CN114991733A - 浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，具体包括如下步骤：步骤1，确定井组目标层段相邻井间距离；步骤2，确保井组目标层选段井深位于同一小层中连通；步骤3，确定井组目标层储层地质参数关系；步骤4，确定井组目标层临井压裂参数；步骤5，确定井组目标层人工裂缝特征；步骤6，确定井组目标层裂缝半长；步骤7，确定井组目标层压裂参数；步骤8，根据步骤1～7确定的参数进行井组目标层压裂设计，采用本发明能够确定裂缝导流能力及合理的压裂施工参数，使油层改造更充分，单井产量更高。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域，涉及一种浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法。
背景技术
南泥湾油田油藏埋深浅，储层物性比较差，含油饱和度较低，属于典型的弹性-溶解气驱动型油藏。只有经过压裂改造后才能获得工业油流。水力压裂是低渗透油藏高效开发的必要措施，常规生产井常规压裂第一次选择物性相对较好的单层进行压裂，压裂改造效果差，油井产量低且递减快，稳产时间短。
为了进一步改善油藏开发效果，提高油井产量，提升产建效果与效益，充分考虑井间关系，能够把具有一定缝长、导流能力和方位的裂缝团置于油藏模型中，预测其在生产开发过程中对产量的影响情况，研究不同裂缝规模与不同地层条件的相互协调、相互匹配问题，找出其最佳状态，实现供采平衡的低渗透油藏整体压裂改造开发技术方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，采用该方法能够确定裂缝导流能力及合理的压裂施工参数，使油层改造更充分，单井产量更高。
本发明所采用的技术方案是，浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，具体包括如下步骤：
步骤1，确定井组目标层段相邻井间距离；
步骤2，确保井组目标层选段井深位于同一小层中连通；
步骤3，确定井组目标层储层地质参数关系；
步骤4，确定井组目标层临井压裂参数；
步骤5，确定井组目标层人工裂缝特征；
步骤6，确定井组目标层裂缝半长；
步骤7，确定井组目标层压裂参数；
步骤8，根据步骤1～7确定的参数进行井组目标层压裂设计。
本发明的特点还在于：
步骤1的具体过程为：
将区域油井实际靶点坐标和单井测斜数据导入GeoMap软件，选取随机两个井分别为A和B，设置A井靶点坐标为(X1，Y1)，B井靶点坐标为(X2，Y2)，A、B两点的实际距离LAB如下公式(1)所示：
步骤2中，在不同井的同一小层中，根据油层情况，若A井小层为油层，B井小层也为油层，说明A井和B井油藏连通；若A井小层为油层，B井小层为泥岩，且不含油，说明A井和B井油藏不连通。
步骤3中，根据区域油井小层砂岩厚度，油井分布在砂厚≥8m，6≤砂厚<8m，砂厚＜6m区域；
根据区域油井小层油层厚度，油井分布在油厚≥6m，4≤油厚<6m，油厚＜4m区域；
根据区域油井小层油层有效孔隙度，油井分布在孔隙度≥9％，7％≤孔隙度<9％，孔隙度＜7％区域；
根据区域油井小层油层有效渗透率，油井分布在渗透率≥1mD，0.6mD≤渗透率<0.9mD，渗透率＜0.6mD区域；
根据区域油井小层油层含油饱和度，油井分布在含油饱和度≥51％，45％≤含油饱和度<50％，含油饱和度＜45％区域。
步骤4中，压裂参数单层加砂量为12～40m3，总液量为103～181m3，施工排量为2～4m3/min。
步骤5中，人工裂缝以直立裂缝为主，裂缝方位北东70-80度。
步骤6中，裂缝半长范围为40-80m。
步骤7中，当压裂缝半长范围为40-80m时，压裂液排量≥3m3/min，压裂液用量应在180-200m3。
本发明的有益效果是，开展井组三维建模，充分认识油藏对象，表征油藏物性参数在三维空间上的分布，并结合大量临井资料数据，开展油藏数值模拟，进行施工规模优化，给出最优的裂缝参数组合，确定裂缝导流能力及科学合理的压裂施工参数，使油层改造更充分，单井产量更高，经济效益达到最佳。
附图说明
图1为本发明浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法的上段压裂施工曲线图；
