李文濤 車爭安 徐振東 鞏永剛

(1.中海石油(中國)有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津 300459；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

蓬萊油田是一個(gè)石油地質(zhì)儲量達(dá)數(shù)億噸級別的大油田[1]。隨著油田開發(fā)的進(jìn)行，很多井在生產(chǎn)過程中逐漸暴露出諸如出砂、含水率上升，產(chǎn)液量下降等問題。本次研究主要分析了蓬萊油田2口低效井進(jìn)行再壓裂防砂措施，在不進(jìn)行側(cè)鉆的前提下提高油井產(chǎn)能的實(shí)例，為該油田低效井綜合治理提供一種新的技術(shù)及思路。

1 研究背景

蓬萊油田在生產(chǎn)過程中，伴隨著含水率的上升，產(chǎn)液量急速下降；同時(shí)傳統(tǒng)防砂技術(shù)只是被動防砂，無法提高油井產(chǎn)量，從而產(chǎn)生了一大批低產(chǎn)低效井。側(cè)鉆再完井雖然在國內(nèi)外海上油田已廣泛應(yīng)用，但也暴露出后期鉆井難度加大，新側(cè)鉆井的鉆完井投產(chǎn)費(fèi)用高等弊端。在低油價(jià)時(shí)期，如何開源節(jié)流，利用常規(guī)增產(chǎn)手段或者大修手段治理低產(chǎn)低效井，越來越受到重視。

1.1 低產(chǎn)低效井綜合治理要求

對于低產(chǎn)低效井，在側(cè)鉆前需要論證常規(guī)增產(chǎn)措施效果差，且無法實(shí)施大修或大修無法恢復(fù)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能，才考慮實(shí)施側(cè)鉆。否則優(yōu)先開展增產(chǎn)措施恢復(fù)產(chǎn)能，提高油田的經(jīng)濟(jì)開發(fā)效益。95/8″套管壓裂充填防砂井低產(chǎn)低效或是出砂關(guān)停井，恢復(fù)產(chǎn)能目前可采取的方式見圖1。其中，蓬萊油田未進(jìn)行過直接下充填服務(wù)工具、再壓裂充填作業(yè)，因此本次優(yōu)選2口井，對該作業(yè)的可行性進(jìn)行試驗(yàn)。

圖1 95/8″套管壓裂充填井恢復(fù)產(chǎn)能可采取的方式

壓裂充填是常用的增產(chǎn)防砂措施。一般來說，壓裂充填適用于低、中、高滲透率，疏松固結(jié)差的砂巖地層，以及污染較嚴(yán)重的地層[2]。其主要作用有4點(diǎn)：(1) 能夠穿透近井地帶的污染帶，減小表皮因子，提高油氣井產(chǎn)量；(2) 具有良好的防砂效果，從而提高油井壽命；(3) 能減緩近井地帶流體的速度；(4) 能減少近井地帶的微粒運(yùn)移。

1.3 壓裂充填防砂在蓬萊油田的應(yīng)用

管內(nèi)壓裂充填防砂是海上常用的一種防砂方法，可以帶來油井高產(chǎn)、低表皮、低生產(chǎn)壓差，能有效防砂并具有多層封隔的作用。蓬萊油田在2008—2009年進(jìn)行了壓裂充填防砂試驗(yàn)，油井見水后防砂效果明顯。至今累計(jì)壓裂充填作業(yè)井 200余井次，目前壓裂充填已經(jīng)成為該油田生產(chǎn)井的主要完井方式。從目前實(shí)施的效果分析，壓裂充填防砂失效率低，相對于裸眼下入優(yōu)質(zhì)篩管防砂井，日產(chǎn)液、日產(chǎn)油遞減慢，且在含水率上升以后，仍然能夠維持油井較高的產(chǎn)液量，表現(xiàn)出較好的提液效果。

1.4 再壓裂增產(chǎn)機(jī)理

初次人工壓裂在生產(chǎn)一定時(shí)間后會失效，導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。失效的主要原因是由于裂縫及裂縫周圍儲層的堵塞，以及初次人工壓裂裂縫在油氣生產(chǎn)過程中的逐漸閉合。

