兴隆台采油厂致密储层压裂技术对策研究与应用

摘要：针对致密储层埋藏深、压裂容易发生砂堵以及泵压较高排量受限的问题，运用多种技术手段，达到施工目的，实现增产增效，在致密储层压裂的应用方面，具有重大意义。

关键词：特殊储层；水力压裂；兴隆台采油厂

1地质概况

兴隆台采油厂致密储层以潜山油藏为主。地质储量8981万吨，采出程度12%。该储层是以构造性裂缝为主的深层油藏，由变质岩及侵入岩两大类岩石组成。这类储层普遍存在埋藏较深（平均深度大于3500m，部分储层深度超过4500m）、天然裂缝发育的特点，同时岩性致密，主要岩性为混合花岗岩、角砾岩，渗透率非常低，1×10-3µm2以下占比超过70%。

潜山储层作为裂缝性发育的致密储层，开展大排量压裂进行整体改造是沟通远端裂缝的最好方式。通过大排量压裂施工，在形成一条或者多条主裂缝的同时，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，实现对天然裂缝、岩石层理的高效沟通。

2存在的问题及分析

潜山储层在压裂改造中，主要有两方面问题：

压裂改造中加砂阶段容易发生砂堵以及常规压裂施工泵压较高，排量受限。主要原因有：对潜山储层裂缝规律认识不足，天然裂缝发育会引起携砂液滤失容易产生砂堵；油层埋藏较深，岩性致密，常规压裂施工管柱沿程摩阻较大，容易出现施工泵压过高的情况，限制了排量的提升。

2.1潜山储层压裂施工中砂堵的技术分析

潜山储层为天然裂隙、溶孔发育，岩性、地应力特点造成其压裂裂缝的主要规律如下：

（1）径向扩展。裂缝在高度上、长度上延伸幅度相当，裂缝扩展近似币形;

（2）多点起裂。多点源起裂，井壁存在多裂缝现象;

（3）叠状分布。天然缝隙的存在造成近井地带径向多裂缝叠加，在远处汇成一条主裂缝;

（4）枝状延伸。随着裂缝向远处的延伸会在主裂缝两边产生众多枝状分裂缝与天然裂缝沟通。

潜山储层天然裂缝发育的特点非常显著。压裂过程中裂缝容易延伸到渗透率很高的地区造成压裂液大量滤失，或者大幅度降低前置液在裂缝中的利用效率，造成裂缝的几何尺寸达不到设计的规模，从而影响加砂。加砂过程中由于压裂液的大量滤失，引起裂缝端部脱砂，随着时间的增加，砂比逐渐加大，脱砂量增加，最终造成砂堵，泵压急剧升高，无法施工。

2.2潜山储层常规压裂泵压过高，排量受限的技术分析。

目前采用的压裂设备限压为95MPA，施工管柱以φ89mm加厚油管为主，受储层深度深、岩性致密、渗透率低这三项因素的影响，潜山储层的裂缝破裂梯度相对较大，施工泵压较高。

统计近三年的潜山储层压裂施工泵压，平均泵压为89MPA，最高泵压为94MPA。整体上已经非常接近设备的极限施工能力。

潜山储层的平均破裂梯度为0.024MPa/m，在储层深度3500米，排量6方/分进行压裂时，地层的破裂压力为72MPA，管柱的延程摩阻为50.2MPA，此时，地面泵注压力为87.2MPA。在排量7方/分进行压裂时，管柱的延程摩阻为65.7MPA，此时，地面泵注压力将达到102.2MPA，超过了压裂设备的施工能力。较高的施工泵压严重限制了排量的提升。

压裂施工中的地面泵注压力公式组成：

PW=PB+PF-PH

PW—地面泵注压力、PB—地层破裂压力

PF—管柱的沿程摩阻、PH—井筒的静液柱压力

分析地层破裂压力公式的组成，地面泵注压力和管柱的沿程摩阻呈正比，沿程摩阻越大，地面泵注压力越大。因此，为了实现大排量压裂，降低管柱的沿程摩阻将是降低施工泵压，提高排量的有效手段。

针对上述两个主要问题，结合生产实际，经过多方面调研和现场实践，形成了以下几项技术措施。

3综合降滤失技术

3.1粉砂降滤失剂

在前置液中以低砂比（一般在10%左右）分段加入100目粉砂，可以封堵天然微裂隙及主裂缝两侧的微裂缝，降低压裂液的大量滤失，同时，可以保证主裂缝向远处延伸。当压裂结束裂缝闭合后，粉砂形成的支撑裂缝仍然远远高于储层的原始渗透率。

3.2油溶性降滤失剂

油溶性降滤失剂由压裂液携入地层，暂时封堵裂缝壁面微裂隙、降低压裂液滤失。生产后溶于原油排出，解除封堵。它对储层无伤害，不降低裂缝导流能力。

4抗砂堵工艺

4.1前置阶段多段塞大液量注入

在前置阶段采用大液量注入方式，同时利用多段塞对缝口进行充分打磨，通过逐级提高砂比，来增强打磨效果，降低加砂难度。

段塞以线性胶带入，顶替采用冻胶，这样可减少冻胶对支撑剂的粘性包裹作用，增加段塞打磨效果。

4.2加砂阶段采用段塞稀隔液加砂方式

携砂液注入过程中间隔加入原胶，它可以补充一部分压裂液滤失，从而降低砂堵机率，同时，可利用原胶与冻胶间的黏度差，使携砂液继续进入地层，使支撑剂充分进入裂缝深处，进行合理运移，避免造成砂堤铺置的不连续性。

5降摩阻技术应用

分析不同直径油管在不同排量下的沿程摩阻并根据套管尺寸，我们采用φ114.3mm油管进行降摩阻技术应用

经过模拟，采用φ114.3mm油管相比φ88.9mm油管在排量5m3/min时沿程摩阻下降了25MPA，排量6m3/min时沿程摩阻下降了34.7MPA，随着排量的提升，沿程摩阻下降幅度更大。有效解决了潜山储层一直以来存在的泵压较高，排量受限的问题。

6现场应用

2022年以来，潜山储层共实施压裂施工13井次，通过上述技术的应用，显著提高了压裂效果，截止目前施工成功率100%，措施有效率100%，创造经济效益950万元。

XG11-32井，施工井段：4190m-4230m。该井初期日产油5吨，累产1200吨油后低液生产，后期因供液不足关井恢复。考虑到该井剩余储量丰富，决定对该井进行压裂改造。

该井压裂采用了以下技术措施：

（1）优选耐高温压裂液；

（2）采用配备高温胶筒的深井压裂封隔器；

（3）采用粉陶及液体降滤失剂；

（4）采用抗砂堵工艺；

（5）采用降摩阻技术。

该井下泵后，实现日产液14方，日产油9吨。成功进行了压裂改造。

在对潜山储层特点研究的基础上，我们确定了“大砂量、大排量、中低砂比、造长缝”的压裂主体思路，形成了“抗高温、降滤失、防砂堵”的改造技术，不仅解决了此类岩性在压裂中存在的一些问题，而且普遍取得了良好的效果，为区块的进一步开发做出了重要的贡献

作者简介：李明月（1985.09.11），男，中级工程师，2009年7月毕业于辽宁石油化工大学测控技术与仪器专业，获学士学位，现从事压裂技术研究与应用工作。18109851909，第一作者文责自负，为文章所涉及的道德和法律问题的第一责任人