[发明专利]深层稠油油藏厚砂岩储层层内水力分段压裂施工增产方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发中的储层水力压裂改造增产方法，特别是一种深层稠油油藏厚砂岩储层层内水力分段压裂施工增产方法，尤其适用于超深稠油弱胶结砂岩底水油藏的新井开发或旧井改造。

背景技术

我国稠油资源极为丰富，目前已在松辽、渤海湾、准葛尔、吐哈、塔里木、二连等15个大含油盆地发现了70多个稠油油藏，已探明石油地质储量近20亿吨，其中超深层>1700m的占6%。但超深层稠油油藏中只有塔里木盆地的塔河碳酸盐稠油油田、吐哈盆地的某砂岩稠油油田投入开发，主要原因在于：油层埋藏深、储层条件差、原油物性差等，开发难度极大。

以吐哈盆地的鲁克沁稠油油田为例，其为亿吨级深层稠油油藏，埋深2300～3800m之间，岩石类型为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩，以泥岩孔隙式胶结为主，胶结疏松，储层物性较差，孔隙度为13%～30%，渗透率为50～700×10^-3μm²，单层厚度大，可达30-45米，非均质性较强，平面变异系数为0.05-1.96，突进系数为1.07-13.16，厚砂层内部粉砂质泥岩和细砂岩互层，物性夹层、岩性夹层、钙质夹层封堵性差。其稠油具有高密度、高粘度、高凝固点、高沥青质与非烃含量、中等含蜡量的“四高一中”的特点，属典型的芳香型稠油，50℃时的地面原油粘度为10200-25570mPa.s，地层条件下含气原油粘度为154～526 mPa.s；地层水矿化度高（8～18万mg/l）、温度高（97～103℃），压力系数为0.95～1.05 MPa/100m，地温梯度为2.44～2.59℃/100m。该油田原油对温度敏感性强，随着温度的升高，原油粘度呈明显的下降,拐点温度为55℃～78℃，当温度高于拐点温度时，原油粘度的下降趋于平缓，所以目前一直采用稠油冷采技术开发。

该稠油冷采技术中，常用的水力压裂增产方法一直沿袭了硬砂岩稀油油藏常规劈裂式压裂技术路线和思路，其以材料力学中连续均质介质的断裂力学为基础，利用全部注入液体的30-60%作为造缝液体，先在岩层中形成水力劈裂的缝，然后再在注入液体中混入砂子带入压开的裂缝中，当注入液体滤失到岩层后，带入的砂子支撑住水力压开的裂缝并作为油气从岩层流入地层的通道。其采用大排量劈裂4.5-6.5方/分钟、常规水基瓜胶压裂液、20-40目小粒径陶粒等技术要素，增产效果表现为“两低两短”，即幅值低，稳定产量平均2-3吨/天；累计增产量低，300吨/天；峰值增产期短，2-3天；有效期短，100-130天。

分析其原因在于，鲁克沁超深层稠油油藏疏松砂岩储层在岩石物理力学性质、压后裂缝内渗流形态和驱替机理等方面均不同于均质强胶结砂岩油藏，常用的水力压裂增产方法对鲁克沁等超深层稠油油藏油井增产适应性差，具体表现为：

1、经过室内模拟分析，泥质弱胶结疏松砂岩在岩石杨氏模量的减少和深层高应力下，对20-40目支撑剂铺砂浓度的嵌入深度随闭合压力升高而嵌入速度加快，嵌入深度大幅增加，使得常规水力压裂劈裂所造缝窄细，支撑缝宽平均3.5 mm，因高强度嵌入影响而很快闭合，尤其是近井压差较大的区带，形成“包饺子”现象。在同等驱替压差下，裂缝内稠油非达西流渗流流动对稠油流动缝宽度的要求是常规稀油流动缝宽的6-10.5倍。

2、压裂后稠油缝内流动出现节流现象，由于稠油与破胶后的压裂液流度差异大、近井压差大，导致近井支撑裂缝内压裂液返排时，该段波及裂缝段两侧的稠油在大压差作用下进入裂缝形成缝内稠油段而封闭裂缝内压裂液的返排，产生节流现象，造成压后有效流动的缝短，无效支撑压裂缝长，压降漏斗的波及半径受限，使增产幅度小、有效期主要表现在近井地带。

3、对于20米以上的储油厚层，前期采用一次性深穿透、全厚度覆盖射孔，一次性全射孔段大排量常规劈裂压裂单缝，使裂缝纵向延伸严重，缝高达到射孔段的2.5-3.0倍，支撑剂大量充填在厚层底部层段，使无效缝长、缝高大、无效填砂多，离底水较近（10-15米）的缝高控制更为困难,压后易水窜。

4、通过岩芯对比，泥质弱胶结的疏松砂岩储层内钙质夹层、物性夹层和岩性夹层多，与其间的泥质夹层、钙质夹层和物性夹层为连续沉积，地应力差值小，平均为0.5-1.5MPa，厚砂层内非均质严重，压裂液沿应力薄弱点段突进严重，常规水力压裂难以有效均匀造缝、平剖面动用程度低。