X采油厂聚驱压裂阶段设计方法及应用.pdf

PetroleumIndustr39(11):67-70.ZHANGYan.InmethodandappliclracluriiproductionplantechnologySupervisionin张岩.X采油厂聚驱压裂阶段设计方法及应用石油工业技术监督，,2023,39(11):67-70Vol.39 No.11Technology setroleum Industry第3 9 卷第1 1 期Nov.20232023年1 1 月石油工业技术监督X采油厂聚驱压裂阶段设计方法及应用张岩中国石油大庆油田有限责任公司第八采油厂（黑龙江大庆1 6 3 5 1 3）摘要近年来，聚合物驱油已成为稳产的重要技术手段，受聚合物黏度高、聚驱后厚油层内纵向上非均质性严重和平面上剩余油分布零散等因素影响，有必要制定对应的个性化压裂方案。通过分析X厂近几年聚驱压裂情况，针对不同注聚阶段剩余油特点，执行对应压裂配砂方案。配套形成了针对聚驱空白水驱、含水下降期、低值期、回升期各阶段适用的压裂技术，形成了简便易行的不同注聚阶段参数个性化设计原则，即2 5 40 m4个层级的压裂半缝长规模。该方案较好地满足了聚驱开发需求，符合油田精细化开发需要。关键词聚驱压裂；注聚阶段；方案设计D01:10.20029/j.issn.1004-1346.2023.11.014Design Method and Application of Polymer Flooding and Fracturing in X OilProductionPlantZHANG YanNo.8 Oil Production Plant,PetroChina Daqing Oilfield Co.Ltd.(Daqing,Heilongjiang 163453,China)Abstract In recent years,polymer flooding has become an important technique for stable oil production.Due to factors such as highpolymer viscosity,severe vertical heterogeneity within thick oil reservoirs after polymerflooding,and scattered distribution of remainingoil in the plane,it is necessary to develop corresponding personalized fracturing plans.This article analyzes the polymer flooding andfracturing situation of X Oil Production in recent years.Then,corresponding fracturing schemes are implemented based on the charac-teristics of remaining oil at different polymer injection stages.This forms a set of fracturing technologies applicable to various stages ofpolymer flooding and fracturing,including blank water flooding,water cut decline period,low-value period,and recovery period,and es-tablishes a convenient and feasible principle for personalized design of parameters at different polymer injection stages,with a half-frac-ture length scale of 2540 m in four