王峻源，徐太平，周京偉，袁發(fā)明

（1.中國石油西南油氣田分公司開發(fā)事業(yè)部，四川成都 610021，2.四川捷貝通能源科技有限公司，四川成都 610015)

目前國內(nèi)外針對低滲透油氣藏的改造主要采取體積壓裂的方式，通過壓裂將儲層基質(zhì)“打碎”，形成網(wǎng)絡(luò)裂縫，極大地提高了儲層整體滲流能力。但是部分儲層受天然裂縫發(fā)育、區(qū)域應(yīng)力差異、常規(guī)分層分段受限等因素的影響，導(dǎo)致第一次壓裂時(shí)改造不充分。因此，需要采用重復(fù)壓裂技術(shù)進(jìn)行二次改造，修復(fù)老裂縫的導(dǎo)流能力，形成新的分支裂縫，溝通剩余油氣儲量，最大限度改造殘余油氣富集區(qū)。

水平井重復(fù)壓裂要求暫堵劑必須能有效堵老孔壓新孔，或堵老縫壓新縫，這就需要暫堵劑具有降解時(shí)間長、承壓強(qiáng)度高等關(guān)鍵性能，同時(shí)還需要暫堵劑具有合適的體積、密度、形狀以滿足現(xiàn)場作業(yè)及設(shè)備要求。目前常用暫堵劑主要有三種類型：酸溶性暫堵劑，油溶性暫堵劑，水溶性暫堵劑。其中酸溶性需要在酸性條件溶解，返排不充分會造成地層傷害；油溶性暫堵劑，只適用于油井，其抗壓強(qiáng)度低，暫堵時(shí)間短；常規(guī)水溶性暫堵劑，暫堵時(shí)間短，抗壓強(qiáng)度低[9-11]。

本文研究了一種高強(qiáng)度長效暫堵劑，該材料采用生物單體、功能性單體聚合而成，具有剛性及柔性雙重特性，承壓能力強(qiáng)、封堵效果好、溶解時(shí)間長。目前已在新疆油田、西南油氣田等國內(nèi)主要油田成功應(yīng)用，增產(chǎn)效果明顯。

1 高強(qiáng)度長效暫堵劑的室內(nèi)性能評價(jià)

實(shí)驗(yàn)儀器：恒溫水浴鍋，恒溫烘箱，高溫高壓巖心流動(dòng)試驗(yàn)儀，電子天平。

實(shí)驗(yàn)材料：HHTP-120A、HHTP-120B、HHTP-120C型暫堵劑；人造巖心，標(biāo)準(zhǔn)鹽水，柴油，原油，NaOH，HCl，滑溜水（0.1%有效濃度）。

1.1 暫堵劑的顆粒尺寸

將不同尺寸的暫堵劑（見圖1）進(jìn)行組合使用，可以提高暫堵劑的堆積密度，減少暫堵層的空隙率，提高封堵效果。本研究開發(fā)的暫堵劑可以根據(jù)儲層暫堵炮眼、裂縫大小對顆粒尺寸進(jìn)行定制調(diào)整。現(xiàn)場使用時(shí)，可以根據(jù)暫堵工藝要求，將不同尺寸顆粒進(jìn)行組合使用。

圖1 不同顆粒尺度暫堵劑

1.2 暫堵劑的溶解性能評價(jià)

要避免暫堵劑對支撐劑充填層和裂縫壁面的傷害，需要暫堵劑在施工結(jié)束后能完全溶解。分別測試了濃度為5%的HHTP-120A、HHTP-120B、HHTP-120C在80～120℃不同溫度條件下的溶解情況，暫堵劑完全溶解為均勻溶液的時(shí)間即為溶解時(shí)間。表1數(shù)據(jù)表明，不同尺寸暫堵劑的溶解時(shí)間受溫度影響大，溫度越低溶解時(shí)間越長。不同尺寸的暫堵劑在不同溫度都能徹底溶解，降解性能好，在暫堵作業(yè)完成后可以完全返出。