再壓裂也就是二次壓裂，也即重復(fù)壓裂，是指在同一口井進(jìn)行2次或2次以上的壓裂。

再壓裂增產(chǎn)機(jī)理：(1) 重新?lián)伍_原有裂縫；(2) 讓原有裂縫繼續(xù)延伸，擴(kuò)大原有裂縫范圍；(3) 沖洗裂縫面，解除近井地帶堵塞；(4) 壓開新的裂縫[3]。

1.5 再壓裂在蓬萊油田試驗(yàn)的背景

再壓裂技術(shù)是在國內(nèi)外陸地已廣泛實(shí)施的一種治理低產(chǎn)低效井的手段，以頁巖氣再壓裂技術(shù)尤為突出，但海上油田因場地等因素限制了該技術(shù)的應(yīng)用。早在20世紀(jì)50年代，國內(nèi)外就已經(jīng)開始進(jìn)行重復(fù)壓裂。特別是自2014年以來，國際油價(jià)持續(xù)降低，給石油的上游勘探開發(fā)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，新井的開發(fā)受限于成本的控制。重復(fù)壓裂技術(shù)于是被廣泛地應(yīng)用于各類老井增產(chǎn)改造，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，在美國有將近30%的壓裂屬于重復(fù)壓裂。

在成本可控范圍內(nèi)，盡可能挖掘油井產(chǎn)能，延長油井壽命。經(jīng)過反復(fù)論證，將大修打撈和壓裂防砂技術(shù)有機(jī)結(jié)合，分析對比井況，決定對A井和B井進(jìn)行原井眼再壓裂完井試驗(yàn)，為后期此類低產(chǎn)低效井的綜合治理積累經(jīng)驗(yàn)。

對A、B井是2種不同的處理情況。A井防砂失效且已經(jīng)出砂，所以再壓裂完井需要打撈原井眼中的篩管，然后重新下入新的防砂篩管，重新再壓裂完井；B井原井沒有出砂，只是產(chǎn)量較低，該井只需要再次下入壓裂充填服務(wù)工具，重新再壓裂完井即可。

2 再壓裂試驗(yàn)現(xiàn)場應(yīng)用分析

2.1 A井再壓裂現(xiàn)場試驗(yàn)分析

2.1.1 作業(yè)背景

A井原井完井方式為95/8″套管射孔+優(yōu)質(zhì)篩管壓裂充填防砂完井。該井于2011年2月23日投產(chǎn)，見水后，產(chǎn)液量快速下降，日產(chǎn)油量維持在40 m3。2015年3月進(jìn)行了酸化作業(yè)，酸化后液量上升，半年后產(chǎn)液量加速遞減，累計(jì)產(chǎn)油量14.2×104m3，采出程度為16%。生產(chǎn)動態(tài)表明增產(chǎn)措施有效，但持續(xù)時(shí)間不夠理想。該井出砂躺井，后期修井沖砂證實(shí)該井篩管已經(jīng)破損。出砂前日產(chǎn)液量為162 m3，日產(chǎn)油量為53.3 m3。建議對A井進(jìn)行大修，提高井區(qū)儲量動用程度。

2.1.2 可行性分析

根據(jù)以往作業(yè)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，對于95/8″的STMZ作業(yè)(一趟多層)：當(dāng)中心管長度大于175 m時(shí)，單層作業(yè)成功率低于90%。對于射孔段總跨度且各單層長度差異較大，中心管長度過長的單井作業(yè)，建議將作業(yè)分為2個(gè)階段，有效降低中心管長度，提高作業(yè)成功率。

A井大修打撈再壓裂完井需要采用一趟多層壓裂充填防砂的方式進(jìn)行，因?yàn)閴毫殉涮钭鳂I(yè)不允許防砂段上部套管有與地層連通的情況，A井初始完井跨度為158 m，滿足再壓裂作業(yè)條件。從隨鉆測井解釋分析可知，該井每層均有主力厚油層和其他薄油層組成，再壓裂將在原打開層位進(jìn)行，風(fēng)險(xiǎn)不大。

