CN106958437A - 一种油井压裂提高采收率新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种油井压裂提高采收率新方法。该方法为：1、根据实际储层物性和生产动态特征选取压裂施工井及压裂层位；2、根据储层物性、地层破裂压力值和施工规模确定前置驱替液的类型、注入量和注入排量，以及压裂液的类型、组成、注入量和注入排量；3、在低于储层破裂压力的条件下，按照设计施工参数向储层注入前置驱替液；4、注完前置驱替液后，按照设计施工参数注入压裂液进行压裂施工；5、压裂施工完成后，进行后续开井生产，并监测油井生产动态。驱替流程在储层中形成了高含油饱和度区域，增强了油相流动能力，压裂施工后在生产压差作用下由裂缝壁面附近流入裂缝中的油量增加，最终达到提高采收率目的。
Description
技术领域：
本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种油井压裂提高采收率新方法。
背景技术：
油层压裂是一种改造储层物性、提高油藏开发效果的重要增产技术，在储层岩石物性较差的油田中被广泛应用。常规压裂过程中，通常先将前置液大排量注入，造成注入压力迅速升高，当注入压力大于储层岩石破裂压力时，储层发生破裂，后续过程再分别注入携砂液和顶替液，最终完成整个压裂施工。实际压裂过程中，为减少压裂液用量和降低药剂费用，通常要求压裂液具有良好造壁性，即在裂缝表面形成暂堵层，用以降低滤失量。所以，常规压裂过程中对裂缝壁面附近油相驱替作用较弱，难以在裂缝壁面附近以及裂缝前缘形成高含油区域。压裂施工结束开始生产后，井壁附近储层中原油在生产压差作用下通过裂缝流入油井，但受储层物性差及后续驱替流体有效波及范围有限等因素影响，主要依靠生产压差作用难以造成储层含油饱和度较大幅度降低，因此常规压裂施工面普遍面临着生产见效快但见效周期较短的问题。
发明内容：
本发明弥补和改善了上述现有技术的不足之处，为解决现有常规油井压裂工艺难以动用近井地带原油、生产减小周期短和增油效果有限的问题，设计了一种油井压裂提高采收率方法，该方法提出了“先驱替后压裂”的新工艺代替了常规直接压裂工艺，前置驱替流程可在将常规开采中难以动用的近井地带原油驱至靠近注入井的同时改善近井储层中油相流动能力，有利于提高压裂施工后的生产效果，最终达到提高采收率目的。（技术原理示意图见图1）
本发明采用的技术方案为：一种油井压裂提高采收率新方法，该方法的施工工艺为：
步骤一、根据实际储层物性和生产动态特征选取压裂施工井及压裂层位；
步骤二、根据储层物性、地层破裂压力值和施工规模确定前置驱替液的类型、注入量和注入排量，以及压裂液的类型、组成、注入量和注入排量；
步骤三、在低于储层破裂压力的条件下，按照设计施工参数向储层注入前置驱替液；
步骤四、注完前置驱替液后，按照设计施工参数注入压裂液进行压裂施工；
步骤五、压裂施工完成后，进行后续开井生产，并监测油井生产动态。
所述压裂液的类型包括前置液、携砂液和顶替液的类型，压裂液的组成包括前置液、携砂液和顶替液的组成比例。
所述的前置驱替液的类型针对实际压裂储层物性进行选择，驱油体系包括清水、表面活性剂溶液、普通聚合物溶液、二元体系和三元体系，其中二元体系为聚合物/表面活性剂复合体系，三元体系为碱/表面活性剂/聚合物复合体系。
所述的前置驱替液注入量针对实际压裂规模及储层物性进行设计。
所述的压裂液的类型及注入量针对实际压裂规模以及储层物性进行设计。
