滩海地区储层改造探索与实践

田福春(大港油田石油工程研究院,天津 300280)

滩海地区储层改造探索与实践

田福春(大港油田石油工程研究院,天津 300280)

近年来，压裂施工在海上油气开发中发挥着越来越重要的作用。由于海上生态环境极为敏感、压裂作业受限程度高，因此做好海上压裂工艺优化及安全防控极为重要。本文结合工艺优化、低伤害压裂液及风险识别防控，系统总结了海上压裂加砂优化、压裂液优选及组织运行方面的有效做法，提出了海上压裂安全风险防控的原则，取得了海上油田大规模压裂的良好效果。

滩海；储层改造；工艺优化；风险防控

1 压裂工艺优化

为保证施工效果，利用XMAC测井数据及区域经验公式校正得到措施井段泊松比、杨氏模量，计算目的层段及上下层段应力情况，从而制定合理施工泵注程序，保证目的层得到有效改造，结合措施井油层物性及地层压力等资料，利用软件预测不同加砂强度压后产能。如CH36井目的层下部隔层应力较高，上部相对较纯的厚层泥岩（3826-3832m）对控制缝高较为有利；根据压后产量模拟，施工规模在2.5m3/m以后产量增长率减缓，增产倍数5倍左右，加砂强度在2.2-2.5m3/m可以达到储层改造的需要。

选择适当的加砂时机（即选择合理前置液量）是确保施工成功及获得良好的压裂改造效果的重要条件。依据软件模拟了不同加砂时机下前置液量与动态缝宽及支撑缝宽的关系。通过压裂软件对不同前置液量的模拟结果，综合压裂目的层储层特征分析后，确定100m3前置液量为最优设计。

针对海上压裂特点，优化管柱结构，采用压裂四联作技术，有效缩短了试油周期，降低作业成本；合理设计管柱下入深度，既保护套管，又要保证施工压力在安全范围内。同时，针对不同排量下裂缝形态及对施工压力的影响，优选合适的施工排量。如CH36井结合储层压裂改造要求最终优选4.5m3/min排量，井身结构选择压裂管柱如下：P110φ89mm加厚油管+φ89mm内滑套防垢水力泵(内径Ф64mm)+托砂皮碗（内径48mm）+φ73mm油管短节2m +单向阀座+RTTS封隔器（内径45mm，耐温150℃）×3560m±0.5m（避开套管接箍位置）+φ73mm油管1根+φ62mm喇叭口。

2 海上低伤害压裂液体系

针对海上施工特点，开展低伤害压裂液体系优选，依据实验结果，5#增稠剂配制压裂液具有溶胀速度快、流动性好、增稠剂用量低、耐温性能好、残渣含量低等优点，满足海水压裂液配制要求。研究了新型高效助排剂，无需加入甲醇等、无需液氮助排，有效提高海水压裂液返排性能和环保性能。压裂液破胶数据可知，表面张力为23.3mN/m（SY/T 6376-2008行业标准为≤28.0mN/m），界面张力为0.21mN/m（SY/T 6376-2008行业标准为≤2mN/m），新型助排剂大幅度降低压裂液破胶液的表界面张力，界面张力仅为行业标准的9.6%，性能优良。

研究了新型非有机金属离子高温交联剂，即安全环保又解决了有机金属离子交联压裂液破胶难的问题，大幅度提高了施工的安全性；与常规压裂液相比，新型压裂液延迟交联时间延长了46%，有效降低了管线和井筒中的摩阻，与清水相比,降阻率超过67%,达到降低施工泵压的目的。在剪切速率为170s-1下进行150℃的耐温耐剪切实验，结果显示完全满足压裂施工对压裂液粘度的要求（按照行业标准《SY/T 6376-2008压裂液通用技术条件》要求压裂液粘度≥50mPa.s）。对压裂液进行破胶性能实验，结果表明海水压裂液残渣含量仅为行业标准的十分之一，具有较高的清洁程度。

3 海上压裂施工风险识别

海上压裂施工技术要求高、作业环节多，极易发生生产事故。为顺利完成作业、保障人员安全且避免污染海洋环境，应加强防范，做好防护措施。为保障压裂施工的顺利进行，施工前建立完善防控预案，明确责任分工，实现技术交底及安全动员，实现人员高效配合。通过多次实践，逐步研究形成了海上压裂安全措施：有序存放使用各类化学品；压裂船实行二次供液、高低压分区、安装单流阀等安全防护措施；采用首部带缆、尾部抛锚方式将工程船固定在平台一侧。为预防风险，实现安全施工，应选择海况和气象条件较好情况下完成施工作业，同时探索建立了海上压裂HSE主要防范措施。

4 现场实施应用情况

针对压裂目的层储层物性差异大的特点，工艺上还通过优选支撑剂组合确保压裂效果：如ZH27-29H井位于埕海二区张海501断块，该断块上报探明地质储量116.2万吨，目的层Es2x1。该井水平段长420米，油层厚度12m，采用不动管柱水力喷射分段压裂工艺，有效缩短施工周期，减小地层伤害，施工注入总液量253.64m3，加入0.3-0.6mm陶粒25.66m3，平均泵压43.4MPa。投产后日产油39.9t，日产气6719m3，含水27.5%，压裂效果显著。规模应用海上大型压裂技术，为埕北低断阶海域地区实现规模效益勘探开发提供有力技术支撑；累计实施14井次，平均增产16.9倍。取得了海上油田大规模压裂的良好效果。

5 结语

海上压裂作为一项严谨的系统工程，技术含量高且施工难度大，必须做好工艺优化及安全防控。充分利用各类资料，做好加砂规模及加砂时机优化，优选合适的排量及管柱是实现高效压裂的基础。优选的低伤害压裂液，在耐温性能、残渣含量等指标能够有效保证作业高效实施。还应严格按照操作规程、落实安全预案及HSE规范，确保安全施工。

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[1]陈紫薇，张胜传，隋向云,等.埕海低断阶海上压裂工艺技术研究与应用[J].油气藏改造压裂酸化技术研讨会会刊,2014.

[2]大港油田科技丛书编委会.压裂与酸化工艺技术[M].石油工业出版社,1999.

[3]宋毅.压裂风险分析与风险控制研究及实践[D].成都理工大学,2009.