图2为本发明浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法的下段压裂施工曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，具体包括如下步骤：
步骤1，确定井组目标层段井间关系(计算确定井组任意井深井间实际距离)；具体为：
将区域油井实际靶点坐标和单井测斜数据导入GeoMap软件，结合部署整体井网井距及周围油井，设置A井靶点坐标为(X1，Y1)，B井靶点坐标为(X2，Y2)，AB实际距离为(X1-X2)2+(Y1-Y2)2开根号，GeoMap软件中任意井不同井深之间的连线可根据上述公式自动计算，从而确定井组任意井深井间实际距离。
步骤2，确定井组目标层段选段井深在同一小层中(判断井组选段井深在同一小层中)；具体为：
将测井曲线导入石文软件，结合区域油井各标志层电性特征，按照“旋回对比、分级控制、不同相带区别对待”的原则，采取以沉积旋回为主、地层厚度为辅的原则，精细对比划分地层，细分至小层，建立等时地层时间单元，目标油层组具有相同的时间单元序列，各井相同时间单元具有统一标号；各时间单元油层具有相同的时间单元标号；在石文软件中将小层对应顶底井深连线，按照对应标号，生成井组小层油藏剖面图及井组小层栅状图。从而进一步认识油藏纵横向分布特征，分析油藏纵横向是否具有较好的连通性，当油藏纵横向连通时，则确定井组选段井深在同一小层中。
小层在地质层中，按照地层厚度等先划分到油层亚组，在油层亚组中进一步划分，比如油层亚组长61厚25m；划分小层长61-1厚12m；长61-2厚13m。
长6油藏为岩性油藏，含油性受砂体控制；在不同井同一小层中，根据解释油层情况，若A井小层解释为油层，B井小层解释也为油层，说明这两口井油藏连通。若A井小层解释为油层，B井小层为泥岩，不含油，说明这两口井油藏不连通，油层尖灭。
确定一级标志层，即区域地层对比标志层，修正井组，井区构造；选取二级、三级、四级标志层，结合旋回对比方法，按照压裂规模将压裂目标砂体分为若干个砂体单元，并编号；同一目标砂体在不同井上具有相同的标号；确定同一目标砂体顶底泥岩隔层的厚度，确定同一目标砂体与上下相邻目标砂体之间具有良好的隔层，已优化压裂规模，尽量避免在压裂过程中由于上下目标砂体的连通而造成窜层；利用相控技术原理，确定同一目标砂体是否在同一沉积单元内，判别同一目标砂体在平面上的连通性，为压裂规模的优化奠定基础。利用高差、地层厚度变化对比方法，判断同一目标砂体平面上是否存在断裂，进一步判别同一砂体在平面上的连通性，为压裂规模的优化奠定基础。
步骤3，确定井组目标层储层地质参数分布特征(确定砂厚、油层孔隙度、油层渗透率、含油饱和度参数在三维空间及平面上的分布特征)；具体为：
利用PETREL地质建模软件，建立井组、井组岩性模型，确定泥岩隔夹层的厚度、空间分布，为压裂垂向穿透率优化提供依据；利用PETREL地质建模软件，建立砂体三维构造模型，确定目标砂体在空间上的分布，高差，为优化射孔位置，优化油水井对应率，抑制裂缝性水窜提供依据；利用PETREL地质建模软件，建立孔隙度、渗透率、含油饱和度三维属性模型，确定质量最优油层的空间分布，进一步为优化射孔参数、压裂裂缝规模、裂缝穿透率、压裂液量及参数提供依据；利用PETREL地质建模软件以及地应力反演参数，建立砂体三维地应力空间分布，基于人工裂缝启动压力、延伸原理，分析人工裂缝的空间分布，为进一步提高储层改造程度，裂缝复杂程度，为进一步优化射孔位置、压裂规模、压裂方法、排量、加砂程序等压裂参数提供依据。
根据区域油井小层砂岩厚度，油井分布在砂厚≥8m，6≤砂厚<8m，砂厚＜6m区域。
根据区域油井小层油层厚度，油井分布在油厚≥6m，4≤油厚<6m，油厚＜4m区域。
根据区域油井小层油层有效孔隙度，油井分布在孔隙度≥9％，7％≤孔隙度<9％，孔隙度＜7％区域。
根据区域油井小层油层有效渗透率，油井分布在渗透率≥1mD，0.6mD≤渗透率<0.9mD，渗透率＜0.6mD区域。
根据区域油井小层油层含油饱和度，油井分布在含油饱和度≥51％，45％≤含油饱和度<50％，含油饱和度＜45％区域。
确定目标层段射孔参数，射孔段长度1m，孔密13孔/m，具体为：
