新沟嘴组深层油藏压裂优化技术研究与应用

付利琴

（中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院，湖北 潜江 433100）

1 压裂裂缝形态研究

下面从三个条件论证裂缝形态：

1）岩石脆性指数研究，通过实验可以看出，虎渡河储层脆性指数较高，具备可压性，储层易起裂。

2）水平应力差异系数研究，声发射凯塞尔效应实验可以测量野外岩石曾经承受过的最大压应力。该实验可测定单向应力。

通过实验表明，水平应力差异系数在小于0.3范围内，具有产生复杂裂缝条件。

3） 岩心天然裂缝发育研究，本区措施井距离断层较近，通过W12井、H7井小型压裂测试数据，从G函数曲线看，G函数隆起占比相当大，储层天然裂缝发育。

从三种能产生复杂缝基本条件来看，江陵凹陷深井储层，具有产生复杂缝的基本条件。

2 压裂改造难点分析

2.1 施工压力高，加砂难度大

江陵凹陷新沟嘴组深层油藏属构造岩性油藏，地层埋深3300～4200m，施工压力高，主要集中在85MPa以上，加砂窗口小，施工困难，有效缝长短，裂缝有效控制难度大，改造效果差。

2.2 储层孔隙吼道小，压裂液伤害大

储层以微/细喉道为主，即使孔隙发育良好，由于微/细喉道的控制，基质渗透性及可动性较差。孔隙吼道细小，压裂液残渣等对储层基质产生伤害。

3 深层压裂优化技术研究

3.1 老井重复压裂降压优化研究

从如下3个方面进行优化：

1）优化配置大通径管柱结构以降低施工摩阻，采用31/2油管+51/2套管做压裂管柱，能减少摩阻，降低施工压力；

2）应用压前预处理技术以降低施工砂堵风险,酸液与地层中钻井液、滤液和地层中的可酸蚀成分发生化学反应，达到清除地层孔隙中污染和扩大孔隙的作用，酸化作用破坏了井眼附近地层岩石结构，综合考虑酸液反应时间和溶蚀率，研究采用土酸前置降低破裂压力。

3）优选小粒径高强度支撑剂以降低加砂难度，通过激光粒度仪测试，30/60目、40/70目支撑剂平均粒径分别为336.54μm、431.26μm，深井采用40/70目支撑剂更利于缝内传送，通过提高缝内砂浓度可提高导流能力。

随着深井闭合压力增大，支撑剂破碎率逐渐增大，通过调研，支撑剂覆膜之后有利于降低其破碎率，覆膜陶粒破碎率＜低密度陶粒。同时，支撑剂覆膜之后，密度减小，在减阻水和胶液中的沉降速率降低,施工过程中利于输送[1]。

3.2 高温低伤害压裂液体系研究

从压裂工艺和储层保护两个方面入手，研究优化了压裂液体系。

1）低黏液体研究。低黏度液体能在地层里有效扩散开启天然裂缝并进行有效支撑，形成网状缝，扩大泄流面积[2]。进行了减阻水性能评价实验以及与地层水、原油配伍性，实验结果表明，减阻水满足施工要求。常规胍胶压裂液0.4%的浓度在储层高温条件下剪切黏度为62 mPa·s，满足携带粉陶能力。

2）高温高效防膨压裂液体研究。措施储层黏土矿物含量较高，且平均孔吼小，伊利石膨胀易堵塞孔吼，常规压裂液具有一定伤害，需加强储层保护。

形成的高效防膨液从CST试验看出，黏土矿物膨胀对增产存在一定影响，CST值越小，液体对岩石结构的稳定作用更强，对提高措施效果有利。

3.3 直井复杂缝压裂工艺

复杂缝压裂需要解决两个技术问题：首先，前置液阶段采用高黏液体造主缝，为加砂提供通道。利用低黏液体易进入天然裂缝的特性，促使天然裂缝扩展，同时以粉陶进行充填。上述步骤重复实施多次，边造缝边充填，最大限度提高液体效率。液体效率提高后，造缝更加充分，加砂通道更为顺畅，从而能够保证施工成功率大幅上升，改造体积大幅提高。同时液体效率提升后，裂缝缝长能大幅增长，根据增产倍数理论，低渗透油藏通过提升缝长能够更好地实现增产倍数的增长[3-4]。

其次，携砂液阶段通过高黏液体携带组合粒径支撑剂进入次生裂缝及主裂缝，让支撑剂有选择性地进入与其粒径相匹配的多尺度裂缝系统中，实现多级裂缝饱充填，扩大泄油面积。

复杂缝压裂工艺方法在储层中形成了多尺度的裂缝系统，达到增加单井控油面积的目的[5]。

4 现场应用效果

本压裂工艺技术成功应用于H2井的重复压裂施工。

该次压裂，采取JRC射孔弹复射3384.6～3388m，前置10方缓速酸，提高施工成功率，并采取全套140MPa型井口及配套设备。主支撑剂设计采用耐压等级86MPa，40/70目覆膜陶粒，利于输送。设计加砂20m3，实际加砂20m3。该井压裂成功后，日增油1.1t/d。。

5 结语

1）新沟嘴组油藏深层油井周围均无注水井，依靠天然能力开发，压裂需要转变压裂理念，以单一向复杂裂缝转变；2）深井地层应力高，高延伸压力是地层的固有属性，老井降压从管柱优化配置、前置酸、支撑剂通过性及高导流性等多方面能有效完成深井施工；3）自主研发高温高效防膨压裂液体系，能满足储层保护需求。