大港油田中103-1井區(qū)壓裂改造工藝技術(shù)研究.pdf

1、北大港油田位于天津市大港區(qū)東部，瀕臨渤海。港東開(kāi)發(fā)區(qū)位于北大港油田中部，是一個(gè)被斷層復(fù)雜化的背斜構(gòu)造，走向北，長(zhǎng)約14km，南北寬約4km，構(gòu)造面積約50km2。開(kāi)發(fā)區(qū)發(fā)現(xiàn)于1965年，1967年投入開(kāi)發(fā)，最高年產(chǎn)量達(dá)到132萬(wàn)噸(1975)。到1991年底累計(jì)產(chǎn)油1800.4萬(wàn)噸。1991年底有油井396口，注水井128口，年產(chǎn)油64.2萬(wàn)噸。 港東開(kāi)發(fā)區(qū)在構(gòu)造上位于北大港斷裂構(gòu)造帶中東部，北以港東主斷層為界，南臨歧口凹陷，東

2、北為唐家河開(kāi)發(fā)區(qū)，北與港中開(kāi)發(fā)區(qū)相接，西鄰聯(lián)盟深層開(kāi)發(fā)區(qū)，南面為馬西深層開(kāi)發(fā)區(qū)及馬東深層開(kāi)發(fā)區(qū)。港東開(kāi)發(fā)區(qū)被評(píng)為我國(guó)的高效開(kāi)發(fā)油田之一。 1.1項(xiàng)目研究的目的和意義 由于復(fù)雜斷塊油藏在我國(guó)占有相當(dāng)重要的地位，我國(guó)是這類(lèi)油田在總儲(chǔ)量占有份額最多的國(guó)家，如何有效的開(kāi)發(fā)復(fù)雜斷塊油藏，通過(guò)措施改造改善儲(chǔ)層的滲流條件，獲得更高的單井產(chǎn)量，從地層中拿到更多的油，是本文的主要研究目的．地質(zhì)條件復(fù)雜，滲透率低，斷層發(fā)育，斷塊小，層間差異

3、大；試油具有一定的產(chǎn)能，產(chǎn)量遞減快，需要通過(guò)壓裂改造提高單井產(chǎn)量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的目的。該地區(qū)壓裂改造存在較大的難度，主要表現(xiàn)為；(1)儲(chǔ)層低孔、低滲，地層能量不足，層多且薄，壓裂過(guò)程中易形成窄裂縫，加砂困難。中7-59井的壓裂過(guò)程為我們提供了明顯的例證，該井為多個(gè)薄層，進(jìn)行了兩次壓裂，均采用常規(guī)壓裂液，第一次壓裂僅加入粒徑為0.5～0.8mm的支撐劑1.7m2，第二次壓裂順利加入8m3100目粉砂，說(shuō)明薄層壓裂形成的裂縫窄，夾層多，壓裂

4、過(guò)程中壓裂液易對(duì)夾層泥巖剝蝕，造成泥巖遷移，污染支撐帶。目前國(guó)內(nèi)對(duì)這種低滲透薄油層的壓裂通常采用常規(guī)植物膠壓裂液，大排量，低起點(diǎn)、多步線性加砂，加砂強(qiáng)度小于1m2/m，總的來(lái)說(shuō)，施工成功率低，效果不理想，不如厚層壓裂效果好。(2)斷層性質(zhì)不清楚，壓裂改造具有一定的難度。一方面，施工過(guò)程中，由于斷層的存在，斷層附近微裂縫發(fā)育，壓裂液大量濾失，斷層附近泥質(zhì)含量較高，形成的壓裂裂縫較窄，造成加砂困難；另一方面，壓裂后，支撐劑易嵌入裂縫的縫面，

5、降低了裂縫內(nèi)的導(dǎo)流能力，嚴(yán)重影響壓裂效果。為了使復(fù)雜斷塊經(jīng)濟(jì)有效的開(kāi)發(fā)，我們提出該項(xiàng)目的研究。 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 復(fù)雜斷塊油田在我國(guó)東部有廣泛的分布[1]，主要集中在渤海灣盆地，儲(chǔ)量巨大，山東的濟(jì)陽(yáng)坳陷已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和投入開(kāi)發(fā)的58個(gè)油田中有39個(gè)是復(fù)雜斷塊油田，其儲(chǔ)量占整個(gè)坳陷的39.7％；東濮坳陷復(fù)雜斷塊儲(chǔ)量占全部?jī)?chǔ)量的42.2％；黃驊坳陷內(nèi)復(fù)雜斷塊油田也占很大的比例。其它如冀中冀東坳陷內(nèi)也有廣泛的分布，蘇北地區(qū)，江漢