levels.The research satisfactorily meets the development needs of polymer flooding and is in linewith the requirements of fine development of the oilfield.Key words polymer flooding and fracturing;polymer injection stage;plan design目前油田内根据不同地层发育条件，针对压裂改造对象的不同，先后研究应用了普压、多裂缝压裂、选择性或树脂防砂等压裂工艺(1-4。近些年针对聚驱井特点，进一步试验应用了短宽缝、对应压裂、长胶筒压裂等多种压裂工艺5-8 ,拓宽了聚驱压裂改造工艺，取得了较好的试验效果，为聚驱各个阶段高效开发发挥了重要作用。为进一步提高压裂工艺的针对性，为不同注聚阶段配套适用的压裂工艺，总结分析不同注聚阶段压裂目的及剩余油特点，较好地指导了压裂工艺优选工作，提高了聚驱压裂效果。1X采油厂厂聚驱压裂现状聚合物溶液具有增黏性、流变性和黏弹性等特性，作用于地下油层，在宏观上起到扩大波及体积的作用，在微观上起到提高驱油效率的作用。聚合收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 0；修回日期：2 0 2 3-0 8-2 8作者简介：张岩（1 9 8 9），男，工程师，现主要从事措施管理工作。E-mail：3 6 2 8 0 7 2 9 8 q q.c o m66石油工业技术监督物依靠自身溶液的黏弹性，产生涨流作用，油水界面的黏滞力使聚合物溶液整体以“活塞”的形式向前推进，占据了大部分孔隙空间，有效置换出残余油，提高驱油效率。目前X厂三次采油目的层为葡I3,河道砂钻遇率为41.2 6%，单层钻遇厚度为2.1 4m，渗透率0.3 1 1 m，相当于长垣北部的二类油层。但强水洗厚度比例达到5 0%以上，葡I3层河道砂较发育，属于三角洲分流平原及三角洲前缘相沉积，由于沉积环境的变迁，发育从顺直或低弯曲的窄小河道砂体到高弯曲的大型复合砂体，又到低弯曲或顺直的窄小河道砂体，各单元沉积环境及沉积特征又有所不同，部分储层河道砂较发育，呈大面积连片分布，河间砂体呈片状和条带状镶嵌在河道边部，尖灭区不发育，零星分布。由于聚驱开采层位非均质性强，平面、层间、层内差异大，为此对措施改造提出更高要求。为进一步指导聚驱开发，按照含水变化趋势，每个注聚区块将经历空白水驱、注聚初期、含水下降期、含水低值期、含水回升期和后续水驱6 个阶段，如图1 所示。注聚开发时间一般为5 年左右，结束注聚后，后续水驱开发至综合含水9 8%结束聚驱开发。空白注聚含水含水回升期后续水驱水驱初期含水低值期下降期日标：追求含水目标：追求含目标：追求含水低回升速度最慢，水降幅最大化值时间最长聚合物用量最少图1 聚驱不同开发阶段示意图2阶段压裂方案制定准则2.1压裂原则目前聚驱注聚阶段主要分为空白水驱、含水下降期、含水低值期、含水回升期及后续水驱几个阶段。为进一步提高压裂改造目的性，适配适用压裂工艺，进一步研究了各注聚阶段压裂改造目的及剩余油潜力部位。空白水驱阶段：该阶段压裂的主要目的是降压增注，解除油层污染，完善注采关系，均衡压力系统。含水下降期：这个阶段压裂的主要目的是引效，主要对产液降幅大、注聚见效慢的井组，该阶段压裂目的层主要以主力油层为主，此阶段部分井聚驱封堵效果较好，造成产液量下降幅度较大，对采出端进行压裂，可促进油井受效，对注入端吸液能力差及不吸液层压裂，提高注能力。含水低值期：这个阶段压裂的主要目的是增效，压裂目的层主要是全井主力油层或接替层，此阶段聚合物在油层中的吸附和或捕集作用达到平衡，高渗透层得到有效封堵，层间层内差异变小，此时对产液量下降幅度大、采聚浓度低的井，主力油层或接替层进行压裂，可进一步增加聚驱效果。含水回升期：该阶段压裂目的为提效，压裂目的层为主力油层变差部位或薄差油层，此阶段剩余油较分散,压裂针对的是剩余油富集的油层和部位。2.2压裂设计方法近几年，为进一步提高聚驱改造效果，通过多年摸索，进一步明确了不同注聚阶段压裂改造目的。