表1 暫堵劑在不同溫度下的溶解情況

1.3 暫堵劑的暫堵性能評價(jià)

暫堵劑能否起到暫堵轉(zhuǎn)向效果的關(guān)鍵在于暫堵劑的封堵效果和承壓強(qiáng)度。測試了不同粒徑暫堵劑在不同比例下的封堵率，表2數(shù)據(jù)表明，當(dāng)暫堵劑HHTP-120A∶HHTP-120B= 1∶2時(shí)，封堵率達(dá)99% 以上，這也表明該比例下暫堵劑的堆積密度最大，暫堵層的空隙率最小，封堵效果最好。

表2 不同粒徑組合暫堵劑的封堵率

通過巖心流動(dòng)試驗(yàn)儀測定其突破壓力，來確定該比例的暫堵劑形成的不同厚度濾餅的承壓效果。表3數(shù)據(jù)表明，承壓強(qiáng)度隨著濾餅厚度增加顯著提高，其中3mm濾餅的承壓能力達(dá)到75.7MPa，濾餅壓后無變形和破碎現(xiàn)象，如圖2所示，承壓能力最強(qiáng)。

表3 不同厚度濾餅的承壓強(qiáng)度

圖2 不同厚度濾餅承壓后的狀態(tài)圖

將3cm濾餅在滑溜水中浸泡不同時(shí)間，測試其承壓能力隨浸泡時(shí)間的變化情況。表4數(shù)據(jù)可知，浸泡30d時(shí)，承壓強(qiáng)度75.6MPa，僅下降1%，浸泡60d時(shí)承壓強(qiáng)度仍有61.2MPa。實(shí)驗(yàn)表明，濾餅的承壓強(qiáng)度隨浸泡時(shí)間下降緩慢，浸泡時(shí)間在30d內(nèi)時(shí)，濾餅的承壓強(qiáng)度和外觀狀態(tài)基本無變化，如圖3所示。通過以上對比表明，優(yōu)化暫堵劑粒徑比例，可以提高暫堵劑的封堵率，濾餅厚度3mm的承壓強(qiáng)度最好，在滑溜水中的浸泡時(shí)間可達(dá)30d以上。

表4 浸泡時(shí)間對濾餅的承壓強(qiáng)度的影響

圖3 濾餅（3cm厚度）隨不同浸泡時(shí)間變化

1.4 暫堵劑降解液對巖心滲透率的恢復(fù)性能

采用巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)測試了不同類型暫堵劑降解液對巖心滲透率的影響，從表5可知，三種暫堵劑降解液的巖心滲透率恢復(fù)率均在97%以上，對巖心傷害均較低?？梢娫摃憾聞┙到庖簩r心傷害小，不會對儲層造成新的傷害。

表5 暫堵劑降解液對巖心滲透率的影響

1.5 暫堵劑在不同介質(zhì)中的穩(wěn)定性

考慮到地層流體的復(fù)雜性，分別測試了浸泡溫度為90℃時(shí)，濾餅（濾餅厚度3cm）在不同介質(zhì)浸泡后的承壓強(qiáng)度。表6數(shù)據(jù)表明，濾餅在不同介質(zhì)浸泡后的承壓強(qiáng)度變化很小，可見各種介質(zhì)對其承壓性能均沒有明顯破壞作用，可有效防止地層復(fù)雜流體對暫堵劑性能的破壞。

表6 濾餅在不同介質(zhì)浸泡后的承壓強(qiáng)度

1.6 暫堵劑的耐溫性能

將暫堵劑形成的濾餅在不同溫度放置48h，然后采用巖心流動(dòng)試驗(yàn)儀測定其承壓強(qiáng)度?？疾鞙囟葘憾聞┏袎簭?qiáng)度的影響。表7數(shù)據(jù)表明，溫度在120℃以內(nèi)時(shí)，濾餅的承壓強(qiáng)度隨溫度沒有明顯改變。可見在120℃及以下溫度時(shí)，暫堵劑的承壓性能受溫度影響小，可適用于不同溫度儲層。