6、坳陷、泌陽(yáng)坳陷、百色盆地內(nèi)也有這類(lèi)油田分布。對(duì)于這類(lèi)油田的開(kāi)發(fā)改造，資料顯示國(guó)外的重視是不夠的，沒(méi)有作為一種特殊類(lèi)型來(lái)研究探索，國(guó)外介紹的實(shí)例都是簡(jiǎn)單的斷塊油田和大斷塊油藏，表明國(guó)內(nèi)外在認(rèn)識(shí)上存在差距。對(duì)于復(fù)雜斷塊油藏我國(guó)處于探索和逐步加深認(rèn)識(shí)的階段[2]。 1.3技術(shù)路線 針對(duì)上述問(wèn)題，壓裂液方面，研制新型無(wú)殘?jiān)鼔毫岩海且环N基于粘彈性表面活性劑的壓裂液體系，無(wú)需添加任何高分子聚合物，破膠徹底，無(wú)殘?jiān)搲毫岩毫髯冃?/p>

7、完全可逆，剪切后恢復(fù)性好，具有降低原油粘度的作用，無(wú)殘?jiān)鼔毫岩旱难兄朴行У亟鉀Q植物膠壓裂液存在殘留物的問(wèn)題。其性能達(dá)到國(guó)際同類(lèi)先進(jìn)產(chǎn)品水平；對(duì)常規(guī)植物膠壓裂液的各項(xiàng)添加劑進(jìn)行優(yōu)選，配伍，改善植物膠壓裂液的流變性，使之具有低濾失高防膨的性能；篩選性能優(yōu)良的支撐劑，采用支撐劑粒徑組合工藝技術(shù)，改善壓裂效果；工藝方面，通過(guò)壓裂工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化，采用低起步、大排量、線性加砂壓裂工藝，應(yīng)用測(cè)試壓裂技術(shù)，提高工藝設(shè)計(jì)適應(yīng)性，達(dá)到改善壓裂效果的目的。

8、 1.4主要研究?jī)?nèi)容 復(fù)雜斷塊一中103-1斷塊地質(zhì)條件復(fù)雜，滲透率低，斷層發(fā)育，斷塊小，層間差異大：試油具有一定的產(chǎn)能，產(chǎn)量遞減快，需要通過(guò)壓裂改造提高單井產(chǎn)量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的目的。該地區(qū)壓裂改造存在較大的難度，主要表現(xiàn)為：(1)儲(chǔ)層低孔、低滲，地層能量不足，泥質(zhì)含量高；(2)斷層性質(zhì)不清楚，壓裂改造具有一定的難度。一方面，施工過(guò)程中，由于斷層的存在，斷層附近微裂縫發(fā)育，壓裂液大量濾失，斷層附近泥質(zhì)含量較高，形成的壓裂裂縫

9、較窄，造成加砂困難；另一方面，壓裂后，支撐劑易嵌入裂縫的縫面，降低了裂縫內(nèi)的導(dǎo)流能力，影響壓裂效果。針對(duì)上述問(wèn)題，提出以下研究?jī)?nèi)容： (1)通過(guò)斷塊動(dòng)靜態(tài)資料的研究分析，進(jìn)行壓裂前的地層評(píng)估。 (2)依據(jù)地層評(píng)估情況，研究?jī)?yōu)選性能滿足儲(chǔ)層要求的壓裂液。 (3)篩選支撐劑，研究應(yīng)用支撐劑粒徑組合工藝技術(shù)。 (4)壓裂工藝設(shè)計(jì)研究?jī)?yōu)化。 (5)壓裂效果分析和壓裂工藝適應(yīng)性評(píng)價(jià)。 1.5取得成果

10、 (1)通過(guò)壓前地層評(píng)估，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了中103-1斷塊的壓裂難點(diǎn)，提出了適用于該地區(qū)壓裂改造的壓裂材料和壓裂工藝技術(shù)。 (2)研制成功了新型無(wú)殘?jiān)鼔毫岩?；通過(guò)優(yōu)選，形成了具有優(yōu)良性能的植物膠壓裂液體系。 (3)采用了支撐劑粒徑組合新技術(shù)。 (4)在國(guó)內(nèi)率先采用了低起步、大排量、線性加砂壓裂工藝技術(shù)，獲得了良好的壓裂改造效果。 (5)通過(guò)研究，形成一套適用于復(fù)雜斷塊壓裂改造的壓裂工藝新技術(shù)，為類(lèi)似地