结合测井曲线、三维地质建模、固井质量图以及周围临井试油试采等资料，对井组人工裂缝进行整体设计，一是裂缝在平面上位置相互互补，相互穿插而不相交，二是在垂向上进行差异化浓度铺砂；压裂射孔层段避开技术套管节箍及短节，在对应产量高的油井上选取压裂射孔段长度及对应孔密，优选射孔段长度1m，射孔段尽可能密集，孔密13孔/m，实现油层的三维立体动用，提高储量动用效率。
步骤4，确定井组目标层临井压裂参数，压裂参数单层加砂量12～40m3，总液量103～181m3，施工排量2～4m3/min；具体为：
分析对应油井初期产量、稳定产量以及递减变化情况，找出高产油井对应的压裂参数。确定压裂参数单层加砂量12～40m3，总液量103～181m3，施工排量2～4m3/min。
步骤5，分析井组目标层段人工裂缝特征；半缝长主要集中在40-80m，人工裂缝以直立裂缝为主，裂缝方位北东70-80度。具体为：
根据压裂裂缝监测资料，统计得出区域常规井体积压裂半缝长主要集中在40-80m范围内，人工裂缝以直立裂缝为主，裂缝方位北东70-80度。从而得出区域油井压裂人工裂缝的方位、长、宽、高。
步骤6，确定井组目标层裂缝半长；裂缝半缝长80m，油井压后产量高，稳产时间长；
结合地质建模，采用黑油模型开展油藏数值模拟，得出井组油井裂缝模拟图。油藏数值模拟计算过程中通过改变油井附近网格的储层渗透率模拟近井地带的压裂裂缝，并根据实际压裂井的裂缝参数(半缝长60m)及3年投产动态数据来修正在压裂方向的模型网格渗透率来力求压裂模拟更加贴近客观实际。模拟设定5个缝长梯度方案，裂缝半长40m，60m，80m，100m，120m分别来分析压裂裂缝长度与油井产能的关系，从而进行裂缝长度优化研究，设置裂缝长边与短边的比值约为5:3。分析裂缝长与对应油井3年累计产量的关系，随着裂缝半长的增加，压裂井产量增加，但增幅逐渐减缓。在采用自然能量开发情况下，缝网压裂裂缝长度并不是随着裂缝长度增加累计产油量线性增加的，在各个阶段累计产油量中，裂缝半长120m产量最高，但是裂缝半长100m的增幅最大，裂缝半长80m增幅次之。综合考虑裂缝半长在80m左右较为合适，不建议采用过长的裂缝，其主要原因是过长的裂缝长度存在井间裂缝联通造成改造区域重叠的可能，影响开发效果。利用此方法，确定井组不同油井裂缝半长与产量对应关系，得出每口井压裂裂缝半缝长。
综合裂缝产能关系，裂缝穿透比与油层基质的动用范围，适应井网需求，单井整体—个性化设计相结合，优选出半缝长整体控制在40-80m，水线油井以宽短缝为主，油井排以窄长缝为主，既满足产能需求，又满足改善低渗透注水效果需求。
步骤7，确定井组目标层压裂参数；具体为：
步骤7.1，排量优化：
采用Fracpropt三维压裂软件，模拟使用20/40目石英砂，加砂30m3，砂比及总液量相同的情况下，模拟不同排量下(2、3、4、5m3/min)的裂缝扩展情况。得出不同排量下的裂缝参数。定液量条件下，随着压裂液排量的增加，压裂缝网长度总体上呈增加趋势，但增加速率越来越慢，曲线最后存在一近水平端，说明在较高排量下，增加压裂排量对于增加缝网长度的贡献不再明显。为了达到优化40-80m的裂缝半长，求得排量≥3m3/min。
步骤7.2，压裂液量优化：
采用Fracpropt三维压裂模拟软件，模拟采用20/40目石英砂，加砂30m3、排量3m3/min情况下，不同压裂液用量下的裂缝参数情况，以优化压裂液用量。为了达到优化的裂缝参数，求得压裂液用量应在180-200m3范围。
步骤8，进行井组目标层压裂设计；采用上提管柱的压裂方式，开展多层整体压裂。压裂液排量3m3，砂量30m3，每段总液量180m3，压裂液基液为0.3％增稠剂+0.3％粘土稳定剂+0.3％助排剂+0.05％杀菌剂+0.1％低温激活剂。交联液基液+有机硼，交联比为100：0.2-0.4。
以采油厂某井为例，第一段射孔长度1m，孔密13孔/m。第二段射孔长度长度1m，孔密13孔/m。压裂井口装置+上部油管+水力锚(SLM-114)+上封隔器(K344-110×0.5m)+短节+喷砂器+下封隔器(K344-110×0.5m)。下层(射孔段539.5-540.5m)压裂施工完后原井下工具上提管柱39m，进行上层(射孔段500.5-501.5m)压裂施工。压裂液基液为0.3％增稠剂+0.3％粘土稳定剂+0.3％助排剂
