唤醒地下沉睡的“黑金”——中原油田东濮致密油体积压裂技术开发纪实

  3月25日,中原油田传出喜讯,该油田濮城采油厂濮自去年7月实施致密油体积压裂措施后,初期日产液7.8吨,日产油6.51吨,含水仅16.2%。截至目前,该井已累计増油677吨。

  “我们开发的东濮致密油体积压裂技术推广应用以来,为油田致密油有效动用提供了技术支撑。该技术还获得了油田2020年度科技进步一等奖。”中原油田石油工程技术研究院油层改造技术研究所工程师贾振华表示。

  迎难而上 向致密油开发进军

  “油田经过数十年高效开发,常规油藏接替资源已明显不足,寻找非常规资源极为迫切,致密油将成为首选。”贾振华说。

  据介绍,致密油气藏属于非常规储层,在油田东濮凹陷沙河街组普遍发育。“据‘十三五’资源评价,油田致密油资源量达7.29亿吨,具有巨大开发潜力,是油田重要的储量接替对象。”贾振华介绍说,由于致密油气藏油气流动性极差,有效动用难度大,常规压裂裂缝单一,改造范围相对较小,不能完全满足非常规储层勘探开发的需要,必须加大致密油体积压裂技术的研究。

  体积压裂技术是通过水力压裂的方式将储层基质“打碎”,大幅增加储层改造体积,形成复杂裂缝系统,使裂缝壁面与储层基质接触面积增大,让储层内的油气向裂缝渗流距离最短、阻力最小的地方流动,提高致密储层整体渗流能力。虽然体积压裂技术已是国内外实现致密储层有效动用的核心技术,但是东濮致密油储层具有埋藏深、单层厚度小、岩性复杂、连通性差等特点,对体积压裂技术不能做简单“克隆”,必须研究出适应东濮深层致密储层特点的体积压裂技术,从而实现东濮老区接替储量的升级动用。

  为此,2019年中原油田对东濮致密油体积压裂技术开展立项攻关。石油工程技术研究院成立了致密油体积压裂攻关团队,向致密油有效动用技术发起进攻,以技术创新唤醒地下沉睡的“黑金”。

  攻坚克难 掌握“甜点”识别技术

  早在2010年,油田就已经开展非常规致密油地质研究,证实了东濮泥页岩夹薄砂型致密油资源有效开发的可行性,但单层厚度小于2米的层占比达75%,开发进展较为缓慢。

  “由于受地质条件、技术水平等因素限制,油田对致密油有效动用技术一直未开展有针对性的系统研究。”贾振华表示,要提升致密油动用率,油田必须加强致密油储层的基础研究,从“甜点”识别技术入手,找准储层压裂的“靶心”。

  油田科研人员用新钻濮156井天然岩芯作样本,开展了全直径大物模实验,揭示了致密储层裂缝起裂及扩展机理。在致密储层分析评价的基础上,他们依托大物模实验技术手段,明确了地应力差异系数与岩石脆性是决定东濮致密储层裂缝复杂程度的主要因素,综合致密储层脆性指数、水平应力差异系数、裂缝发育指数和断裂韧性等因素,采用层次分析法确定致密油储层工程“甜点”品质评价方法,指导致密储层纵向“甜点”识别,为精准“剥开”致密油宝藏提供了技术保障。

  裂缝网络 把地下“珍珠”串起来

  “东濮致密储层纵向以泥岩夹薄砂型互层沉积为主,储层被泥页岩隔开,就像一个个珠子,虽然小层很多,但纵向连通性差。”贾振华说,如何将这些“珍珠”串起来,在“甜点”段形成像树枝一样的裂缝网络,从而增大改造体积,是科研人员攻关的核心目标。

  科研人员通过对压裂液黏度在致密储层不同注入阶段、不同工况缝高扩展的影响研究入手,确定了高黏度压裂液的注入参数及注入量,形成纵向穿层技术,实现薄砂层的纵向沟通,像串糖葫芦一样把“珠子”串起来。根据低黏度滑溜水穿透性强的特点,研究形成了平面裂缝复杂化技术,使裂缝在储层内横向扩展,从而形成像树枝一样的裂缝网络,实现了储层的立体改造。同时,科研人员开发了与多尺度裂缝缝宽匹配的组合粒径支撑剂充填技术,有效支撑复杂裂缝系统。

  经过两年持续攻关,科研人员针对东濮致密油储层泥岩夹薄砂互层沉积特点,创新形成了低排高黏纵向穿层、高排低黏平面扩缝、组合粒径支撑的东濮致密油体积压裂技术。

  “截至目前,该体积压裂技术在东濮老区试验应用7井次,累计增油4825吨,解决了特低渗致密油气藏低产难动用问题。”贾振华表示,致密油体积压裂技术研究路长途艰,科研人员将持续攻关水平井多段多缝体积压裂技术,研发低成本滑溜水压裂液,力争取得新的重大突破,助推油田致密油高效开发。

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