其中含水下降期主要以促效为主，压裂层位为主力油层；含水低值期主要以增效为主，压裂主力油层兼顾薄差层；含水回升期主要以提效为主，压裂主力油层变差部位或薄差油层。2.2.1适用方法1）空白水驱及含水下降阶段。此阶段压裂改造设计主要采取全井压裂改造，尽可能保证全井小层均得到改造，解除注聚井钻井污染，总体规模不宜过大，尽可能利用多裂缝压裂工艺，单卡段可压开多条裂缝的技术优势。工艺选择上，主要以多裂缝或普压结合多裂缝。效果对比显示，多裂缝及“普+多”裂缝结合压裂，由于改造层数多，改造厚度、施工规模得到保证，为此均能取得较好的降压增注效果，普压和短宽缝压裂，由于改造层数少，为此总体施工规模不高，导致初期降压、增注效果低于多裂缝压裂。2）含水低值阶段。由于此阶段相对于含水下降期渗透能力(尤其是高渗透率层)有所下降，所以可压裂主力油层及接替层。该时期各压裂工艺均见到较好的增产效果，从不同工艺效果对比，多裂缝、“普+多”裂缝压裂效果好于普压及选择性压裂，选择性压裂主要改造目的是挖潜厚油层部分区域67张岩：X采油厂聚驱压裂阶段计方法及应用剩余油，同时由于改造厚度、改造规模较低，且该工艺具有一定的定位压裂优势，为此对于具有定位压裂需求的压裂井有较好的应用意义。3）含水回升阶段。由于该阶段剩余油较为分散，因此需加大定位压裂应用力度，为此在普压、多裂缝压裂基础上，进一步加大长胶筒、选择性压裂应用力度，压裂主力油层的变差部位。不同压裂工艺效果对比结果显示，该阶段不同压裂工艺效果低于含水低值期，多裂缝效果最好；选择性压裂由于可以实现选择性改造储层，为此在该阶段也发挥了较好的增产效果；普通压裂由于压裂裂缝少，改造层数少，因此增产幅度低。2.2.2工艺参数在分析不同注聚阶段压裂施工规模与效果关系的基础上，为进一步明确合理施工规模，模拟不同厚度、储层发育条件下，裂缝穿透比与采出程度的关系，可见穿透比2 0%3 3%，整体采出程度相对较高。目前聚驱开发区块平均井距1 2 0 m，不同储层发育及注聚阶段、裂缝缝长应控制在2 5 40 m，如图2 所示。厚度2 m渗透率0.1 5 0 m39.0+-10mcm38.520 mcm30 m.cm38.040 mcm37.5-*-50m.cm37.036.5穿透比0.200.3336.035.535.000.10.20.30.40.5穿透比图2 不同裂缝穿透比与采出程度模拟曲线综合以上效果对比及模拟分析,形成了不同注聚阶段的压裂工艺优选原则及参数设计原则（表1），根据含水级别升高和剩余油分布状况，逐渐提高压裂规模，可以满足聚驱压裂改造需求。表1 不同注聚阶段参数设计原则阶段技术标准加砂范围/m空白水驱正常规模、缝长2 5 m左右68含水下降期正常规模、缝长3 0 3 2 m左右810含水低值期按砂体特征加大规模缝长3 2 3 5 m左右1012含水回升期按砂体特征加大规模缝长3 0 40 m左右1215聚驱油水井，单缝尾追2 3 m树脂砂，并采用压裂防喷工具，加快完井进度；e433具体单层设计时，按河道、河间、表外具体发育逐渐加大规模3现场应用为提高聚驱压裂改造效果，根据不同注聚阶段施工规模逐渐提高，加大规模压裂，取得较好的增产效果，初期均能保持3.0 3.5 t平均增油水平，且整体投人产出比呈现上升趋势。近5 年按聚驱压裂个性化参数设计原则共设计5 49 口井，其中油井初期平均日增油3.2 t,有效期内累计增油2 7.8 3 1 0 t。按油价7 0 美元/桶计算，吨油价格为3 5 2 3 元/t，增油效益9 8 0 45 万元，平均投人产出比可达1：3.2，具体见表2。表2 聚驱分年度压裂效果统计表采出井注入井合计统计井数/初期增油/统计井数/初期增注/累计增注/井数/累计增油/费用/投人产口口m10m口104t万元出比2018年652.743188.61083.7934992.852019年483.047189.9954.2138012.912020年533.227165.3804.0836022.982021年703.4592112.41297.6356763.542022年1103.548249.61588.1263523.36合计3463.22032245.857027.8322.9303.19本文编辑：王梅上接第46 页本文编辑：崔杰68石油工业技术监督4结论与认识1)聚驱压裂工艺优选应根据不同注聚阶段改造需求及改造目的层剩余油特点，尽可能将压裂工艺技术特点与改造需求相匹配，提高压裂改造的针对性，进而提高改造效果2)目前尽管施工规模与压裂效果具有较好的相关性，但仍需根据不同注聚阶段不同的改造目的，个性化设计施工规模，在含水下降期、低值期控制，回升期提高施工规模，确保满足不同阶段的规模要求，实现降本增效。