老油田重复压裂改造技术研究与应用

        老油田重复压裂改造技术研究与应用

汪洋

中石化东北油气分公司 吉林 长春 130022

摘要：对于部分以压裂方式进行投产的油田来说，随着开发时间的延长，压裂效果会变差，需要针对油田重复压裂后，压裂效果不理想、压裂过程中出现砂堵、压裂层数有限等情况，文章对老油田开展重复压裂改造技术开展了研究，科学优化了压裂液和支撑剂，并跟踪重复压裂效果，现场实施后，起到了良好效果，为老油田重复压裂工作提供了有效技术指导。

关键词：老油田；重复压裂改造；技术优化

1重复压裂改造技术背景

对于部分采用压裂方式进行开发的老油田来说，随着开发的不断进行，老油田注水开发和重复压裂的矛盾日益加剧，表现为含水上升、产液量下降、重复压裂效果不好等。这种情况下，如何改善油田开发效果，在原有压裂裂缝的基础上产生新的裂缝，沟通油流通道，成为提高油田开发效果需要解决的难题和方向。重复压裂指的是在已经压裂改造的基础上开展的压裂措施，这项压裂工艺已经有70数十年的历史，已经逐步成为措施增产的重要手段。但重复压裂工艺在使用过程中，受到各种原因影响，会引起裂缝的失效。不仅如此，部分油田油井在重复压裂过程中，受作业或者选层等因素影响，也没有见到增油效果，需要在原有层位上重复压裂，因此，有必要对油田重复压裂效果的影响因素开展研究

2影响油田重复压裂效果因素分析

（1）长井段笼统压裂工艺下，由于小层之间层间矛盾突出，如果工艺参数选择不合理，则会在某种程度上加剧层间矛盾。

（2）随着油田开发的不断深入以及采出程度的不断增加，各个井点之间的地应力方位和地应力大小都会产生变化，有些井点的变化程度较高，所以，根据地应力方位对重复压裂裂缝长度进行优化，可能会将注水方位进行沟通，严重者会产生暴性水淹。

（3）在油田长时间开发和注入水的长期冲刷作用下，重复压裂的井层位之间的孔隙压力、地应力大小、矿物构成、孔隙度参数、流体流动性能都会产生较为明显的变化。所以，需要开展压裂液和储层之间的适应性评价。从理论上讲，地应力变化会引起纵向应力剖面的变化，这种情况下，重复压裂裂缝延伸规律研究就显得至关重要和精准预测。

（4）随着油田开发年限的延长，井下复杂状况越来越普遍，套管变形、管外窜等情况都会给重复压裂效果带来不利影响。

（5）在压裂过程中，需要对施工参数进行有效控制，如果控制不合理，可能会出现“网状

缝”等情况，引起裂缝的扭曲和变形，如果处理不当，可能会在压裂过程中产生砂堵。

（6）如果重复压裂的措施井跨距大、油层分散、油层薄，则在压裂过程中容易产生压不开甚至压裂层段缺失的情况。

3老油田重复压裂改造工艺优化

3.1压裂液体系优化

从压裂裂缝流动压力梯度计算公式可以发现，压裂液的粘度越低，裂缝内的压力变化程度越小，压力能够传递的距离越远。因此，要想裂缝内具有较强的压力传递能力，需要进一步提高压裂液裂缝的波及体积，需要使用低粘度的压裂液。要想提高裂缝的导流能力，可以让裂缝产生错位和滑移。从压裂液室内实验结果可以看出，在压裂时，可以首先使用滑溜水造缝，然后利用基液让裂缝进一步延伸，提高裂缝的导流能力。最后，使用加入交联成分的暂堵剂、支撑剂进行裂缝内转向，形成新的裂缝，在复杂裂缝的作用下，提升主裂缝在近井地带的导流能力。

3.2压裂工艺参数对压裂液的性能要求

（1）如果重复压裂的规模较大，砂比较高，则要求压裂液在地层温度下应该具有优异的耐温、耐盐、耐剪切性能，同时要求具有良好的流变性能，以顺利造缝、有效携砂。（2）压裂液要保持低滤失性能，以提高压裂液的使用效果，因此，控制好压裂液的滤失性，才能提高压裂施工成功率。（3）压裂液体系要具有良好的防膨性能，以最大限度的降低压裂液对储层带来的伤害。（4）压裂液的表面张力和界面张力要具有优良的性能，表现出良好的破乳性能，主要目的是能够加速压裂液的返排。（5）压裂液要能够高效破胶，不留残渣。（6）压裂液的添加剂之间要具有良好的适应性，并且和地层具有良好的配伍性能。