綜上，通過對再完井跨度和以往隨鉆資料的分析，A井滿足可行性和安全性2方面條件，可以實(shí)施再壓裂作業(yè)。A井再壓裂完井分段數(shù)據(jù)見表1，射孔作業(yè)跨度(底層防砂段頂深與頂層防砂段之間的距離)為158 m。

表1 A井再壓裂完井分段數(shù)據(jù)表

2.1.3 作業(yè)情況

(1) 打撈作業(yè)過程。A井大修打撈作業(yè)過程見圖2中的1—3步，第1步驗(yàn)證充填滑套處于關(guān)閉狀態(tài)。大修采用的主要技術(shù)是一趟管柱分段切割打撈防砂管柱，使作業(yè)效率得到了極大的提高。

圖2 A井大修打撈作業(yè)方案

(2) 再壓裂作業(yè)要點(diǎn)：根據(jù)每層作業(yè)實(shí)際規(guī)模調(diào)整小壓設(shè)計(jì)；主壓階段泵注砂塞測試地層；最高排量為2.9 m3/min；最高砂比為600 kg/m3；充填系數(shù)設(shè)計(jì)為744 ～ 1 190 kg/m；準(zhǔn)備高濃度膠液體系，以防高漏失情況的發(fā)生。

(3) 再壓裂作業(yè)過程。A井再次壓裂施工作業(yè)過程中，4層壓裂作業(yè)的主壓施工作業(yè)均較順利，4層的充填系數(shù)均較高，再壓裂施工參數(shù)見表2。

2.1.4 再壓裂后生產(chǎn)狀況

A井再壓裂前1個(gè)月的平均日產(chǎn)油量為50.0 m3；再壓裂后第1個(gè)月的平均日產(chǎn)油量為78.8 m3。該井大修后解決了出砂問題，產(chǎn)量比出砂關(guān)停前增加了47.9%。

表2 A井再壓裂施工參數(shù)

2.2 B井再壓裂現(xiàn)場試驗(yàn)分析

2.2.1 作業(yè)背景

2010年10月B井初次完井，采用95/8″套管內(nèi)油管輸送射孔(TCP)，下入51/2″ Poromax 300 μm篩管，采用STMZ工具系統(tǒng)進(jìn)行4層壓裂充填作業(yè)。

該井存在的問題：(1) 2013年初，因受效注水井C井出砂停注，其產(chǎn)液量和產(chǎn)油量大幅下降，在C井恢復(fù)注水后，該井產(chǎn)液量和產(chǎn)油量仍未恢復(fù)；(2) 生產(chǎn)測井(PLT)資料顯示，物性好的X4層位(厚 9.6 m)產(chǎn)出量偏少，因此，根據(jù)分析認(rèn)為產(chǎn)量遞減的原因可能是主力層堵塞造成的。對B井進(jìn)行二次壓裂作業(yè)，解除主力層生產(chǎn)過程中造成的堵塞，恢復(fù)該井產(chǎn)能。作業(yè)前平均日產(chǎn)液量為117 m3，平均日產(chǎn)油量為29 m3，含水率75%。

2.2.2 可行性分析

從隨鉆測井解釋分析可知，該井每層均由主力厚層和其他小層組成，再壓裂將在原打開層位進(jìn)行，打開其他層位的風(fēng)險(xiǎn)不大。由于B井生產(chǎn)未出砂，相比于B井來說省去了打撈步驟，且根據(jù)隨鉆測井分析，該井可以實(shí)施再壓裂施工作業(yè)。