3)聚驱压裂目前单缝设计砂量规模平均6 1 5m，液量规模42 9 0 m，全井平均液量3 0 0 m，可满足聚驱压裂改造需求，初期日增油可达3 t以上，同时返排量在安全环保可控范围内。参考文献：1尹虎,董满仓,李旭,等.致密油藏水平井前置增能体积压块模组，兼容防喷器原有控制系统，减少了升级成本投入，增强了剪切闸板的剪切能力，提高了防喷器的密封性能，扩大了防喷器钻完井作业适用范围，真正意义上满足了1 0 5 MPa的设计工作性能，增强了海洋石油钻井平台在国际钻完井市场上的竞争力。参考文献：1陈浩,何航宇,敬佳佳,等.剪切闸板防喷器剪切性能评价J.科学技术与工程,2 0 2 2,2 2(7):2 6 8 2-2 6 8 8.2孟祥瑜,畅元江,陈国明,等.海洋闸板防喷器剪切能力评估J.石油机械,2 0 1 4,42(1 1):7 3-7 7.3赵旭东,樊春明,白兰昌,等.钻井防喷器剪切闸板剪切钻杆三维数值模拟J.石油机械,2 0 1 7,45(3):44-47.4】王旭东,司念亭,冯硕,等.剪切闸板防喷器剪切力预测研究J.钻采工艺,2 0 1 9,42(4):7 4-7 6,7 9.5王红杰,李勇,姚进.防喷器带压剪切技术的研究.内蒙裂高效开发技术研究及应用：以延长油田FL121平2 井为例J.石油地质与工程,2 0 2 1,3 5(3):9 7-1 0 0.2林永茂,尹琅,王兴文,等.川西致密砂岩气藏水平井高效分段压裂技术及应用J.广东石油化工学院学报,2 0 1 9,2 9(4):1-4.3张璇.薄互层致密油藏直井分段压裂开发优化设计研究D.青岛：中国石油大学(华东),2 0 1 8.4袁洪斌.陵一期页岩气水平井分段压裂效果分析.江汉石油职工大学学报,2 0 1 9,3 2(3):40-42.5梁丽.低丰度油田缝网压裂技术的应用.石油知识,2 0 1 8(3):40-41.6刘建坤,谢勃勃,吴春方,等.多尺度体积压裂支撑剂导流能力实验研究及应用J.钻井液与完井液,2 0 1 9,3 6(5):646-653.7马玉超.杏南开发区油水井对应精细控制压裂初探.化学工程与装备,2 0 1 8(5):1 45-1 48.8尹虎琛,黄建宁,董时正.薄互层砂体中层理缝对压裂裂缝扩展认识与实践J.石油化工应用,2 0 2 0,3 9(1 1):6 5-6 9.古石油化工,2 0 2 1,47(5):8 2-8 5.6 American Petroleum Institute.Specification for Control Sys-tems for Drilling Well Control Equipment and Control Sys-tems for Diverter Equipment:API SPEC 16DS.Washington:American Petroleum Institute,2013.7】黄勇,王晓菊,李军刚,等.防喷器液缸增压装置:CN201043451P.200804-02.8王红杰,梁伟,丛恩会.剪切闸板防喷器随动式增力缸装置J.内蒙古石油化工,2 0 2 1,47(4):5 1-5 4.9丁辉,司念亭,徐华忠,等.地面防喷器控制装置的司钻控制系统改造J.石油机械,2 0 1 2,40(1):5 7-6 0,9 7.10林瑶生,周守为,李浪清,等“海洋石油9 8 1 深水半潜式钻井平台防喷器组与控制系统创新与实践CJ/中国海洋石油总公司第三届海洋工程技术年会论文集.青岛：中国造船编辑部,2 0 1 2:2 7 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