3.3优选支撑剂

根据不同粒径石英砂在相同闭合压力下的短、长期导流能力对比，20～40目石英砂可满足短期导流能力要求，提高加砂强度可保证长期导流能力，最终优选出经济合适的支撑剂。

3.4压裂参数优化

老油田重复压裂工艺以“降低施工成本、提高改造体积”为目标，结合区域储层埋深及地温情况，在室内试验、现场应用以及降本增效基础上，自主攻关研发一种低成本、可变黏的压裂液体系，确保该体系具有“一剂多能”的功效，在施工期间通过调整浓度即可实现滑溜水、线性胶和冻胶压裂液之间的自由转换，还具有现场配制工艺简单、降阻效果好，成本低等优势。

3.4.1压裂工艺

部分老油田在长期注水开发后，投产压裂形成的裂缝会对水驱产生方向性，在反九点井网中，边井受效程度低，角井位于水驱有利区域，容易受效的同时也存在水淹风险。所以，在开展重复压裂时，需要对压裂工艺进行优化设计，对施工参数科学设计。对边井最小主应力方向上天然微裂缝不发育、侧向剩余油富集的特点，按照“老缝体积压裂＋缝内暂堵转向压裂”的工艺思路进行设计，实施大砂量、大液量、大排量和低砂比压裂，提高裂缝复杂程度。对角井方位最大主应力方向上天然裂缝发育、注水受效程度高、水淹可能性大的井位，在压裂参数设计时，应该按照“缝口暂堵转向＋体积压裂”的工艺思路进行设计，对砂量、排量、液量保持低水平，增加缝网改造复杂程度、控制缝长，降低水窜风险。

3.4.2缝内暂堵升压技术

由于老裂缝采出程度高，从提高单井产量的角度出发，要求重复压裂时，在地层中产生新的裂缝系统，也就要求采取特定的压裂工艺手段，让地层中的裂缝充分延伸或者形成新的复杂缝网。通过缝内暂堵压裂工艺技术的优化，初步建立了“砂塞+大粒径支撑剂+暂堵剂”的缝内段塞升压技术。暂堵剂颗粒、软化点、熔化点的选择要和地层流体以及压裂流体相适应，确保在压裂施工后，这些颗粒能够溶解于原油中，不会对储层产生二次伤害和地层污染。根据以往研究成果，暂堵剂对缝内的升压程度和措施增油量具有良好的相关性。升压幅度越高，天然裂缝开启程度越大，裂缝改造体积和规模也就越大，单井措施后增油量也就越理想。

3.4.3施工排量

对比研究不同排量条件下裂缝扩展情况，分析认为排量为Xm³/min时，裂缝半缝长100m左右，与整个缝网较为匹配。该范围缝长能够和以往的裂缝沟通，实现缝间的沟通。从裂缝内压力和排量之间的关系曲线能够发现，排量越大，缝内的压力越高，造出的裂缝缝网宽度也就越大，油流泄流面积也会增加，所以可以通过排量控制获得更高的净压力。

3.4.4液量

根据数值模拟软件，对储层改造液量与储层改善效果之间的关系进行了分析，分析结果显示，对老井重复压裂后会增大对原有裂缝的改造体积。从理论上看，注入液量越多，改造体积越大，但是受地层条件等因素限制，改造体积不可能无限增加。对比研究不同液量条件下裂缝扩展情况，分析认为单层液量Y方时，裂缝半缝长100m左右，与整个缝网较为匹配，所以，结合压裂措施，按照单层液量Y方进行优化。

3.4.5砂比

在重复压裂过程中，砂比的高低对压裂效果会产生直接影响。在实施重复压裂过程中，需要采取多种支撑剂方式和支撑剂体系。通常用小粒径的支撑剂支撑天然裂缝和微小裂缝，用大粒径支撑剂填充主裂缝。根据裂缝闭合压力以及室内研究成果和现场应用情况，平均砂比优化为10%～15%为宜。

参考文献：

[1]陈超.低渗透油田压裂技术及发展趋势探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2021，39(04): 247-248.