鄂尔多斯盆地大牛地气田碳酸盐岩储层差异化分段酸压技术及其应用

鄂尔多斯盆地大牛地气田马五₅亚段碳酸盐岩气藏具有储集空间类型复杂、孔隙度和渗透率低、非均质性强等特征。对水平井采用单一酸压技术改造后测试产量差异大,低产井比例高。为提升该类气藏开发效益,综合考虑钻、测、录井及压裂特征,开展了储层类型划分,针对不同类型储层特征及改造难点,优化酸压施工的关键参数,形成了差异化分段酸压技术。结果表明,不同类型储层所适用的酸压技术不同：洞穴型储层宜采用多级注入闭合酸压技术,多级注入液体采用线性胶+胶凝酸按2～3级交替注入,酸液与压裂液体积比例为1.2～1.3;裂缝-孔洞型储层宜采用变黏度酸多级注入酸压技术,高低黏酸液的黏度比为5～10,施工排量7 m³/min以上;孔隙型储层宜采用多级注入加砂酸压技术,酸蚀裂缝半长应大于120 m,导流能力大于30μm²·cm。实施差异化分段酸压后,11口水平井平均测试产量相比前期提升了64.3%,增产效果显著。研究成果可为同类气藏的高效酸压改造提供借鉴。     

致密碳酸盐岩气藏体积酸压可行性研究及施工效果 ——以鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐岩气藏为例

针对致密碳酸盐岩气藏难以获得高产、稳产这一难题,借鉴国外页岩气体积改造理念,对鄂尔多斯盆地下古生界致密碳酸盐岩气藏体积酸压可行性进行分析。首先阐述了致密碳酸盐岩气藏体积酸压的增产机理,在此基础上,从储层可压裂性、天然裂缝发育状况、水平主应力差、水力裂缝与天然裂缝夹角4个方面分析了体积酸压在致密碳酸盐岩气藏开发中的优势及其局限性,并针对技术局限性提出了相应的改造策略。研究结果表明,体积酸压可形成复杂的裂缝网络,获得较大的储层改造体积;其增产改造效果与储层中的岩石可压裂性、天然裂缝发育状况及天然裂缝与水力裂缝的夹角密切相关,较大水平主应力差会对裂缝网络的形成产生不利影响,可通过可降解纤维暂堵转向技术或转向酸酸压来弱化甚至消除该影响。先导试验结果表明,18口井体积酸压后比邻近常规酸压井增产60%以上,1个月后,其中7口井的日产气量比常规酸压井高41%以上,说明体积酸压比常规酸压在鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐岩气藏中具有更好的增产效果和较好的应用前景。     

致密碳酸盐岩储层复合缝网酸压技术研究及矿场实践——以大牛地气田下古生界马五5碳酸盐岩储层为例

大牛地气田下古生界马五₅碳酸盐岩储层为低孔、低渗致密储层,储层丰度低,天然裂缝发育,常规酸压技术改造体积有限,水平井投产后产量递减快,稳产难度大。针对这些问题,分析了大牛地气田下古生界马五₅碳酸盐岩储层岩石脆性指数特征,开展了复合缝网酸压技术研究,采用“大排量前置液造缝+大规模胶凝酸缝网酸压+后置支撑剂保持裂缝导流能力”的设计思路,将水力加砂压裂与胶凝酸酸压复合,并优选复合缝网酸压线性胶前置液体系、胶凝酸体系及组合支撑剂体系,优化复合缝网酸压施工排量、施工液体用量比例及支撑剂用量等施工参数。矿场实践表明,该技术对大牛地气田下古生界马五₅碳酸盐岩致密储层具有较好的适用性和显著的改造效果,对大牛地气田下古生界气藏的大规模建产意义重大。     

大牛地气田转向酸酸压技术研究与应用

在分析大牛地气田碳酸盐岩储层地质特征的基础上,针对储层改造现状和改造难点提出了转向酸酸压技术,从理论和实验方面分析了转向酸体系的转向机理;通过流变性能、酸岩反应动力学、转向性能及破胶性能实验．分析了转向酸体系的综合性能;最后在×井试验应用了转向酸酸压工艺,取得了大牛地气田碳酸盐岩储层勘探开发的突破、     

体积压裂在大牛地致密砂岩储层水平井的试验应用

为进一步提高大牛地气田储量动用程度,加快天然气开发步伐,开展了体积压裂应用研究及现场试验。初步论证了大牛地气田体积压裂的可行性,并提出了大牛地气田体积压裂实施控制技术——裸眼水平井段内多缝体积压裂技术。该技术现场应用2口井,压后最高无阻流量达11.1×104 m3/d,是同层位邻近水平井的1.8³.8倍,取得了明显的改造效果。该技术的成功应用为华北分公司利用水平井高效开发大牛地气田探索了一条新途径。     

大牛地气田石炭系—二叠系致密砂岩储层孔隙结构特征及其影响因素

致密砂岩储层的孔隙结构是决定其储层物性及油气产能的重要因素。应用铸体薄片及压汞等分析化验资料对大牛地气田石炭系—二叠系致密砂岩储层孔隙结构特征及其影响因素进行了研究。结果表明,研究区储层储集空间以次生孔隙为主,粒间溶孔及粒内溶孔是砂岩的主要孔隙类型。储层排驱压力平均值以及最大孔喉半径平均值在不同组的变化趋势相似,中值压力平均值总体呈现与排驱压力相反、随埋深增加而变小的特点,孔喉分选较差,孔喉分布极不均匀,且以细微孔及微细喉、微喉组合为主。孔隙结构的影响因素主要为埋深及碎屑颗粒组分。随着埋深的增加,孔隙和喉道变小,排驱压力增大;受选择性压溶及选择性次生加大作用的影响,长石及岩屑含量升高有利于孔喉的保存。     

