水平井是提高低滲透油田開發效果的重要手段。由于是低滲透儲層,儲層非均質性較嚴重,水平井筒與儲層連通不好,控制程度低。因此,如何提高水平井開發效果,增加儲層可動用程度是關系到低滲透油田如何有效開發的大問題,是今后非常緊迫的任務之一。
以水平井區塊Z11井區P油層進行某水平井鉆井為例,目的層為PI2、PI3、PI4,根據地震解釋和以往資料確定了鉆井軌跡,實際鉆井軌跡與設計軌跡符合很好,但通過錄井和測井等資料顯示,未鉆遇PI4號 層。這種情況在非均質儲層和復雜斷塊儲層鉆井時是可能經常遇到的。這提示我們較精確地地質描述的重要性,也為科技工作者提出了重要課題,這就是利用水平井 多段控制壓裂技術將多個儲層在縱向上連通起來,達到水平井未鉆遇的地層利用水平井同時開采,提高油井產能和儲層動用程度的目的。
在壓裂工藝方面,國外在水平井壓裂裂縫形成機理、設計方面研究較多,裂縫分兩類,即:當井筒水平延伸方向與地層最小主應力方向一致時,將形成一系列垂直于井 筒的平行裂縫串;當井筒水平延伸方向與地層最小主應力方向垂直時,將形成一條雙翼的平行于水平井筒的裂縫。因此,需要采取壓裂改造的水平井,要根據需要的 裂縫形態和地層最小主應力方向來設計井筒水平延伸方向。水平井壓裂主要用橋塞分段壓裂技術,它需要連續油管下入,施工復雜,效率低,安全性差。
國內經過“八五”國家重點技術攻關,主要形成了三種技術:一是套管分流壓裂技術,一次施工可壓開3條以上裂縫,其特點是施工簡單,井內沒有工具,安全可靠。由于采用套管壓裂,可降低管柱摩阻,減少替擠液,增加尾砂濃度,提高裂縫導流能力。缺點是需要大排量施工,對設備要求高,同時,它只能適應于新井完井壓裂,該技術在大慶油田上成功應用3口井, 取得較好效果。二是試油分段壓裂工藝技術,它采用射開一段,壓裂一段,試油求產一段,封堵隔離一段的方法實現多段壓裂。該技術是長慶油田研制的,可以有效 的保證每一條裂縫都能按預定的設計方案進行施工,但它采用了填砂與軟膠塞相結合的技術代替橋塞,壓后沖砂困難,容易污染油層,施工周期較長。該技術現場應 用一口井。三是雙封隔器單卡分段壓裂技術,該技術在大慶油田得到廣泛應用,取得良好的開發效果。
通過建立合理的壓裂模型,研究裂縫啟裂、擴展情況,確定人工裂縫的縫長、縫高、導流能力等,進而完成水平井分段壓裂設計,選擇合理的施工參數。以實現優化設計為目標,完成壓裂施工控制方法。在水平井壓裂裂縫模擬方面,應用較多的軟件有StimPlan、FracproPT, 前者從5.5版本開始具備水平井壓裂設計與分析功能,后者從2007版本具備完善的水平井壓裂設計與分析功能。但是FracproPT軟件的水平井壓裂模 塊尚不為更多的壓裂工程師掌握。附件是兩個軟件水平井壓裂模擬功能對比,從中可以看出兩者各有千秋。可以肯定的是FracproPT軟件具備水平井壓裂設 計與分析功能。