本发明的有益效果：与现有常规直接压裂施工工艺相比较，本发明的“先驱替后压裂”新工艺中的前置驱替流程一方面可在压裂施工前将常规开采中难以动用的近井地带原油驱至靠近注入井，有利于扩大后续生产过程驱替流体的有效波及范围；另一方面驱替流程在储层中形成了高含油饱和度区域，增强了油相流动能力，压裂施工后在生产压差作用下由裂缝壁面附近流入裂缝中的油量增加，两方面的综合作用可有效提高压裂施工后的生产效果，最终达到提高采收率目的。
附图说明：
图1是本发明的技术原理示意图。
图2是本发明实施例一中的岩心结构示意图。
图3是本发明中实施例一中的驱替设备流程示意图。
图4是本发明实施例二中的反九点井网示意图。
图5是本发明实施例二中的地质模型示意图。
具体实施方式：由于实际油藏环境复杂且储层物性因开发措施不同存在差异，压裂施工过程中较难找到物性高度相似的区块进行施工效果对比评价。近年来，油藏物理模拟及数值模拟技术在油田开发效果研究过程中起到了重要作用，因此本发明采用物理模拟实验和数值模拟进行具体实施效果对比。
实施例一
采用石英砂环氧树脂胶结人造均质岩心进行压裂施工工艺效果物理模拟评价。
1、实验材料
前置驱替液为聚合物溶液（质量分数0.1%）和压裂液为聚合物凝胶压裂液(0.13％聚合物+0.12％助排剂+2.0％DZ-2交联剂+0.4％过硫酸铵)。聚合物为大庆炼化公司生产部分水解聚丙烯酰胺干粉（HPAM），相对分子质量分别为M=1900×104，有效含量为88.0%；助排剂为大庆高新区华龙祥化工有限公司生产非离子型表面活性剂，交联剂为有机铬交联剂，破胶剂为过硫酸铵。
实验用水为大庆油田现场施工所用压裂液配制水。实验用油为模拟油，由大庆油田原油与轻烃混合而成，45℃条件下黏度为9.8mPa·s。
实验裂缝岩心为石英砂环氧树脂胶结均质岩心，由两块外观几何尺寸：高×宽×长=2.25cm×4.5cm×60cm组成，岩心渗透率Kg=150×10-3μm2，其结构示意图见图2。
2、仪器设备
实验设备主要包括ISCO泵、压力传感器、岩心夹持器、手摇泵和中间容器等，除ISCO泵和手摇泵外，其它部分置于实验温度45℃下的恒温箱，设备及流程示意图见图3，注液流量为0.3mL/min，数据录取时间间隔为30min。
3、实验方法
1）、将两块岩心称干重，抽空饱和实验用水，称湿重，计算孔隙体积；
2）、将两块岩心合并在一起，中间放入塑料隔层，并用聚四氟乙烯胶带缠绕岩心外部（端面除外），使其保持为一个整体。随后将岩心放入岩心夹持器中，在油藏温度条件下饱和模拟油。之后岩心静置24h，计算含油饱和度；
3）、水驱至含水95%，在采出端收集不同开采阶段采液量，计算含水率和采收率。
4）、“先驱替后压裂”：从注入端以0.3mL/min注入速度注入6mL聚合物溶液后，将岩心从夹持器中取出，去掉岩心外部聚四氟乙烯生胶带和中间塑料隔层。根据实验设计裂缝穿透比，在岩心中间重新放入塑料隔层（隔层为带缝隔层，带缝段长度为裂缝长度1/4和缠绕聚四氟乙烯生胶带，然后放入岩心夹持器。在2MPa压差下注入压裂液，压裂液沿暴露裂缝壁滤失，并将流经区域剩余油推向岩心深部。收集采出液，计算滤失量；
“直接压裂”：将岩心从夹持器中取出，去掉岩心外部聚四氟乙烯生胶带和中间塑料隔层。根据实验设计裂缝穿透比，在岩心中间重新放入塑料隔层（隔层为带缝隔层，带缝段长度为裂缝长度1/4和缠绕聚四氟乙烯生胶带，然后放入岩心夹持器。在2MPa压差下注入压裂液，压裂液沿暴露裂缝壁滤失，并将流经区域剩余油推向岩心深部。收集采出液，计算滤失量；
5）、重复上述实验步骤4中裂缝模拟工艺3次，每次增加隔层带缝段长度，增加值为裂缝长度1/4。
6）、后续水驱至含水95%，记录不同时间段出液量和出油量，计算采收率。
