巴肯页岩油藏压裂增产作业的最佳实例(2012年第12期).doc

《巴肯页岩油藏压裂增产作业的最佳实例(2012年第12期).doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、巴肯页岩油藏压裂增产作业的最佳实例BarryT.Hlidek，BradRieb摘要：本文通过一项为期三年的对加拿大萨斯喀彻温巴肯页岩地层超过460口井的几千次增产作业的生产结果研究，总结了压裂增产作业的最佳实例。作业变量包括：支撑剂类型、砂比、压裂液配方、作业规模、井筒方位角以及分支裂缝密度。作业效果基于四个月累计产量的比较，包括：油、水和总液量。巴肯是深度约为1500米的低渗透产油和水的地层。研究区占地约390000公顷，位于威利斯顿盆地的北部地区。这一区域井的经济生产需要支撑剂压裂增产。研究中所有井都是水平井，通常是在中巴肯层裸眼完井

2、。大多数完井包含多级封隔作业。遇到的一个重要挑战是在压裂设计时存在一个上覆水层，Lodgepole。压裂作业击穿Lodgepole水层被认为不是最优的，因为会产出额外的水。本文还将考察该区的设计和操作因素，包括作业量、泵速和流体化学性质。本研究中的井主要用两类水基压裂液完井。作业规模和作业速度是重要的考虑因素。限制裂缝增长的要求与理论上需要一个大的有效裂缝相冲突。然而，研究表明，支撑剂浓度和由此产生的裂缝导流能力影响生产。同时也考虑了分支长度、压裂级数和级间距的影响。本研究结果将作为最佳实例，可以用来在这重要的产油盆地改进完井技术以最大限

3、度地提高油气产量而没有产出过多的水。1引言虽然很久以前就开始了页岩油的开发，但加拿大巴肯页岩的开发在过去几年中通过应用裸眼水平井、多级压裂封隔工具以及优化的压裂设备和技术恢复了活力。巴肯已成为加拿大和美国最大的陆上油层。威利斯顿盆地北部的Viewfield巴肯区不同于盆地中心的巴肯页岩（位于美国北达科他州），因为它埋深较浅，温度较低且易于产水。研究区的中巴肯深度约1500米，压裂梯度为15.4kPa/m。地层静温约为65℃。图1显示了威利斯顿盆地的位置以及盆地内的Viewfield区域。巴肯地层非正式地分成三个性质不同的层，俗称下巴肯黑页

4、岩层、中巴肯砂岩层和上巴肯黑页岩层。有生产效能的中巴肯层是一种非常细的粒状、泥质、白云质砂岩和粉砂岩。平均总厚度为5-30m。上下巴肯页岩为片状、非钙质，且富含有机物，颜色从暗灰色至棕黑色至黑色。上巴肯页岩比较薄。巴肯层位于上泥盆系ThreeForks层上方（Torquay/BigValley）和下密西西比系Lodgepole层下方。基质渗透率范围为0.01-0.5mD；含水饱和度平均值为50%，孔隙度范围为5%-12%。20世纪50年代在北达科他州巴肯地层开始采油。直到20世纪50年代初在直井中开始支撑剂压裂增产，1990年之前胶凝原油

5、是压裂液的首选。加拿大早期作业利用10-15吨的20/40或10/20砂，支撑剂浓度为1000kg/m3。作业泵速范围为1-3m3/min。出于水基系统的安全和经济方面的考虑，用原油做为基液被停止。20世纪90年代和图1地理位置21世纪初主要的压裂液选择是淡水交联瓜胶或瓜胶衍生聚合物。典型压裂作业包括6吨20/40的砂，浓度为1000kg/m3。作业速度被限制为1m3/min或更低，以阻止从Lodgepole层产水。图2巴肯生产单元地层柱状图巴肯第一口水平井由MeridianOilInc在1953年完成。水平井钻井在加拿大开始于本世纪初。

6、大多数巴肯水平井钻于2005年后。一些早期的水平井完井是裸眼压裂，无任何封隔技术。作业规模大到120吨20/40的砂，速率为15-17m3/min。在作者看来，这些井都不能沿水平段有效地增产。一些明显的过量产水与裂缝高度增长有关。2研究范围图3直井测井曲线显示了Lodgepole、Bakken和Torquay层。优化标准：本研究的目的是井成功的增产，是指井获得最高产油量及最低含水量。所有产量都归一化到零点，产量的单位为“累积产液量，m3/h”，本文后面将之称为“产量”。图中将使用术语“累积产液量，m3/h”。生产周期为四个月，数据来源于公

7、开的生产记录。生产周期小于四个月或处于保密状态下的井不包括在内。本研究的井都是单水平井；不包括多分支井。所有井的压裂增产都使用20/40砂。用于低浓度（30-50kg/m3）冲刷或多段压裂修复的砂不包含在支撑剂总数中。井范围限于42个城镇的特定区域，以减少地质不确定性。分析包括463口井，总计约3900次压裂作业。水平段长度范围为400-1350m。早期水平井作业不使用机械封隔的被排除。增产方案的经济分析不在本文讨论范围内。图4所有井的产油量和产水量关系图图5研究井的地理位置图4是一个生产曲线，显示水与油的关系（如上面定义）。成功的井位于

8、图中的右下象限。本研究的主要目的是确定作业参数和完井参数对井产量的影响。作者提醒，其他变量的参与以及油藏组成没有考虑。其他作者也指出，由于在巴肯水平井中缺乏优质储层表征，因此难以获得特定油藏的