水平井是提高低渗透油田开发效果的重要手段。由于是低渗透储层,储层非均质性较严重,水平井筒与储层连通不好,控制程度低。因此,如何提高水平井开发效果,增加储层可动用程度是关系到低渗透油田如何有效开发的大问题,是今后非常紧迫的任务之一。
以水平井区块Z11井区P油层进行某水平井钻井为例,目的层为PI2、PI3、PI4,根据地震解释和以往资料确定了钻井轨迹,实际钻井轨迹与设计轨迹符合很好,但通过录井和测井等资料显示,未钻遇PI4号 层。这种情况在非均质储层和复杂断块储层钻井时是可能经常遇到的。这提示我们较精确地地质描述的重要性,也为科技工作者提出了重要课题,这就是利用水平井 多段控制压裂技术将多个储层在纵向上连通起来,达到水平井未钻遇的地层利用水平井同时开采,提高油井产能和储层动用程度的目的。
在压裂工艺方面,国外在水平井压裂裂缝形成机理、设计方面研究较多,裂缝分两类,即:当井筒水平延伸方向与地层最小主应力方向一致时,将形成一系列垂直于井 筒的平行裂缝串;当井筒水平延伸方向与地层最小主应力方向垂直时,将形成一条双翼的平行于水平井筒的裂缝。因此,需要采取压裂改造的水平井,要根据需要的 裂缝形态和地层最小主应力方向来设计井筒水平延伸方向。水平井压裂主要用桥塞分段压裂技术,它需要连续油管下入,施工复杂,效率低,安全性差。
国内经过“八五”国家重点技术攻关,主要形成了三种技术:一是套管分流压裂技术,一次施工可压开3条以上裂缝,其特点是施工简单,井内没有工具,安全可靠。由于采用套管压裂,可降低管柱摩阻,减少替挤液,增加尾砂浓度,提高裂缝导流能力。缺点是需要大排量施工,对设备要求高,同时,它只能适应于新井完井压裂,该技术在大庆油田上成功应用3口井, 取得较好效果。二是试油分段压裂工艺技术,它采用射开一段,压裂一段,试油求产一段,封堵隔离一段的方法实现多段压裂。该技术是长庆油田研制的,可以有效 的保证每一条裂缝都能按预定的设计方案进行施工,但它采用了填砂与软胶塞相结合的技术代替桥塞,压后冲砂困难,容易污染油层,施工周期较长。该技术现场应 用一口井。三是双封隔器单卡分段压裂技术,该技术在大庆油田得到广泛应用,取得良好的开发效果。
通过建立合理的压裂模型,研究裂缝启裂、扩展情况,确定人工裂缝的缝长、缝高、导流能力等,进而完成水平井分段压裂设计,选择合理的施工参数。以实现优化设计为目标,完成压裂施工控制方法。在水平井压裂裂缝模拟方面,应用较多的软件有StimPlan、FracproPT, 前者从5.5版本开始具备水平井压裂设计与分析功能,后者从2007版本具备完善的水平井压裂设计与分析功能。但是FracproPT软件的水平井压裂模 块尚不为更多的压裂工程师掌握。附件是两个软件水平井压裂模拟功能对比,从中可以看出两者各有千秋。可以肯定的是FracproPT软件具备水平井压裂设 计与分析功能。