4、实验结果
不同压裂施工工艺增油效果影响实验结果见表1。
表1：采收率实验结果
从表1中可以看出，与“直接压裂”工艺相比较，“先驱替后压裂”工艺压裂施工后增油效果更好。
实施例二
采用CMG软件建立数值模型进行压裂施工工艺效果数值模拟评价。
1、实验条件
采用理想模型进行压裂液类型对压裂施工效果影响数值模拟研究。矿场实际井网为反九点井网，截取其1/4（1口注入井，3口生产井）建立地质模型，见图4。依据实际油藏情况，设计模型储层顶深为900m，小层厚度为4m，孔隙度为0.23，油水界面深度为909m。模型水平方向网格尺寸为5m×5m，纵向上裂缝处网格尺寸最小为0.01m，由裂缝向两侧网格尺寸逐渐增大至1m，见图5。设置900米处初始压力为11MPa，对一个初始不含气油藏执行重力-毛管力平衡初始化计算。依据重力-毛管力平衡对理想模型进行初始化，束缚水饱和度为0.3257。当井距为150m和渗透率为Kg=150×10-3μm2时，地质储量为1.410×104m3。
2、方案设计
目标井组中注入井（INJECTOR）进行定压（13MPa）水驱开发，当油井综合含水达到60%时，对该井组3口油井（PROD1、PROD2和PROD3）进行压裂。压裂施工后，井组继续实施定压（13MPa）水驱开发，计算目标井组压裂施工后2年内累计增油量和采收率。
在注采井井距、储层平均渗透率、压裂时机（压裂时油井含水率）和裂缝穿透比等参数值固定条件下，分别对比“直接压裂”（压裂液为聚合物凝胶压裂液）和“先驱替后压裂”（前置段塞为聚合物溶液，压裂液为聚合物凝胶压裂液）两种工艺数值模拟增油效果，聚合物溶液、压裂液性能与实例1物理模拟实验一致。
3、结果分析
压裂方式对目标井组聚合物压裂增油效果影响数值模拟结果见表2。
表2 ：压裂增油效果
从表2可以看出，压裂滤失方式不同，采收率增幅不同，与“直接压裂”方式相比，“先驱替后压裂”方式的采收率增幅较高。
以上所述仅为本发明的个案实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种油井压裂提高采收率新方法，其特征在于：该方法的施工工艺为：
步骤一、根据实际储层物性和生产动态特征选取压裂施工井及压裂层位；
步骤二、根据储层物性、地层破裂压力值和施工规模确定前置驱替液的类型、注入量和注入排量，以及压裂液的类型、组成、注入量和注入排量；
步骤三、在低于储层破裂压力的条件下，按照设计施工参数向储层注入前置驱替液；
步骤四、注完前置驱替液后，按照设计施工参数注入压裂液进行压裂施工；
步骤五、压裂施工完成后，进行后续开井生产，并监测油井生产动态。
2.根据权利要求1所述的一种油井压裂提高采收率新方法，其特征在于：所述压裂液的类型包括前置液、携砂液和顶替液的类型，压裂液的组成包括前置液、携砂液和顶替液的组成比例。
3.根据权利要求1所述的一种油井压裂提高采收率新方法，其特征在于：所述的前置驱替液的类型针对实际压裂储层物性进行选择，驱油体系包括清水、表面活性剂溶液、普通聚合物溶液、二元体系和三元体系，其中二元体系为聚合物/表面活性剂复合体系，三元体系为碱/表面活性剂/聚合物复合体系。
4.根据权利要求1所述的一种油井压裂提高采收率新方法，其特征在于：所述的前置驱替液的注入量针对实际压裂规模及储层物性进行设计。
5.根据权利要求1所述的一种油井压裂提高采收率新方法，其特征在于：所述的压裂液的类型及注入量针对实际压裂规模以及储层物性进行设计。
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