表7 濾餅在不同溫度下的抗壓強(qiáng)度（濾餅厚度3cm）

2 高強(qiáng)度長效暫堵劑在水平井重復(fù)壓裂上的應(yīng)用

2.1 新疆油田水平井重復(fù)壓裂

新疆油田MaXX井是首次采用暫堵轉(zhuǎn)向體積壓裂的水平井，同時(shí)也是國內(nèi)第一口裸眼水平井重復(fù)壓裂。壓裂采用“堵老縫、壓新縫”的技術(shù)思路，前期采用裸眼封隔器分5段壓裂，重復(fù)壓裂采用暫堵技術(shù)，壓裂11段。裸眼滑套水平井化學(xué)封隔重復(fù)壓裂裂縫監(jiān)測表明，前期對老縫進(jìn)行了有效封堵，在其他部位明顯地壓開了地層，實(shí)現(xiàn)了疏通老縫并進(jìn)行封堵，在新的剩余油區(qū)域壓出新的裂縫。微地震監(jiān)測顯示壓裂施工達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，如圖4所示，裂縫的改造體積顯著提升，壓后該井最高產(chǎn)量達(dá)到30t/d（壓前停產(chǎn)）。

圖4 新疆油田MaXX井重復(fù)壓裂堵老縫、壓新縫的微地震監(jiān)測圖

2.2 長寧頁巖氣水平井重復(fù)壓裂

長寧H井A點(diǎn)井深3 012m，B點(diǎn)井深4 522m，水平段長1 510m，下半支共設(shè)計(jì)3口井水平段箱體對應(yīng)于龍馬溪組2 505.0～ 2 515.0m。長寧H井“I+II”小層鉆遇比例為26.49%，累產(chǎn)氣量4 375.3×104m3，累計(jì)返排液17 044m3，返排率46%。各壓裂段產(chǎn)出貢獻(xiàn)差異大，部分井段生產(chǎn)后期基本無產(chǎn)能貢獻(xiàn)。

通過重復(fù)壓裂前測井分析，采用三種不同粒徑暫堵劑進(jìn)行組合使用。總共完成22次重復(fù)壓裂施工，總液量30 608.32m3，平均單段液量為1 391.29m3，總砂量1 210.31t，平均單段砂量55.01t。本次重復(fù)壓裂通過暫堵實(shí)現(xiàn)了對水平段較為充分的改造，未對鄰井生產(chǎn)造成影響。重復(fù)改造事件數(shù)量和大能級事件數(shù)量明顯小于長寧地區(qū)初次改造頁巖氣水平井?dāng)?shù)量。從微地震事件的分布來看效果較好，微地震事件覆蓋全井范圍，暫堵轉(zhuǎn)向成功，如圖5所示。

圖5 長寧H井首次壓裂和重復(fù)壓裂的微地震監(jiān)測成果圖

3 結(jié)束語

1）高強(qiáng)度長效暫堵劑具有產(chǎn)品粒徑可調(diào)，暫堵性能好，承壓強(qiáng)度高達(dá)70MPa以上，封堵率高達(dá)99%。可完全溶解，在不同溫度環(huán)境中降解徹底，并且降解時(shí)間30～120d可控，降解后巖心滲透率恢復(fù)率達(dá)到97%以上，對地層傷害小。

2）該暫堵劑采用混砂車直接加入，使用方便，完全滿足水平井重復(fù)壓裂暫堵轉(zhuǎn)向的施工要求，已在新疆油田、西南油氣田等國內(nèi)主要油氣田成功應(yīng)用，增產(chǎn)效果明顯，在今后水平井重復(fù)壓裂中具有廣闊的應(yīng)用前景。