1、 化学工程与装备 2023 年 第 4 期 144 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 4 月 低渗透油藏压裂改造工艺 低渗透油藏压裂改造工艺 顾 莹（大庆头台油田开发有限责任公司，黑龙江 大庆 166512）摘 要：摘 要：简单叙述研究地区的地质情况，并从压裂液、支撑剂、参数优化、工艺技术等多个角度详细分析低渗透油藏压裂改造工艺技术，并将改造技术应用到现场作业中，日产油量可达 16t。希望本文内容可以为更多石油开采技术人员提供帮助，推动我国经济有序发展。关键词：关键词：低渗透油藏；压裂改造；工艺技术 前 言 前 言 低渗透油藏是油层储层没有高渗透率、单
2、井产能偏低的油田。我国拥有大量的低渗透油藏资源，种类多、分布广泛，拥有上气下油特点。在已探明油藏中，我国低渗透油藏储量约占 60%，开发潜力较大。某油藏具有低孔、低渗特点，无法通过常规模式进行开采，需要对于压裂改造工艺技术展开深度研究。1 研究地区地质基本情况 1 研究地区地质基本情况 本研究区域为中生代凹陷，位置在辽河外围盆地，方向为近南北向，以条带方式延展。该区域断块的 1 号油组，其油藏埋深在 1240m1710m 之间,孔隙度则在 10.2%21.3%以内，油组平均孔隙度约为 16.1%,渗透率则低于 50mD，平均渗透率为34.2mD。在20的温度条件下，油藏密度为0.8902 g/
3、CM3，在 50温度条件下，油藏粘度可达 35.32 mPas，在 26发生凝固现象。油藏含蜡量为 12.92%，拥有 31.91%的胶质+沥青质，开采的油藏经检验，品质为稀油;2 号油组的油藏埋深在 13301920m 之间，孔隙度则在 7.5%17.3%以内，油组平均孔隙度约为 11.4%，渗透率同样低于 50mD 以下，平均渗透率为 13.7mD。在 20温度条件下，油藏密度为 0.8879g/CM3，在 50温度条件下，油藏粘度可达 34.5 mPas，在 22.2发生凝固现象。油藏含蜡量为 5.06%，拥有 29.18%的胶质+沥青质，油藏品质为稀油1。1 号油组与 2号油组为低-中
4、孔的低渗透储层，在局部区域有少量的高渗透储层。2 选择压裂液 2 选择压裂液 本文选择清洁压裂液体系，拥有应用特性的聚合物调配合适浓度，将其放置于合适环境中，可以构成具有稳定性的胶束，提升液体粘弹性能，让压裂液获得更强的携砂、悬砂效果。这种体系在配置时，不需要采购过多的添加剂，拥有良好的流变能力，避免地层发生损伤，应用也较为便利。以往在低渗透油藏中主要应用聚合物压裂液，会在外界压力影响下，发生严重的压裂液滤失现象。但是本文选择的清洁压裂液，并没有过强的压力敏感性，在使用时也不会产生过多残渣，在裂缝表面吸附残渣量也可得到有效控制，让裂缝具有高导流性能。又因为清洁压裂液没有造壁性质，在使用中不会生
5、成滤饼，不仅不会对地层造成过大污染，也可以对油气井的表皮系数有效改善，让油气井产能得到明显提升。清洁压裂液在粘度形成原理方面也和普通压裂液存在较大差异,清洁压裂液的胶束在缠结过程中，提升其粘度2。其表观粘度并不会受到时间因素过大影响，流变特性也可以实现完全可逆。如果对清洁压裂液提供高剪切条件，粘度降解速度会大幅减缓；在提供低剪切条件时，粘度会在短时间内恢复正常；对于普通压裂液，如果受到剪切条件影响，则会导致粘度永久丧失。3 选择支撑剂 3 选择支撑剂 在对低渗透油藏压裂处理后，支撑剂会留在储层中,用于充填储层裂缝。所以，支撑剂的用量与类型都需要优化选择，保障水力压裂的高质量施工,支撑剂铺砂浓度
6、与应用强度，会直接影响储层裂缝的导流性能，是油藏开采作业重点关注内容。3.1 评价支撑剂应用性能 现在压裂作业主要以石英砂、陶粒作为支撑剂使用。本研究区域的油藏埋深为 1240m1920m，闭合压力处于18.6MPa28.8MPa 范围内。石英砂短期导流性能基本满足油藏压裂优化导流需求，但是在嵌入影响下，却让石英砂无法在长期应用中表现出更高的导流性能。经现场检验后，石英砂投入应用约 300 天，其导流性能会降低到最初应用的35%50%，并不符合低渗透油藏开发需求，要在裂缝的最大有效应力位置，通过尾追陶粒方式，让油藏具有长期导流性能。对研究区域进一步分析后发现，尾追陶粒比例越大，油藏开发产量越高
7、。可是，在尾追陶粒比例大于 30%，油藏开发产量幅度将会逐渐下降,却需要更高的开发成本。建议尾追大粒径的陶粒，将尾追比例控制在 20%30%即可3。3.2 选择支撑剂应用类型 从本研究区域的储层埋深出发，以低渗透油藏压裂导流需求为目标，关注支撑剂的使用性能，可以根据表 1 内容选择支撑剂应用类型与用量。表 1 压裂支撑剂选择参考表 表 1 压裂支撑剂选择参考表 DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.04.013 顾 莹：低渗透油藏压裂改造工艺 145 油藏埋深 支撑剂类型 尾追陶粒类型 尾追比例 1240m1500m 石英砂（16 目20 目）中密陶粒（16 目20 目）2
