第三节 油层改造

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油层改造措施主要包括压裂、酸化、防砂等工艺。自20世纪80年代中期起,胜利
油田先后开展压裂酸化工艺技术研究应用和压裂液、酸液及其添加剂、支撑剂的筛选
应用,引进羟丙基瓜胶压裂液,引进现场大功率千型施工车组,压裂酸化工艺迅速发
展。1996-2005年为胜利油田压裂酸化技术配套完善阶段。压裂酸化设计技术由单井
优化走向区块整体优化,将地应力测试技术及各种配套工艺技术与油藏保护措施一起
介入到油藏工程方案中,从而保证压裂工艺方案和区块方案及油藏工程方案的良好结
合。压裂技术的应用领域在以低渗透油藏为主的前提下,开始向中高渗透油藏延伸。
压裂技术服务范围由胜利油田内部走向全国,并扩展到国外委内瑞拉等油田。
在防砂工艺技术方面,自1996年9月国内第一口海油陆采水平井完井投产后,水
平井防砂工艺技术在胜利油田滨南、临盘、孤东、孤岛、河口、东辛、现河、桩西等
采油厂推广应用;直、斜井防砂工艺也有新发展,PS防砂、复合防砂、压裂防砂、高
压挤压充填防砂等技术满足了油水井防砂的需要。

一、压裂
自20世纪80年代中后期起,随着国内大批低渗透油田的投入开发,压裂技术在提
高低渗透油气田的采油速度和采收率及开采效益等方面起到关键作用,逐渐成为低渗
透油田开发的主导工艺技术。1996年后,随着油藏整体压裂模式的建立,胜利油气区
新开发的低渗透油田获得高效开发。通过对渤南三区和五区、大芦湖、临南、史深1
00、桩23、牛25等区块的综合研究,形成区域构造分析、地应力岩心试验、现场水力
压裂测量、测井分析、数值模拟等配套的地应力测量与描述技术,能够对古构造应力
场和现今构造应力场进行多方法的分析;通过整体投入开发及井网的优化、整体压裂
改造、高压注水优化、深抽工艺配套等技术的综合应用,高压低渗透岩性油藏开发取
得较好的效果。1996-2005年,胜利油气区实施压裂井2000余口,施工成功率95%,
特低渗透难动用储量通过整体改造获得经济动用。
1997年,胜利油田引进国外公司FRACPRO拟三维设计软件进行压裂设计与模拟分
析。1998年后,随着计算机技术的广泛应用,开发出以3D3P、3D2P、2D2P压裂油藏模
拟为基础的整体改造方案的优化设计平台,应用在胜利油气区史深100、大芦湖、牛
25、桩23、樊124等低渗透油田(区块),取得较好的效果。2000年,引进具有国际领
先水平的GOHFER2000、FRACPRO、stimplan等软件,进行压裂设计与模拟分析,具备
国内全三维压裂模拟、三维压裂设计、限流压裂设计等综合设计能力。2001-2005年
,全三维压裂软件在胜利油气区应用300余井次,促进了压裂工艺技术创新。
为适应胜利油气区井深和油层高温的需要,胜利油田研发低渗透油田压裂液体系
及添加剂系列,可应用于油层温度30°——C150°C的地层,最大应用深度580 0米。
HPG压裂液体系应用最为广泛, 截至2005年,胜利油田推广应用2800井次,施工成功
率及有效率均达到95%, 最高砂比为72%,平均单井增油1383吨,经济效益显著,是
国内应用最多的压裂液。 在添加剂方面,OBC-2新型有机硼交联剂应用最为广泛,自
1997年进入现场试验至2005年12月共施工2500余井次,并推广到江苏、长庆等油田,
效果良好。2000年后,胜利油田发展有机硼延迟交联体系,降低深井压裂施工过程的
井筒摩阻;研制低压油气藏化学助排技术,解决了低压地层压后压裂液返排困难的问
题; 开发快速破胶技术,能够控制破胶时间在0.5小——时12小时之内,适用于20℃
——150℃的中低温地层、深井的快速返排。另外,压裂液延缓破胶微胶囊破胶剂(EB
-1)于1996年11月进入现场试验,至2005年12月共施工480余井次,成功率达100%,有
效率达98%。
1995年后,胜利油田在滨南、大北、纯化等7个油田推广薄互层压裂改造技术,
施工成功率达100%,有效率达95%,平均单井增产原油1621.5吨。推广应用转向压裂
技术,可以通过对纵向应力剖面研究,实现4——米5米隔层压裂缝高控制,最小隔层
厚3.5米。 该技术在胜利油气区成功应用20余井次,获得较好的增产效果。推广应用
分层压裂施工工艺,根据产层的分布和储层物性应力特点,采用机械封隔、投球压裂
等工艺, 可以对井段长180米、10个以内的产层进行改造。1997年后,在胜利油气区
推广应用喷砂射孔工艺技术,根据现场施工试验参数计算,喷砂射孔能在目的层喷出
0.3米——0.5米的清洁渗流通道, 降低破裂压力5兆帕1——0兆帕,射孔位置误差小
于0.1米,具有较好的油井增产效果。