2.2.3 現(xiàn)場施工

(1) 再壓裂作業(yè)要點(diǎn)：①下入一趟沖砂管柱確保井筒內(nèi)無沉砂；②下入試擠管柱組合，逐層進(jìn)行擠注作業(yè)；③在壓裂服務(wù)工具下到位后，先進(jìn)行驗(yàn)充填；④合理設(shè)計(jì)主壓泵注程序，開始主壓裂；⑤為了減少再次充填時(shí)砂卡作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，建議充填系數(shù)為 893～1 190 kg/m，計(jì)算充填系數(shù)的厚度指垂厚；⑥控制最高砂比為600 kg/m3；⑦控制最大排量Rmax=2.9 m3/min。

(2) 再壓裂作業(yè)過程。第1層擠注測試結(jié)果：起泵排量0.08 m3/min，之后逐漸提高到0.32 m3/min，將整個(gè)井筒的鹽水替換成線性膠。在壓力為 14.2 MPa時(shí)觀測到地層破裂，逐漸提高排量至 0.68 m3/min，地層再次破裂，說明裂縫有所延伸。最后提高排量至0.80 m3/min，在累計(jì)泵入配制的30 m3膠液后，停泵。觀察10 min，壓力降至11.5 MPa。

第1層循環(huán)測試：由于原來 B井第1層壓裂前沒有循環(huán)測試數(shù)據(jù)，經(jīng)軟件模擬計(jì)算循環(huán)測試摩阻為0.462、0.628 MPa(見表3)。循環(huán)測試壓力較低，與模擬摩阻相近，幾乎沒有盲管埋高。由于盲管沒有埋高，所以適合再次壓裂。

表3 B井再壓裂作業(yè)第1層循環(huán)測試數(shù)據(jù)

B井第1層成功進(jìn)行了再壓裂作業(yè)。第2、3、4層由于擠注測試及循環(huán)測試結(jié)果顯示并不具備再壓裂作業(yè)條件，故現(xiàn)場未進(jìn)行再壓裂作業(yè)嘗試，見表4。

2.2.4 再壓裂后生產(chǎn)狀況

B井作業(yè)前1個(gè)月的平均日產(chǎn)油量為29 m3；再壓裂后1個(gè)月內(nèi)的平均日產(chǎn)油量為30 m3，增油效果不明顯，但該井再壓裂施工作業(yè)是成功的，對第1層初始完井壓裂充填失敗進(jìn)行了補(bǔ)救作業(yè)，大幅度提高了該層的充填系數(shù)。

表4 B井再壓裂各層情況

3 再壓裂防砂作業(yè)費(fèi)用分析

A井打撈再壓裂總費(fèi)用比蓬萊油田81/2″側(cè)鉆井鉆完井的平均費(fèi)用節(jié)省67.3%，B井再壓裂總費(fèi)用比蓬萊油田81/2″側(cè)鉆井的鉆完井平均費(fèi)用節(jié)省70.6%。

4 結(jié) 語

A和B井為蓬萊油田首次再壓裂作業(yè)井，這2口井再壓裂作業(yè)的順利開展表明了該工藝的可行性，同時(shí)也為后續(xù)其他低效井增產(chǎn)方式的選擇提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對2口井重復(fù)壓裂時(shí)的選井選層及壓裂技術(shù)的研究得出以下結(jié)論及認(rèn)識。

(1) 本次2口井可進(jìn)行套管再壓裂完井作業(yè)的前提條件是：初次完井井眼尺寸較大，均為95/8″套管完井。因此建議在前期設(shè)計(jì)中，要通過油藏調(diào)靶、優(yōu)化定向井軌跡等手段，盡量采用大尺寸井眼完鉆。

(2) 高速水充填的井或低充填系數(shù)井，無盲管埋高等井適合作為重復(fù)壓裂的備選井。

(3) 優(yōu)選重復(fù)壓裂井時(shí)應(yīng)同時(shí)結(jié)合多種數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)選：例如油藏?cái)?shù)值模擬分析、鄰井動態(tài)分析、測井PLT數(shù)據(jù)、完井方式、管柱結(jié)構(gòu)等基本信息。

(4) 再壓裂作業(yè)能大幅度節(jié)省鉆完井投資費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益較好，值得推廣應(yīng)用。