超前注水区块小单元注水井压裂技术研究

超前注水区块 小单元注水井压裂技术研究 题 纲 一、概要 二、技术思路和做法 三、采用的配套技术 四、矿场技术应用 五、结论与认识 吉林油田难采储量特点 ： 1、油藏特点 :以复杂断块、岩性油藏为主 ， 边底水 能量不 充足。 2、油层特点： 低孔（ 10、低渗（ 0 、 3、油藏开发特点： 初产低（平均日产油 3吨），递减快（六个月平均日产下降为 1吨）稳产难度大 。 4、油藏开发特点：地层压力 下降快 、注水压力 上升快 。 经济有效动用？ 一、概 要 一、概 要 技术路线： 1利用 沉积微向 配合 适应井网 技术 控制砂体规模； 2应用 超前注水； 3采用 小单元 油、水井 整体压 裂 改造技术； 4突出 注水井为中心 的压裂改 造 配套技术。 对新 119及乾 118、乾 21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、稳产增加二倍 的效果。为吉林油区低渗透难采储量有效动用提供了技术支持 。 新 119 区块采油曲线02468101 2 3 4 5 6 7 80102030405060新2 2 8 区块开采曲线01234561 2 3 4 5 6 7 8 910 11 1201020304050新2 1 4 井区采油曲线0246810121 2 3 4 5 6 7 8 910 110102030405060注水滞后 12个月，初产油 6个月日产油 注水滞后 24个月，初产油 6个月日产油 超前注水 9个月，初产油 6个月日产油 新 214区块 新 228区块 新 119区块 新 119区块采用此思路取得效果 投产 9个月。表现为水井注入压力正常 (油井动态上具有初产高（平均单井日产液 产油 含水 26 ） 、递减小、稳产水平高（第六个月单井平均日产液 产油 水 11） 、含水较低的特点。初产是邻区新 214、 228区块 六个月产油能力的 二、 技术思路及做法 （一）小单元注水井整体压裂设计思路 1、复杂断块岩性 油藏 在低渗透复杂断块油藏中进行压裂，不能照搬 整装的大油田的压裂经验，如整装低渗透油田中采用的 整体、开发 压裂及经常应用的 大型 水力压裂技术不适用于复杂断块油田。 充分发挥井网的整体优势 ， 实现注采平衡 ， 保持压后长期高产稳产 。 将区块划分若干个地下注采单元 井网与砂体 油水井二条线开展压裂 油层特殊性 压裂工艺配套 单元与裂缝 砂体 , 渗透性 ,平面连通 ,纵向差别 ,井差别，水井裂缝主导地位 制约压力传递障碍 平面及纵向有效动用？ 对单元内储层对应关系好的注水层，严格按照地面井网限制压裂方案，追求缝长 与井距的匹配 对单元内储层对应关系差的注水层，则将设计缝长放大，以扩大注入水波及面积，尽可能多地驱替油水井之间的弹性储量。 2、储层 井间物性变化较大、油层侧变快 ， 连通差 ，储层的纵向 及 平面非均质性 。注水井为核心，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 小单元压裂设计思路 。 （二）注水井整体压裂设计的原则 配套压裂技术 构造沉积微向特征 横向特征 应力特征 结合井网优化 F 表断块 滤失特征 裂缝形态特征 实现设计规模难点 普遍规律性研究阶段 特殊规律性研究阶段 突出强调 高导流短缝 侧重强调 缝长 排量要适当高 排量要适当低 强调 缝长 又强调导流能力 二、 技术思路及做法 静态特征； 乾北地区位于大情子井向斜 东翼斜坡区 ，目的层为 青三段高台子油层 ，油层埋深 1800 油层平均孔隙度 12，面上储层岩性、物性变化大，稳定分布的油层单一，且裂缝十分发育，开发难度较大。 (三 )注水井压裂数值模拟 乾 164井的 5700井壁成像测井资料 1300井壁崩落及其 水井0 . 2 穿透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0 . 2 角井不压( 角)穿透比0 . 2 ( 边井不压( 边)注水井注入动态变化模拟： 根据拟定的设计原则每口水井的多种压裂方案 ；然后对每种方案进行 裂缝模拟 ，模拟出相应的缝长和导流能力后 ，按可能的裂缝方位 ， 按 “ 等效导流能力 ” 的方法将上述裂缝放进油藏模型中 ， 计算 一定时间内的产量动态及面积波及系数 ， 以此作为选择方案的依据 。 (三 )注水井整体压裂数值模拟 1 1 8 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0 . 1穿透比0 . 2穿透比0 . 3穿透比0 . 4穿透比0 . 5不压裂区块 厚度 c 4 6 0 - 7 0 34 5 0 - 9 0 32 1 9 0 - 1 1 0 2 6 乾北 118480*160 井网作用机理： 该技术主要利用 高压水击波 冲击油层，由于高压水击波作用速度快，不受地应力方向约束，对岩石瞬间造成多条非规则裂缝，既降低岩石的 抗张强度 又降低压裂的破裂压力 施工压力，同时能增加非人工裂缝方位的导流能力。 三、注水井配套压裂技术应用 1、 振动压裂 解决的问题： 利用储层 天然裂缝发育 的特点，通过 振动 压裂技术，造成围绕井筒的 周向裂缝 ， 有效 激发 井筒周围存在较发育的 天然裂缝 ，提高 背离 水力裂缝 方向 的非人工的天然裂缝注入水的波及系数。 井号：乾北 4 118区块） 层位： 25号小层 特征：砂岩中两条平行的垂向裂缝，长 岩裂缝长 1m。 裂缝以高角度垂直裂缝为主，延伸长度 缝在纵向上贯穿砂岩和泥岩隔层。 