二、酸化
自1965年酸化第一口油井起,胜利油田酸化工艺主要是针对油水井酸化解堵,酸
液以盐酸和土酸为主。1995年后,随着新的灰岩油藏的发现,酸化工艺采用大排量酸
化, 酸液浓度在20%——30%,用酸量50立方米——100立方米,由此适用于高浓度
酸化的缓蚀剂被研制开发出来,同时油田引进有关仪器来筛选酸液及各种添加剂,酸
化技术上了一个新台阶。
1996年后,酸化设计软件开始应用于酸化设计。酸化设计软件包括GOHFER2005、
三维酸压及基质酸化设计软件等,配合室内试验评价技术,能够完成基质酸化及酸压
设计与模拟评价工作。
2003年后,胜利油田开发的一种新型稠化酸能满足深井高温碳酸盐岩油气藏改造
的需要,居国内外领先水平。为降低施工中对地面车辆、管线、井内油管的腐蚀,室
内开展对缓蚀剂的试验及研究工作,选出适用于不同油藏的缓蚀剂,相继研制出应用
于不同油藏的一系列酸液及各种添加剂,并形成系列配方。截至2005年底,年均施工
500余井次,效果良好。

三、防砂
20世纪60年代至90年代初,化学防砂与绕丝筛管砾石充填、滤砂管防砂等机械防
砂工艺在胜利油气区应用较广。1996年后,防砂工艺技术重点向机械防砂、复合防砂
等方面发展,至2005年,形成以金属棉(毡)滤砂管防砂技术、循环砾石充填、挤压砾
石充填为主的机械防砂、化学防砂、复合防砂、压裂防砂等多种防砂工艺技术,累计
防砂27236井次,平均防砂有效率69.8%。
针对绕丝筛管易被刺洞而造成防砂失效的问题,采油工艺研究院研发出金属棉(
毡)滤砂管,其结构为镶嵌式和整体式。镶嵌式金属棉滤砂管最初应用于王庄油田郑
408块裸眼井防砂,后用于单家寺油田第一口水平井单2-平1井的防砂,拉开水平井防
砂的序幕。整体式金属棉滤砂管最初应用于王庄油田郑408-1井,后用于极浅海埕岛
油田。1995年,选择埕北11C井组作为防砂试验区,在埕北11C-5井采用整体式金属棉
滤砂管防砂获得成功。1995年后,整体式金属棉滤砂管相继在注蒸汽驱热采井以及斜
井、水平井、气井、侧钻井防砂中得到广泛应用。该工艺由于配套工艺完善,为滤砂
管防砂中应用最广泛的一种,镶嵌式金属棉滤砂管于1997年被整体式滤砂管取代。截
至2005年,水平井防砂主要采用金属棉(毡)滤砂管防砂完井,并形成悬挂式和平置式
水平井防砂工艺技术体系。由于施工简单,滤砂管防砂是胜利油田最主要的防砂工艺
,截至2005年底,施工12609井次,占防砂总井次的42%。
针对单一防砂工艺容易失效、防砂有效期短的问题,1994年,涂敷砂+绕丝筛管
砾石充填复合防砂技术首次在孤东油田疑难井应用,取得成功。1997年,在新滩油田
垦东521等区块开展综合治理,高温涂敷砂+金属棉滤砂管、高温涂敷砂+绕丝筛管等
复合防砂工艺技术得到推广应用,解决了单一防砂工艺技术在油田高含水期适应性变
差的问题。该技术在孤岛、孤东、滨南等油田应用较多,主要应用于粉细砂油气井和
稠油热采井。1996-2000年,该技术应用2851井次,成功率约70%,有效期最短半年,
最长达6年多。随着高压挤压砾石充填防砂技术的发展,复合防砂应用规模开始减小

