稠油热釆井STMZ压裂充填工艺参数优化方法研究

张中平¹，张 顺²，袁 征²

(1.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459；

2.中海油田服务股份有限公司，天津 300459）

摘  要：稠油热采井STMZ压裂充填长效防砂技术由于具备“低表皮、深穿遗、高导流”多重效果，可确保不降低原始生产速率的前提下实现适度防砂,但目前海上油田针对STMZ压裂充填工艺应用案例较少，工艺参数无法得到有效借鉴。基于渤海湾X油田储层特征,创建双翼裂隙流动耦合模型,对人工裂缝、砾石尺寸、充填规模等关键工艺参数进行优化，形成一套适用于高孔高渗疏松砂岩稠油油藏的STMZ压裂充填工艺参数优化方法供現场参考。结果分析表明，在高孔高渗疏松砂岩储层中采用STAMZ 压裂充填作业时,裂缝半长需控制在 <20m,裂缝宽度<20mm,砾石尺寸在30 ～50 目 (0.28 ～0.60mm),充填系数为98kg/m,可确保获得较高产能效果。该方法目前已在渤海油田批量化应用,改善效果显著。

关键词：压裂充填;STMZ工艺;充填规模;裂隙渗流

0 引言

我国海上疏松砂岩稠油油藏主要分布在渤海湾新生代含油气盆地，分布面积广泛、探明储量高，具有广阔的开发前景。然而，在高孔高渗疏松砂岩稠油油藏开采过程中，往往存在岩石骨架松散、砂粒间胶结弱、细粉砂含量高，泥质含量中多以蒙脱石、伊利石等强水敏性成分为主，并且高黏度原油对岩石骨架产生更大的拖拽力，因此导致油井出砂严重、产能递减速率快。近年来，压裂充填工艺在疏松砂岩稠油油藏开发中广受欢迎，众多学者在工艺参数优化方面的研究成果相对较多，Gnubert首次提出压裂充填方法，证明了压裂充填技术具有更高的初始压裂速率和防砂生产连续性的理论效益。Guo等针对弱胶结储层研究不同砾砂中值比对防砂及导流能力的影响，最终确定弱胶结储层压裂充填的最佳砾砂中值比为6.8～9.7。Wang等采用压裂模拟软件对压裂防砂工艺进行优化,最终确定优化后裂缝宽度>20mm，裂缝半长限制在＜50m。王浩宇等”针对渤海油田某口井对裂缝尺寸进行了优化,其中裂缝宽度13mm,裂缝半长29m。

目前，稠油热采井STMZ压裂充填防砂技术在陆地油田应用相对成熟，而海上油田应用案例相对较少，工艺参数无法得到有效借鉴，现有的设计方法受储层特征和地理环境影响大多不具备普遍适用性。基于此，本文采用有限元数值模拟方法，针对STMZ技术原理和施工工艺参数等方面展开优化研究，并通过现场应用验证技术和模型的可靠性，可为海上STMZ压裂充填施工提供参考。

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