水平井重复压裂技术在美国巴肯油田的成功应用

颜磊等:水平井重复压裂技术在美国巴肯油田的成功应用 21

水平井重复压裂技术在美国巴肯油田的成功应用

颜磊1 刘立宏2 李永明1 张冲2

(1 中石化西南油气分公司工程技术研究院;2 中石化东北油气分公司工程技术研究院)

摘要 巴肯油田位于蒙大拿州东部里奇兰县,是典型的低孔低渗油田。为提高油田

的储量动用,自2000年成功完成第一口水平井以来,至2004年该油田相继部署了17口水平井,均采用水平段射孔完井,以促进水平段纵向上的裂缝延伸。但通过放射性示踪测井发现,初次压裂后水平段中有相当多的产层未有支撑剂铺置,导致压后产量不高且稳产时间短。因此对储层中大段无支撑剂进入的井进行重复压裂,压后最高产量远高于最初的完井改造测试产量。此次成功,使得油田将所有水平井列入了重复压裂计划。迄今为止,除一口井施工无效外,其余全部施工成功。重复压裂方案合计已为该区增加了130 104bbl的可采储量。而示踪测井有效范围的扩大也从压前和压后的生产曲线上得到充分反应。通过探讨巴肯油田水平井重复压裂的泵注方案及施工效果,结合川西低渗气藏具体情况,展望了该技术在川西气田的应用前景。

关键词 水平井 示踪测井 重复压裂施工效果 应用前景

DOI:10 3969/j.issn.1002 641X 2010 12 007

cm),深度约在10000ft。破裂压力梯度在0 69~0 77psi/ft(1psi/ft=22 621kPa/m)之间。储层

流体性质是:油API重度42!,气API重度为0 95!,初始油气比为500scf/bbl(1scf/bbl=0 2067m3/t)。储层初始孔隙压力梯度为0 5psi/ft,显示出弱高压状态,井底静态温度为240 (1 =33 8000℉)。渗透率为0 05~0 5mD(1mD=1 02 10-3 m2),孔隙度为8%~12%。

图1 巴肯油藏主力产层的测井曲线显示

春天湖/榆树古力区块总体的成藏效果被前人戏称为沉睡巨人。在该区中,中巴肯油藏的云岩主要运用长水平段的水平井进行开发,使得超低渗油藏的开发能够尽量达到最大经济生产效率。但天然裂缝所形成的运移通道无法满足生产的需要。

目前有超过十支作业队伍在此区块进行作业。一些作业者运用各自配置部署完成了一些多分支井,以优化控制井距单位内的井壁接触。相反地,在该区进行过深入研究的作业者(最先进入的作业队伍)已经关注部署连续的单水平段定向井,其中一些水平段长度超过9000ft,以实现对储层有效改造的最大化。

作业者最初在640acre(1acre=4046 9m2)的区块内钻了17口水平井,均使用单水平段方式来对该区进行开发。为了促进垂直裂缝的延伸,水平段是平行于最大主应力方向钻进的。这些水平井基本都有3000ft的水平段,且进行射孔完井。基于对限流射孔将帮助施工过程中裂缝转向的认识,1 引言

春天湖/榆树古力区块位于巴肯油田中部,蒙大拿州里奇兰县境内,面积约500mile2(1mile2=2 59km)

2

[1]

。其孔隙变化较大,东北方向逐渐

递减,西南方向则呈尖灭式递减。20世纪80年代后期,在里奇兰县东部的上巴肯页岩层内,水平井开发就取得了一定的成效。

巴肯油藏处于威利斯顿盆地下。它包含以下三个独立的产层,几乎均覆盖整个工区:密西西比系 巴肯油藏上部页岩层(高水位期)、泥盆系/密西西比系 巴肯油藏中部(低水位期)、泥盆系 巴肯油藏底部页岩层(高水位期)。

图1是巴肯油藏储层段测井曲线类型。在该

,( 48

[1]

22 国外油田工程第26卷第12期(2010 12)

式。初始压裂施工平均规模都在300000lb(1lb=0 45359kg)的20/40目树脂包裹的支撑剂,其中三次超过了600000lb。

在完井过程中,多采用大间距限流射孔方式以改善水平段端部的压裂效果。推测认为,水力压裂过程中由于水平段根部的摩阻损耗小,井筒压力达到最大,所以会优先对水平段根部进行改造。大多数首次施工井采用同位素标记的支撑剂,运用光谱伽马射线仪进行测井以展示支撑剂在泵注过程的前、中、后三个阶段的铺置效果。测井结果表明,与预想的相反,水平段的端部和中部的铺砂效果好于根部,并且在许多施工过程中表现为铺砂效果由端部到根部逐渐改善。总之,示踪剂测井显示支撑剂在初次施工井中的分布是不规则的,并且在有些井中,重要的产层根本没有支撑剂铺置[2]。

目前新井常用的几种方法包括:#裸眼完井; 压裂过程中扩大线性加砂的规模;%应用孔眼封堵球和段塞促使裂缝转向;&加大施工规模。

=119 826kg/m3)20~40目的支撑剂,在泵注过程中,以3000psi(1psi=0 00689MPa)的压降经过喷嘴。在喷砂射孔后,井筒进行了循环洗井,并提出了施工油管。

最新的重复压裂设计将前置液和携砂液以多个泵注阶段按顺序逐步注入。前5口井施工过程中,采用的都是三级泵注阶段的注入方式,而其余井采用的是四级泵注阶段的方式。由于施工十分顺利,因此很少考虑砂堵问题。而前置液用量不需要为克服近井滤失而大量增加,延续初次压裂时的施工排量48~55bbl/min即可满足要求。所有的重复压裂支撑剂规模设计约为60000lb、20~40目陶粒。表1是详细的四泵注阶段程序表[1]。压裂液采用的是一种30000lb/gal交联的羧甲基-羟丙基瓜尔胶体系(CMHPG),添加具有很强承载属性的氯基破乳剂。

按照新的施工设计,每个支撑剂的尾追注入阶段(最后一个泵注阶段尾追除外)均采用10lb/gal的高砂浓度,以促使施工作业面沿水 …… 此处隐藏：6097字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……