PS防砂工艺技术(冲洗充填防砂工艺技术)由胜利油田井下作业公司1995年开发成
功,适合于斜井、侧钻井、稠油井、热采井、分层防砂井、普通油气水井的防砂。1
996年4月起,胜利油气区和土库曼斯坦国油田应用该技术防砂687口井,防砂成功61
8口,防砂有效率90%,防砂生产期达一年以上,防砂后平均单井日增原油9.3吨。后
由于覆膜砂固结强度不高,难以满足大压差生产及高产井要求,PS防砂工艺技术逐渐
退出现场。
1999年,胜利油田在乐安油田草124井进行将压裂技术与绕丝筛管砾石充填防砂
技术结合的压裂防砂。2003年3月28日,采油工艺研究院防砂中心将新开发研制的压
裂防砂一体化技术应用于八面河油田面120-4-10井,地层压裂填砂16.8立方
米,环空填砂0.5立方米,施工前日产液4.6立方米,日产油3.7吨,施工后日产液14
.4立方米,日产油8.3吨,动液面上升102米。截至2005年底,压裂防砂在胜利油气区
施工近500口井,成功率80%,防砂有效期1.5年以上,最长有效期900天以上。其中应
用压裂防砂一体化技术施工9口井,成功率88.9%,有效期1.5年以上。
随着油田开发进入中后期,油井含水不断升高,地层出砂加剧,近井地层亏空严
重,需要对其进行砾石充填,以防止更多的地层砂进入井筒。原砾石充填防砂工艺施
工至少需起下三次管柱,才能完成地层充填、环空充填,不仅占井时间长,而且影响
施工效果。针对这些问题,油田发展出高压挤压一次充填防砂技术。该技术于2000年
5月在埕东油田埕27-92井成功实施,防砂后油井产能不降反增。此后,随砾石充填工
具及工艺的不断完善,高压挤压充填不断得到完善和推广应用,防砂井数逐年增多,
截至2005年,施工3000余井次,防砂一次成功率90%以上,整体有效期达1.5年以上,
成为胜利油田开发中后期主导防砂工艺技术之一。
水平井防砂工艺技术经“八五”时期攻关后,有很大发展。1996年9月5日,胜利
油田完成国内第一口海油陆采水平井--孤东7-平1井防砂并投产;1998年4月11日,完
成国内第一口超稠油单井蒸汽驱水平井--SWSD-平1井防砂施工。水平井防砂工艺技术
在滨南、临盘、孤东、孤岛、河口、东辛、现河庄、桩西等油田大面积推广应用,并
形成悬挂式和平置式两大水平井防砂工艺技术体系。截至2005年12月,水平井防砂井
数达到350余口,防砂成功率90%以上,有效期3年以上。