+0.05％杀菌剂+0.1％低温激活剂。交联液基液+有机硼，交联比为100：0.2-0.4。压裂液排量3m3，砂量30m3，每段总液量180m3。
与临井对比分析可知，通过本发明提供的一种浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，常规井产量第一个月产油从28t提高到75t，6个月产量达到240t，较常压裂增加120t。图1、图2采用本发明提供的压裂施工曲线图。
本浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法的原理是：在充分认识油藏及井间关系的基础上，借助大量分析化验资料、压裂、裂缝监测及油井生产数据，开展三维地质建模及油藏数值模拟，模拟裂缝半长与产量关系，以及半缝长与压裂液量、排量、砂量的关系，以便达到最佳压裂效果，从而得出压裂参数，尤其是压裂排量、砂量及液量。
另外采用上提压裂工具的方式，从而实现一次入井，多次施工的目的，加快了压裂进度，节约了开发投资，提高了单井产量及储量动用程度，从而提高了油藏采收率。
Claims (8)
1.浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，确定井组目标层段相邻井间距离；
步骤2，确保井组目标层选段井深位于同一小层中连通；
步骤3，确定井组目标层储层地质参数关系；
步骤4，确定井组目标层临井压裂参数；
步骤5，确定井组目标层人工裂缝特征；
步骤6，确定井组目标层裂缝半长；
步骤7，确定井组目标层压裂参数；
步骤8，根据步骤1～7确定的参数进行井组目标层压裂设计。
2.根据权利要求1所述的浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：
将区域油井实际靶点坐标和单井测斜数据导入GeoMap软件，选取随机两个井分别为A和B，设置A井靶点坐标为(X1，Y1)，B井靶点坐标为(X2，Y2)，A、B两点的实际距离LAB如下公式(1)所示：
3.根据权利要求2所述的浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：所述步骤2中，在不同井的同一小层中，根据油层情况，若A井小层为油层，B井小层也为油层，说明A井和B井油藏连通；若A井小层为油层，B井小层为泥岩，不含油，说明A井和B井油藏不连通。
4.根据权利要求3所述的浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：所述步骤3中，根据区域油井小层砂岩厚度，油井分布在砂厚≥8m，6≤砂厚<8m，砂厚＜6m区域；
根据区域油井小层油层厚度，油井分布在油厚≥6m，4≤油厚<6m，油厚＜4m区域；
根据区域油井小层油层有效孔隙度，油井分布在孔隙度≥9％，7％≤孔隙度<9％，孔隙度＜7％区域；
根据区域油井小层油层有效渗透率，油井分布在渗透率≥1mD，0.6mD≤渗透率<0.9mD，渗透率＜0.6mD区域；
根据区域油井小层油层含油饱和度，油井分布在含油饱和度≥51％，45％≤含油饱和度<50％，含油饱和度＜45％区域。
5.根据权利要求4所述的浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：所述步骤4中，压裂参数单层加砂量为12～40m3，总液量为103～181m3，施工排量为2～4m3/min。
6.根据权利要求5所述的浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：所述步骤5中，人工裂缝以直立裂缝为主，裂缝方位北东70-80度。
7.根据权利要求6所述的浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：所述步骤6中，裂缝半长范围为40-80m。
8.根据权利要求7所述的浅层致密油多套含油层系常规井整体压裂施工方法，其特征在于：所述步骤7中，当压裂缝半长范围为40-80m时，压裂液排量≥3m3/min，压裂液用量应在180-200m3。
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