分层压裂工艺在低渗油藏中的应用

分层压裂工艺在低渗油藏中的应用

赵延军李瑞康一平

陕西延长石油（集团）油气勘探公司赵延军李瑞康一平

摘要：低渗透多薄层油藏具有渗透率低、层多、层薄、自然产能低、层间地应力差异等特点，需要有针对性的油层改造来提高其采收率。分层压裂技术可以实现一趟管柱对地层压裂改造来提高单井单层产量。对分层压裂技术进行研究分析，在某区块的压裂改造中对投球分层及机械分层进行了现场应用，结果表明机械分层压裂优于投球分层，其压后效果好。为低渗透多薄层的开采提供了新的方法。

关键词：低渗透；多薄层；分层压裂；现场应用1多薄层油藏压裂改造特点低渗透多薄层油藏具有渗透率低、物性差、层多、层薄、自然产能低，层间地应力差异大等特点，在开采过程中表现出“采油速度低、采出程度低、单井产量低、稳产难度大”等特点。

在压裂改造过程中，单一小层压裂难以形成一定生产能力，且成本高。而笼统压裂时经常出现部分压裂目的层打不开、支撑缝长短、缝窄、加砂困难等问题。目前直井分层压裂技术可以达到节省成本、缩短作业周期[1]，提高了储层的改造程度达到增产目的。该类储层物性差，要求压裂改造较长的裂缝以形成较大的泄油面积，达到提高油井产能的目的；泥质含量高，裂缝开启难度大，加砂困难；层多，跨度大，需要分层压裂改造措施。例如**井9个层，跨度在38m左右，笼统压裂缝高控制难度大，很难实现每层都有较好的改造，层多、物性差异大，不能保证每层都能压开，分层压裂是此类储层改造的最佳选择。

当前井多为斜井，斜度大，封隔器座封难度较大，压裂改造过程中容易产生多裂缝[2]；隔层厚度小，机械分层难度大，需要优化射孔工艺以达到分层改造的目的。

2分层压裂技术工艺原理及特点2.1机械分层压裂技术机械分层压裂是借助封隔器将目的层与其上下层段分隔出来成为一个独立的压裂单元来实现单层改造。其机械分层的原理[3]：多级封隔器各自具有不同的座封压力来完成层间密封；第一层压裂时，其它层压裂开关处于关闭状态，当第一层压裂结束后，打开第二层滑套开关，同时封闭下层通道，进行第二层压裂。后边重复此步骤，压裂全部结束后，采用单向阀进行多层一起放喷。其特点是一次施工分压多层，操作简单，费用低。但每个射孔段之间的距离一般不能小于5m；压裂管柱需要测井校深；对加砂规模有一定限制；管柱结构较复杂，存在砂卡风险。

2.2投球分层压裂技术将所有压裂目的的层一次射开，利用各层间破裂压力差异，首先压开破裂压力较低的层段进行加砂。然后在注顶替液时投入堵塞球，将射孔孔眼暂时堵塞，再提高压力压开破裂压力较高的层段。也可利用各层渗透性的差异，在泵注的适当时机泵入堵球，改变液体进入产层的分配状况，在渗透性较差的层段建立起压力，直至破裂。如此反复进行，直到更多的层段被压开。其特点：井下管柱简单，施工安全，省时省力、成本低。

但要求设计分层、压裂规模、投球时机必须计算准确，否则施工存在较大的盲目性，改造效果不理想。

2.3限流分层压裂技术限流分层压裂是通过控制各层的孔眼数量和直径，在破裂压力低的层段布设较少的孔数，在施工过程中尽可能提高注入排量，利用最先被压开层孔眼产生的摩阻来提高井底压力，使其达到每个压裂层的破裂压裂，使其相继被压开，从而达到一次分压几个层的目的。特别适用于压裂目的层应力值比较相近的储层改造，按比例分配各层段微调净压力，达到共同压开的目的。

3分层压裂技术关键多薄层压裂的难点是地应力各不相同，无法同时起裂，地应力是关键参数。通过地应力剖面分析，为分层、投球、优化设计、分层井段优化及射孔参数优化提供参考。多薄层分层压裂改造的目的为确保每个层有较充分的改造来满足生产需要，另外需要控制缝高来实现不同层位改造并保证管柱安全，因此要对设计进行优化来取得合理的排量规模。对于机械分层为防止井筒滞留砂子，应适当过顶，既要井筒内没有沉沙，又要防止由于过顶而导致裂缝口部导流能力下降；设计合理的返排制度保证裂缝闭合后迅速返排，而地层又不会出砂以免砂卡管柱。

4分层压裂技术现场应用用投球分层压裂试验2井次，其中1井次进行了井温测试，分层效果不明显，说明了投球分层针对性不强。机械分层试验4井次，均改造成功。

表1分层压裂改造情况统计

统计改造情况见表1。做两种压裂方式每米油层厚度日产油对比，做两种压裂方式压后加砂强度对比，在前期改造中，投球分层压裂加砂强度要高于机械分层压裂，而每米油层厚度日产液要小于机械分层压裂，这是由于投球压裂针对性差，缝高控制不好，油层内铺砂浓度不高所致。机械分层在较小加砂强度下可获得相对较好产能，说明机械分层针对性强，改造充分。

5结论（1）投球分层压裂施工简单，成本低，但是对压裂规模设计、投球时机要求比较精确，条件苛刻，现场可操作性差，压裂效果相对较差。（2）机械分层压裂改造成功率高，针对性强，改造充分，是多薄层压裂改造比较理想技术，在生产实践中中取得了良好效果。（3）机械分层工具要解决节流、耐冲蚀问题等问题；其次是随着深埋储层的开发，封隔器的耐温要求也越来越高，需要进一步提高和改进。

参考文献：[1]陈明忠.分层压裂技术在多产层开发中的应用.钻采工艺.2001，24（4）：83-88[2]钟安海.压裂过程产生多裂缝因素分析及处理措施研究.断块油气田.2010，17（5）