[發(fā)明專利]深層稠油油藏厚砂巖儲(chǔ)層層內(nèi)水力分段壓裂施工增產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210231531.2
• 申請(qǐng)日: 2012-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN102733789A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔彥立;王玉成;錢繼賀;呂芬敏;姜延慶;王宗益;許云春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 崔彥立;錢繼賀;呂芬敏
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21B43/20
• 代理公司: 錦州遼西專利事務(wù)所 21225
• 代理人: 李輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田開發(fā)中的儲(chǔ)層水力壓裂改造增產(chǎn)方法，特別是一種深層稠油油藏厚砂巖儲(chǔ)層層內(nèi)水力分段壓裂施工增產(chǎn)方法，尤其適用于超深稠油弱膠結(jié)砂巖底水油藏的新井開發(fā)或舊井改造。

背景技術(shù)

我國稠油資源極為豐富，目前已在松遼、渤海灣、準(zhǔn)葛爾、吐哈、塔里木、二連等15個(gè)大含油盆地發(fā)現(xiàn)了70多個(gè)稠油油藏，已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量近20億噸，其中超深層>1700m的占6%。但超深層稠油油藏中只有塔里木盆地的塔河碳酸鹽稠油油田、吐哈盆地的某砂巖稠油油田投入開發(fā)，主要原因在于：油層埋藏深、儲(chǔ)層條件差、原油物性差等，開發(fā)難度極大。

以吐哈盆地的魯克沁稠油油田為例，其為億噸級(jí)深層稠油油藏，埋深2300～3800m之間，巖石類型為長石巖屑砂巖和巖屑砂巖，以泥巖孔隙式膠結(jié)為主，膠結(jié)疏松，儲(chǔ)層物性較差，孔隙度為13%～30%，滲透率為50～700×10^-3μm²，單層厚度大，可達(dá)30-45米，非均質(zhì)性較強(qiáng)，平面變異系數(shù)為0.05-1.96，突進(jìn)系數(shù)為1.07-13.16，厚砂層內(nèi)部粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖互層，物性夾層、巖性夾層、鈣質(zhì)夾層封堵性差。其稠油具有高密度、高粘度、高凝固點(diǎn)、高瀝青質(zhì)與非烴含量、中等含蠟量的“四高一中”的特點(diǎn)，屬典型的芳香型稠油，50℃時(shí)的地面原油粘度為10200-25570mPa.s，地層條件下含氣原油粘度為154～526?mPa.s；地層水礦化度高（8～18萬mg/l）、溫度高（97～103℃），壓力系數(shù)為0.95～1.05?MPa/100m，地溫梯度為2.44～2.59℃/100m。該油田原油對(duì)溫度敏感性強(qiáng)，隨著溫度的升高，原油粘度呈明顯的下降,拐點(diǎn)溫度為55℃～78℃，當(dāng)溫度高于拐點(diǎn)溫度時(shí)，原油粘度的下降趨于平緩，所以目前一直采用稠油冷采技術(shù)開發(fā)。

該稠油冷采技術(shù)中，常用的水力壓裂增產(chǎn)方法一直沿襲了硬砂巖稀油油藏常規(guī)劈裂式壓裂技術(shù)路線和思路，其以材料力學(xué)中連續(xù)均質(zhì)介質(zhì)的斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)，利用全部注入液體的30-60%作為造縫液體，先在巖層中形成水力劈裂的縫，然后再在注入液體中混入砂子帶入壓開的裂縫中，當(dāng)注入液體濾失到巖層后，帶入的砂子支撐住水力壓開的裂縫并作為油氣從巖層流入地層的通道。其采用大排量劈裂4.5-6.5方/分鐘、常規(guī)水基瓜膠壓裂液、20-40目小粒徑陶粒等技術(shù)要素，增產(chǎn)效果表現(xiàn)為“兩低兩短”，即幅值低，穩(wěn)定產(chǎn)量平均2-3噸/天；累計(jì)增產(chǎn)量低，300噸/天；峰值增產(chǎn)期短，2-3天；有效期短，100-130天。

分析其原因在于，魯克沁超深層稠油油藏疏松砂巖儲(chǔ)層在巖石物理力學(xué)性質(zhì)、壓后裂縫內(nèi)滲流形態(tài)和驅(qū)替機(jī)理等方面均不同于均質(zhì)強(qiáng)膠結(jié)砂巖油藏，常用的水力壓裂增產(chǎn)方法對(duì)魯克沁等超深層稠油油藏油井增產(chǎn)適應(yīng)性差，具體表現(xiàn)為：

1、經(jīng)過室內(nèi)模擬分析，泥質(zhì)弱膠結(jié)疏松砂巖在巖石楊氏模量的減少和深層高應(yīng)力下，對(duì)20-40目支撐劑鋪砂濃度的嵌入深度隨閉合壓力升高而嵌入速度加快，嵌入深度大幅增加，使得常規(guī)水力壓裂劈裂所造縫窄細(xì)，支撐縫寬平均3.5?mm，因高強(qiáng)度嵌入影響而很快閉合，尤其是近井壓差較大的區(qū)帶，形成“包餃子”現(xiàn)象。在同等驅(qū)替壓差下，裂縫內(nèi)稠油非達(dá)西流滲流流動(dòng)對(duì)稠油流動(dòng)縫寬度的要求是常規(guī)稀油流動(dòng)縫寬的6-10.5倍。

2、壓裂后稠油縫內(nèi)流動(dòng)出現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象，由于稠油與破膠后的壓裂液流度差異大、近井壓差大，導(dǎo)致近井支撐裂縫內(nèi)壓裂液返排時(shí)，該段波及裂縫段兩側(cè)的稠油在大壓差作用下進(jìn)入裂縫形成縫內(nèi)稠油段而封閉裂縫內(nèi)壓裂液的返排，產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象，造成壓后有效流動(dòng)的縫短，無效支撐壓裂縫長，壓降漏斗的波及半徑受限，使增產(chǎn)幅度小、有效期主要表現(xiàn)在近井地帶。

3、對(duì)于20米以上的儲(chǔ)油厚層，前期采用一次性深穿透、全厚度覆蓋射孔，一次性全射孔段大排量常規(guī)劈裂壓裂單縫，使裂縫縱向延伸嚴(yán)重，縫高達(dá)到射孔段的2.5-3.0倍，支撐劑大量充填在厚層底部層段，使無效縫長、縫高大、無效填砂多，離底水較近（10-15米）的縫高控制更為困難,壓后易水竄。

4、通過巖芯對(duì)比，泥質(zhì)弱膠結(jié)的疏松砂巖儲(chǔ)層內(nèi)鈣質(zhì)夾層、物性夾層和巖性夾層多，與其間的泥質(zhì)夾層、鈣質(zhì)夾層和物性夾層為連續(xù)沉積，地應(yīng)力差值小，平均為0.5-1.5MPa，厚砂層內(nèi)非均質(zhì)嚴(yán)重，壓裂液沿應(yīng)力薄弱點(diǎn)段突進(jìn)嚴(yán)重，常規(guī)水力壓裂難以有效均勻造縫、平剖面動(dòng)用程度低。