄 互 层 投 高 压 暂 堵 剂 压 裂 原 理 是 在 进 行 压 裂 时 , 首 先 将 地 压 力 值 相 对 较 小 的 油 层 段 压 开 ,压 裂 完毕 后 ,投 高 压 暂 堵 球 ,当 高 压 暂 堵 球 随 液 流 到 达 封 堵 层 位 后 ,自 动 把 已 经 压 裂 层 段 的 裂 缝 面 封 堵 , 将 压 开油 层 暂 时 封 堵 ( 由 于 高 压 暂 堵 球 的 双 溶 性 , 在 储 层 温 度 条 件 下 自 动 溶 解 , 不 影 响 地 层 流 体 的 流 出 )这 时 井 筒 压 力 将 出 现 上 升 ,当 压 力 达 到 剩 余 某 一 油 层 的 破 裂 压 力 后 ,这 一 油 层 将 被 压 开 而 得 以 改 造 ,重 复该 过 程 , 压 开 所 有 油 层 , 从 而 达 到 了 一 趟 管 柱 压 裂 改 造 多 个 薄 互 层 目 的 。压后纵向吸水剖面测试结果:4.3 沉降剂控高压裂利 用 沉 降 剂 形 成 隔 层 控 制 裂 缝 向 下 延 伸 , 即 在 加 砂 之 前 利 用 携 砂 液 注 入 沉 降 剂 , 下 沉 聚 集 在 新 生裂 缝 的 底 部 , 形 成 一 个 压 实 的 低 渗 区 。 这 种 人 工 隔 层 可 以 阻 挡 缝 内 流 体 压 力 向 下 部 地 层 传 递 。 形 成人 工 隔 层 后 , 适 当 提 高 施 工 压 力 , 不 会 导 致 裂 缝 继 续 向 下 延 伸 。 新 119 及 乾 北 地 区 部 分 储 层 隔 层 厚 度 在 4 , 自 然 伽 玛 电 测 解 释 目 的 层 与 隔 层 差 值 小 于40应 力 差 值 已 超 过 遮 挡 能 力 下 限 , 为 防 止 裂 缝 纵 向 延 伸 , 甚 至 进 入 其 它 储 层 而 造 成 的 无 效支 撑 , 对 这 类 储 层 采 用 了 低 、 变 排 量 +沉 降 剂 控 高 技 术 , 为 有 效 保 障 沉 降 剂 在 规 定 时 间 内 沉 积 于 裂缝 底 部 , 重 点 依 据 储 层 温 度 场 特 征 优 化 破 胶 剂 追 加 程 序 :乾 北 45 12 层 物 性 特 征 :乾 北 10 水 剖 面0 5 10 15 20 25 303024小层号百 分 数相 对 吸 水 量相 对 厚 度乾 北 10 动 层 压 裂 施 工 曲 线05101520253035404512:41:0012:42:4412:44:2812:46:1212:47:5614:34:1714:36:0114:37:4514:39:2914:41:1314:42:5714:44:4114:46:2514:48:0914:49:5314:51:3714:53:2114:55:0514:56:4914:58:3315:00:1715:27:0915:28:5315:30:3715:32:2115:34:0515:35:4915:37:3315:39:1715:41:0115:42:4515:44:2915:46:1315:47:5715:49:4115:51:2515:53:09压力(12345678910施工排量(m3/ 力排 量加 砂 速 度总 加 砂 量124)134)145)差 值 45 层厚 度 (m)电 测解 释K((%) AC(us/m)乾 北45 裂 井 段 ( m)厚 度(m)井 号 压 裂层 位 小 层 号沉降剂控制缝高技术破胶剂追加程序时间 排量 液量 破胶剂追加浓度 追加量 砂沉降时间m3/m3 kg/m3 kg 04 53 02 62 02 82 31 0乾北 45裂施工曲井温测试取得了预期效果:乾北 45实测缝高数据井号 射孔井段(m) 射厚(m) 跨度(m) 实测缝高(北 14. 4 预 前 置 液 压 前 处 理 技 术新 立 油 田 油 层 强 亲 水 , 岩 石 与 水 界 面 接 触 角 为 25 度 , 这 对 于 水 基 压 裂 液 压 后 返 排 极 为 不 利 。 基于 这 种 考 虑 , 在 压 裂 时 打 前 置 液 之 前 先 向 油 层 中 打 入 加 有 表 面 活 性 物 质 的 予 前 置 液 , 使 油 层 在 接 触压 裂 液 之 前 先 改 变 润 湿 角 , 从 而 大 大 降 低 界 面 张 力 , 现 场 应 用 平 均 压 裂 液 返 排 率 达 三、结论1、 超 前 注 水 复 杂 断 块 油 藏 整 体 压 裂 开 发 模 式 下 的 小 单 元 注 水 井 整 体 压 裂 改 造 思 路 , 是 符 合 小 断块 复 杂 岩 性 油 藏 经 济 有 效 开 发 要 求 的 , 有 效 的 函 盖 了 地 下 复 杂 的 储 层 特 点 , 是 实 现 复 杂 岩 性 油 藏 砂体 、 井 网 及 能 量 补 充 的 有 效 途 径 ;2、 实 用 、 针 对 性 的 注 水 井 压 裂 工 艺 是 提 高 和 实 现 小 单 元 整 体 压 裂 开 发 效 果 的 保 证 , 是 超 前 注 水小 单 元 整 体 压 裂 改 造 的 核 心 ;3、 实 施 油 水 井 同 时 改 造 , 是 注 采 系 统 平 衡 的 保 障 ; 4、 复 杂 岩 性 油 藏 的 高 效 开 发 是 一 项 系 统 工 程 , 各 环 节 严 格 系 统 的 现 场 质 量 控 制 是 确 保 将 优 化的 压 裂 设 计 转 化 为 优 化 的 压 裂 施 工 的 手 段 。参考文献:1. 美 水利压裂技术新发展. 北京:石油工业出版社,1995 年2 (美)北京:石油工业出版社,1991 年3 北京:石油工业出版社,1998 年4 廊坊分院压裂酸化技术服务中心鸿勋 张士诚著:“水力压裂设计数值计算方法” ,北京,石油工业出版社,1998 年 6 月6蒋延学:“复杂断块油田压裂的特点与思路”油气藏改造,石油工业出版社,2001 年 6 月沉 降 剂 控 制 缝 高 技 术 破 胶 剂 追 加 程 破 胶 剂 追 加 浓 度 (kg/沉降时间(1020304050607080温度(℃)砂 沉 降 时 间地 层 温 度液 体 在 裂 缝 中 停 留 60 在 裂 缝 中 停 留 30min
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