8、0%30%1500m1920m 石英砂（20 目40 目）中密陶粒（16 目20 目）20%30%4 参数优化 4 参数优化 4.1 前置液量 对于前置液量的参数设计，需要做好以下准备:裂缝长度与宽度足够，可以让支撑剂顺利进入裂缝中。并拥有相应的支撑宽度，符合地层的导流需求。前置液应用量受到储层规模、压裂液滤失系数因素影响，在进行模拟计算后，可知本研究区域的支撑缝长与造缝长之比处于 85%90%之间，可以根据各个区域实际系数条件调整前置液用量4。而在之后进行更全面的裂缝监测作业，并对压裂情况进行评估分析，即可对前置液用量进行实时调整，提升施工成功率，降低对裂缝、储层的负面影响。4.2 排量优化
9、 压裂改造技术需要做好排量优化工作。如果排量偏小，会导致压裂液滤失情况严重，发生早期砂堵概率大，却对缝高控制有正面影响；如果排量偏大，可以实现正常施工，却容易让缝高无法得到有效控制。需要将优化缝长作为前提条件，对于排量做优化处理，控制缝高延伸程度。4.3 砂量优化 结束其他参数优化处理作业后，可以对裂缝进行模拟计算，获得本研究区域的最佳砂量。需要参考过去压裂施工的各类参数，结合本研究区域实际情况，综合多种因素确定平均砂比。在对比 15%、20%、25%、30%四种平均砂比后，可以发现裂缝导流性能会受到砂比影响，两者呈正比关系。而平均砂比大于 20%，基本满足研究区域的导流需求。在具体施工作业中
10、，如果条件允许，建议提升砂比。在施工后期，需要确保支撑剖面满足施工需求，同时克服砂量嵌入对施工体系造成的损失。5 工艺技术 5 工艺技术 5.1 生物酶破胶技术 选择生活环境为高温、高盐的极端微生物，从其体内获得功能基因，利用克隆、基因表达等技术，经过纯化精制处理获得的特异性复合酶，就是生产生物酶破胶剂的主要原料。其可以对胍胶进行破胶处理，应用温度幅度较大，具有耐盐、耐酸碱等性质，对于植物胶拥有较高生物分解速度，且在降粘方面体现出高效率，在低渗透油藏开采中应用比例逐渐增加。生物酶破胶剂工作原理是对胍胶表面的一些特定键做催化处理，导致特定键裂解,从而让聚合物大分子物质逐渐转化为简单单糖，让压裂液
11、的残留液体可以通过支撑剂充填处理，逐渐返排出来，避免聚合物对储层造成额外伤害，也让低渗透油藏获得更高的采油、采气产量5。5.2 储层压裂技术 该研究区域主要含油层段是沙海组的下段，可以将煤层作为对比标志层使用，细分成两个油层组，并且拥有较大的跨度。而且，储层各个层次吸液性能并不一致，如果使用同等压裂模式无法让各个层次获得高质量的压裂良好，裂缝长度不一定满足优化需求，对于后续油藏开发带来负面影响。而应用分层压裂，可以让储层各个层次获得高质量改造，并以人工作业模式设计主裂缝，让更多天然裂缝与人工裂缝相互沟通，实现更彻底的储层改造。6 现场应用 6 现场应用 在确定低渗透油藏压裂改造各项技术后，将其
12、投入到该研究区域中，压裂井段控制在 1581.51613.2m，射开厚度调整到 31.3m。应用区域的岩性为砂砾岩，有效孔隙度则在0.4%8.2%之间，渗透率保持在 0mD1.9mD。经过套裸测试后，油藏平均液面可达 1112.7m，在 60温度条件下，平均液面可达 1544.2m，折算每天可以生产 1.67t 原油，而在管中实际回收原油为 2.056m3，静置压力可达 15MPa。现将施工参数整理为如下内容:施工压力控制在 29MPa36MPa 范围内，施工消耗液量为 395.2 m3，排量调节为 4.2 m3/min5.3 m3/min，投入 55.1 m3砂量，平均砂比为 22%，停泵压
13、力控制在 15.0MPa。在施工作业期间，选择具有低温条件、成本偏低的清洁压裂液体系，并选择 20 目40 目的石英砂与 16目20 目陶粒，作为支撑剂投入到运用中，配合生物酶破胶技术与变排量技术，实现高质量的压裂施工作业。在对低渗透油藏进行压裂处理后，可以返排 104 m3,出油量可达 11t。在使用水力泵的前 7 天内，每日产油量可达 16t,拥有良好的压裂效果与开发质量，为该研究地区未来开发低渗透油藏提供技术参考。7 结 论 7 结 论 本文利用低温清洁压裂液体系，可以有效降低储层的二次污染，符合低渗透油藏压裂增产需求。同时结合分层压裂技术，以此实现有效改造储层，减少压裂施工成本支出，让
14、油井更快投入生产中。但是本文在工艺技术评估方面研究较少，在应用时需要结合其他参考文献，对低渗透油藏进行更全面的研究。参考文献 参考文献 1 张勇.压裂工艺在低渗透油藏中的应用J.化学工程与装备,2021(10):142.2 邓卫东,苏继锋,贾宗玉.新沟嘴组低渗透油藏改善水驱开发效果研究J.江汉石油职工大学学报,2020,33(02):29-31.3 苏良银,李向平,达引朋,等.超低渗油藏老井体积压裂技术研究与应用J.钻采工艺,2020,43(02):75-77.4 赵博.水平井固井预置滑套多级分段压裂完井技术探讨J.大众标准化,2021(12):34-36.5 李忠兴,李松泉,廖广志,等.长庆油田超低渗透油藏持续有效开发重大试验攻关探索与实践J.石油科技论坛,2021,40(04):1-11.