压裂防砂技术在南堡35_2油田大斜度井的应用(2)

第30卷　第1期鲍文辉,等1压裂防砂技术在南堡35-2油田大斜度井的应用　59

Pnet

工具,针对井斜大的特点优化了压裂防砂工艺,采用一趟管柱对明化镇1油组和0油组成功进行了压裂防砂施工。

w=

2E

(2)

式中:w为裂缝宽度,m;γ为岩石泊松比(无因

次);H为裂缝高度,m;E为岩石杨氏模量,MPa;

Pnet为净压力,MPa。

1　端部脱砂压裂原理

与低渗透储层压裂要求造长缝不同,高渗透储层中的端部脱砂压裂要求造短宽缝。这里需要引入一个概念:无量纲裂缝导流能力CfD。

CfD

=kxf

2　明化镇组储层特点与防砂策略

南堡35-2油田A16井为一口大斜度井,井斜达到70.6°。压裂防砂目的层段为明化镇组,垂深999.4～1052.7m;孔隙度28.9%～3319%,渗透率250.1×10-3560.7×10-3

(1)

式中:CfD为无量纲裂缝导流能力;kf为裂缝渗透率,μm2;w为裂缝宽度,m;k为地层渗透率,μm;xf为裂缝长度,m。

f是平衡的,,要得到最高产量的CfD1～2之间[1]。低渗透储层压裂改造对缝长要求较高,而对缝宽要求不是很高,这是因为(1)式中的裂缝导流能力kfw较大,要保持CfD值在1～2之间,需要提高地层向裂缝的供给能力kxf,因而需要提高裂缝长度。而高渗透储层压裂改造对裂缝导流能力要求较高,要求增加裂缝渗透率kf和裂缝宽度w。据文献报道

[2]2

μm2;,9.96MPa,m3/m3;原油1284.1mPa s;脱气原油密度6g/cm3;体积系数1.058。明化镇组油藏

地层压力梯度属于正常范围,储层砂体为泥质胶结为主的疏松砂岩,原油黏度较高,出砂较严重,需要防砂完井。

该井于2005年9月投产,采用套管射孔完井,优质筛管防砂。2006年6月,因地层供液不足手动停泵。分析认为由于地层出砂,油砂混合体使筛管堵塞,导致地层供液不足。2008年开始对该井进行大修再完井,由于修井过程完井液漏失严重,对储层的污染比较大,为了实现增产和防砂双重目的,对明化镇0油组和1油组两个层位进行压裂防砂。根据明化镇组储层特点优选出适合该井压裂防砂的清洁压裂液、支撑剂和工具。2.1　压裂液

,CfD≥10时,能够形成双线性流动。与

径向流相比,双线性流动模式可以大大降低近井地带流动的压降和压力梯度,对提高油井产量和

缓解岩石破坏(地层出砂)都十分有利。

以上论述了为什么在高渗透储层压裂改造中需要形成短宽缝。那么,如何实现短宽缝呢?1984年,Smith等人提出了端部脱砂(TSO)压裂技术

[3]

压裂防砂要求压裂液满足两个方面要求:一是携砂性能要好,并且有利于端部脱砂。对常规聚合物体系压裂液,要提高携砂性能就要提高液体黏度或是增加降滤失添加剂,而这些都不利于实现端部脱砂。第二个要求是压裂防砂对裂缝导流能力的要求高于常规低渗储层压裂,因而要求选用对裂缝伤害小的压裂液。考虑以上两点要求,选用低分子黏弹性表面活性剂压裂液,以下简称VES压裂液。

VES压裂液具有独特的化学性质。它的分子量是瓜胶的五千分之一,它由一个亲水的小基团和一个疏水的长链组成。在盐水中,它形成杆状胶束。当VES压裂液中的表面活性剂浓度超过一个临界值时,这些杆状胶束便缠绕在一起形

。常规压裂在停泵时要求携砂液接近或

恰好到达裂缝前沿,而端部脱砂压裂要求先泵入易渗滤的前置液造缝,接着泵入低砂比携砂液并在裂缝端部实现脱砂;由于在裂缝端部发生了脱砂,缝长不再继续延伸,在缝高一定的情况下,继续泵入高砂比携砂液,伴随着净压力的升高,缝宽将会增加(公式2),从而形成导流能力很高的短宽缝。该技术的关键有两点:一是在裂缝达到设计缝长时实现端部脱砂;二是端部脱砂后继续泵入足够的高砂比携砂液,使裂缝膨胀,并支撑形成的短宽缝。