此,重复压裂井中的应力场分布决定了重压新裂缝的启裂和延伸。垂直裂缝井中,张开的初次人工裂缝产生诱导应力以及生产活动引起的孔隙压力变化改变了油气井周围的应力分布状况,当诱导的应力差足以改变地层中的初始应力差,则在井筒和初始裂缝周围的椭圆形区域内应力重定向:初始最小水平应力的方向可能转变为目前最大水平应力方向,而初始最大水平应力的方向则变为目前最小水平应力方向。因此,重复压裂可以形成新的裂缝。
把重复压裂前井筒及裂缝附近的总应力场看作以下四种应力场的叠加: (1)原地应力场也就是未扰动的原始地应力场; (2)初次人工裂缝所诱导的应力场; (3)孔隙压力变化所诱导的应力场; (4)温度场变化所诱导的应力场。
由上可见,重复压裂井中的应力场分布决定了重复压裂新裂缝产生的最佳时机、起裂位置和方位、新裂缝延伸方向和延伸轨迹以及新裂缝的裂缝长度等。
3 现阶段延长区域油田实现锋内转向压裂的地质条件 1.延长油田地层储量丰富;
延长油田截止2013年底探明含油面积:989.86km2,探明地质储量:5.0592×108t,动用含油面积580km2,动用地质储量3.4189×108t,可采储量0.8303×108t,采收率24.6%,剩余可采储量0.4451×108t。
2.延长油藏低渗透储层微裂缝较为发育;
通过对该油田33口井的岩石观察,有14口井见到裂缝。其中有8口井见到垂直缝,多数为一条缝,缝长30-lOOcm,开启缝宽0.3-1.Omm。水平缝多为成岩缝,呈组合出现,出现水平缝的砂层厚度一般为5-lOcm,缝长小于1cm,开启缝宽0.3-0.6mm,裂缝密度2条/cm。在薄片观察中也发现有含量在0.1~O.5%的微裂缝。在油藏的形成过程中,裂缝提供了油气运移的通道。裂缝的存在控制了油气富集和油气的产量,而且改善了储层的储集性能。
3.延长油藏储层水平地应力差较小,仅1-7MPa左右。较小的水平应力差可使在较低的缝内净压力情况下产生新裂缝的开启;
4.该油藏低渗透储层上下泥岩层遮挡条件较好,从压裂前后井温测井、裂缝监测结果都可反映出,水力压裂所形成的裂缝高度基本被控制在储层范围内。
以上这些储层条件为实现缝内转向提供了较为有利的技术基础。 4影响缝内转向重复压裂效果的因素分析
目前,随着延长油田的深入开发以及近几年的缝内转向重复压裂的实施,分析认为要提高缝内转向重复压裂效果,就必须从选井选层、方案设计、现场施工等多方面进行充分考虑,才能提高措施的有效率。经认真分析总结,认为影响缝内转向重复压裂效果的因素主要有以下几点:
4.1油层物性和油层有效厚度是一口井地层状况的直接反映,是制约重复压裂效果的主要因素。对于低渗透油田来说,油层物性的好坏决定了流体在储层中的流动能力,同时对于同一区块油层有效厚度大的井,其地质储量也就比较丰富,剩余可采储量相对较高,其重复压裂增产的潜力也就越高。在2014年重复压裂井中,目前除延441和安7-1井实施暂堵重复压裂后无效以外,其它几口井措施后都保持较好的效果。下表3是2014年实施缝内转向重复压裂的6口井的油层基本情况。
表3 2014年实施缝内转向重复压裂的6口井的油层基本情况 为了分析清楚以上6口井增产的效果,选取6口井措施后的月平均产量进行对比,如表4所示。
表4 延长油田2014年实施缝内转向压裂效果统计表
从上表4可以看出,目前除延441和安7-1井措施后产液量较措施前变化不明显外,其它4口井的产液量都有大幅度增加,其增油效果也比较明显。
对以上6口井的油层物性进行对比,延441井的油层物性比较差,其渗透率仅为0.16mD,油层有效厚度为7.4m,从措施后的生产过程可以看出,该井措施后初期产量较好,后产量迅速下降,稳产时间短,目前日产液1.73m3,日产油1.22t,日增油0吨,说明油层物性和油层有效厚度是影响重复压裂效果的一个重要因素。
4.2油井措施前含水情况反映了该井的注采情况和重复压裂后裂缝的形态。 我们有一口井在措施前含水达到了27.4%,因此造成重复压裂后该井的含水也比较高,影响了增油效果。下图是该井压裂井的井下实时监测时压裂全过程压力、温度随时间变化曲线图。
从图中不难看出,该井在压裂过程中,压力上升幅度特别小,因而增产幅度也不是特别大,分析其原因主要是因为该压裂井在实施措施前油层含水太高,因而影响了压裂过程中暂堵压力的上升。
因此重复压裂井在措施前选井时要充分考虑油井的含水高低,通过统计,一般油井含水率大于30%的井,由于其井网的不规则性以及注水过程中水驱的特征,使裂缝主向和侧向的油井见水速度不同。对于措施前裂缝主向注水见效比较明显的井,在选井时要慎重选择。因而重复压裂选井时要充分考虑该井在重复改造前含水上升的问题,以提高措施效率。
4.3油井的剩余可采储量是油井增产的物质基础。
延长油田经过多年的开发,随着油井的采出程度的增加,剩余可采储量不断减少,对重复压裂的增产也带来的困难。目前延长油田总体上处于开发中期,但是由于各区块油井可采出程度的不同,也造成了各区块重复压裂效果上的差异。
延441井是延长油田志丹县的一口重复压裂井,于2014年6月30日进行了现场施工,加入暂堵剂后压力上升了7MPa,实现了缝内转向压裂工艺的设计思路。图5是延441压裂井的压裂前期压力、温度随时间变化曲线,图6是延441压裂井的提高排量和加入暂堵剂后的压力、温度变化曲线。
图5延441并压裂前期压力、温度随时问变化曲线
图6 延441井提高排量和加入暂堵剂后的压力、温度随时问变化曲线