乾北地区储层裂缝发育 正常压裂导流路径 正水击振动 +压裂导流路径 解决问题： 三、注水井配套压裂技术应用 2、细分层 压裂 针对 隔层厚度小 ， 分压难度大 ；合压又由于小层的纵向非均质性较强，应用常规压裂技术压裂时可能只压开了物性相对较好，且厚度相对较大的层段，而物性差的层段根本未能压开或压开程度有限，不利于纵向吸水均匀分布的薄互储层的压裂工艺。 作用机理： 首先将地应力值相对较小厚度较大的油层段压开 ,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 , 实现暂堵的目的 ， 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 。 三、注水井配套压裂技术应用 3、变排量 沉降剂控高压裂 针对问题： 119及乾北地区部分储层隔层厚度在 4然伽玛电测解释目的层与隔层差值小于 40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，并依据储层温度场特征优化破胶剂追加程序： 作用原理：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。 针对问题： （ 降低压裂液对储层的污染提高返排效果 ） 优选压裂材料 ， 在注水井压裂液方面优选了不同稠化剂浓度及交联体系 ， 并针对新 119储层强亲水特点采取了预前置液处理技术 ，达到降低界面张力 ， 提高压裂液返排率 。 压后快速返排，平均压裂液返排率 比油田老区提高 30% 。 三、注水井配套压裂技术应用 4、 预前置液处理技术 乾北 10次，振动压力分别是 428乾北1 0 - 2 井振动- - 细分层压裂施工曲线05101520253035404512:41:00 12:42:44 12:44:28 12:46:12 12:47:56 14:34:17 14:36:01 14:37:45 14:39:29 14:41:13 14:42:57 14:44:41 14:46:25 14:48:09 14:49:53 14:51:37 14:53:21 14:55:05 14:56:49 14:58:33 15:00:17 15:27:09 15:28:53 15:30:37 15:32:21 15:34:05 15:35:49 15:37:33 15:39:17 15:41:01 15:42:45 15:44:29 15:46:13 15:47:57 15:49:41 15:51:25 15:53:09压力(12345678910施工排量(m3/力排量加砂速度总加砂量2003年以来先后在新 119、乾北 118及乾北 21现新 119区块部分井初产油 7日（,稳产油 4日（是 平 ,有效的解决了低渗难采储量的有效动用问题。 四、矿场技术应用 乾北 10青三 23振动投球压裂 吸水显示明显 振动压裂 振动压裂11 q n 3 ( 2 3 ) 1 8 3 2 . 8 - 1 8 3 4 . 8 2 . 0 7 . 8 14 245 97 1 . 8 同层1 2 - 1 4 q n 3 ( 2 4 ) 1 8 3 6 . 6 - 1 8 4 1 . 2 4 . 6 4 . 6 1 2 . 3 234 82 2 . 6 同、干、同15 q n 3 ( 2 5 ) 1 8 4 3 . 8 - 1 8 4 8 . 6 4 . 8 1 8 . 4 17 243 60 8 . 2 同层压裂井段（ m)厚度( m )井号压裂层位小层号 m )乾北1 0 - 2电测解释K( % )AC(us/m)四、矿场技术应用 乾北 10乾北 10 其它 3口井正常压裂 ， 注水压力对比曲线注水压力明显较常规压裂井 （ 乾北 6610注水压力低 。 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69时间压力118泵压6场技术应用 乾北 45井温 +沉降剂 隔层厚度 :层伽玛 :120层声波 :260us/m 12 q n 3 ( 2 4 ) 1 7 4 2 . 4 - 1 7 4 6 . 4 2 . 0 2 . 2 1 1 . 9 233 8 1 . 1 0 . 8 同层13 q n 3 ( 2 4 ) 1 7 4 5 . 4 - 1 7 4 6 . 4 1 . 0 4 . 1 1 2 . 6 230 8 5 . 6 3 . 6 同层14 q n 3 ( 2 5 ) 1 7 5 0 - 1 7 5 3 . 4 3 . 4 1 2 . 3 1 6 . 6 253 8 3 . 44 . 6 m 伽玛差值 4 5 A P m )电测解释K( % )AC(us/m)乾北4 5 - 1 9压裂井段（ m)厚度( m )井号压裂层位小层号3、 变排量 沉降剂控高压裂 四、矿场技术应用 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粉陶 2加砂速度 破胶剂追加量 24破胶时间 1 小时沉降剂控制缝高技术破胶剂追加程序 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场技术应用 乾北 45井温测试结果 :本次压裂压开 12解释缝高 11m; 层 20波时差 260us/m，能够实现有效遮挡。 井号射孔井段（ m ）射厚（ m)跨度（ m)实测缝高(m _ )乾北 1 7 4 2 . 6 5 3 . 4 1乾北 4 5 井实测缝高数据四、矿场技术应用 1、超前注水复杂断块油藏整体压裂开发模