复合改造技术在大牛地气田碳酸盐岩储层的应用

大牛地气田下古碳酸盐岩储层总体表现为开发难度大的低孔、低渗和低压气藏,单纯的酸化改造在PG1和PG2水平井施工效果不理想。结合酸化改造的难点和关键以及水平井改造技术,总结前期酸化改造经验和教训,探索出一项复合改造工艺技术,弥补了单一酸化和水力压裂的不足,该技术适用于大牛地下古生界碳酸盐岩储层的改造并且在PG4水平井中得到成功的应用,为后续碳酸盐岩储层的改造提供借鉴和指导。     

大牛地气田致密砂岩储层测井评价

针对大牛地气田低渗、低孔致密岩性气藏,建立了一套适用的测井识别与评价技术。通过分析大牛地气田上古生界致密储层的"四性"关系,深化了对大牛地气田上古生界低孔、低渗致密含气储层测井响应特征的认识;分类提取了测井特征参数,建立了大牛地气田的气层测井划分标准和分类评价标准,为正确评价储层及气层提供了技术条件。提出了对储层进行产能预测评价的方法——测井参数优化合成法,利用孔隙度、有效储层厚度、密度、电阻率、泥质含量、声波时差和含气饱和度,分不同层组建立了无阻流量的合成系数公式以及无阻流量的估算公式。实际资料处理结果表明,预测产量与实际产量较吻合,为油气井后期测试投产提供了依据。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气层应力敏感性综合研究

致密砂岩气藏开发过程中有效应力增加所带来的渗透率应力敏感损害是导致气井产量快速递减的根本原因,故对应力敏感性损害机理研究能够为气层保护工作提供合理依据。在考虑岩石组分、裂缝、温度、含水饱和度和施压次数等因素的同时,对大牛地气田致密砂岩应力敏感性进行了评价,指出随岩屑含量增加和温度升高,致密砂岩应力敏感性增强,温度与有效应力联合作用使致密砂岩应力敏感性更强,水的存在对致密砂岩应力敏感性具强化作用;重复施压过程造成致密砂岩渗透率不断降低,裂缝岩样的渗透率应力敏感程度远大于基块;采用屏蔽暂堵储层保护工作液技术能够减轻致密砂岩气层的应力敏感性损害。     

大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式优化探讨

大牛地气田下古生界水平井形成了以裸眼预置管柱多级管外封隔器完井,投球打滑套方式分段改造,以水力加砂压裂和胶凝酸酸压相结合进行大排量复合酸压,取得了初步成果。但由于裸眼预置管柱完井裂缝起裂位置不明确,投球打滑套分段压裂时滑套打开后酸液与储层接触面积大,酸液滤失严重,酸压改造体积有限。针对这些问题,开展了大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式论证,优化不同井身结构下固井完井管柱,优选不同完井管柱下分段改造方式。对马五5气层的一口水平井采用三级井身结构4 1/2"尾管悬挂固井完井,可钻桥塞分段改造方式进行大排量复合酸压。现场试验表明固井完井方式下选用合适的改造方式能满足大排量复合酸压的施工要求,水平井压后能取得较好的产量和较强的稳产能力,固井完井及优化的改造方式对大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏有较好的适用性。     

大牛地气田高产井储层特征及主控因素研究

大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡,属于典型的致密低渗气田。通过对大气地气田高产井储层类型的研究,将储层划分为四种类型,分析了各类储层的岩石成分、物性特征及微观孔喉结构特征,并对高产气层的分布模式和天然气富集主控因素进行了分析,明确了沉积微相、岩石成分及微观孔隙结构等的有效组合是大牛地气田天然气获得高产的主控因素,对寻找天然气富集区和井位部署具有良好的指导意义。     

大牛地气田马五_5白云岩储层特征及分布规律研究

以沉积岩石学、油气地球化学、碳酸盐岩储层地质学为理论基础,通过大量钻井岩心观察、测井分析、薄片和扫描电镜鉴定、物性及压汞分析,研究了大牛地气田马五_5亚段白云岩储层特征及分布规律。结果表明,马五_5亚段储层岩石类型以粉–细晶白云岩为主;储集空间以晶间孔隙型为主,裂缝–孔隙型次之;平均孔隙度为5.41%,平均渗透率为1.05×10~(-3)μm~2,属于低孔低渗储层。马五_5白云岩是表生期向下渗流的岩溶水与地层本身沉积的泥晶灰岩交代作用形成,其分布与奥陶系风化壳岩溶古地貌密切相关,主要分布在大牛地气田西部、北部的侵蚀高地以及东部、南部的侵蚀沟槽区,中部的斜坡台丘及斜坡区白云岩欠发育。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田奥陶系“垮塌”型岩溶储层发育规律

随着水平井压裂技术在大牛地气田奥陶系风化壳气藏开发中的成功运用,低孔、低渗、强非均质性的岩溶储层显示出良好的天然气开发潜力,储层发育规律是风化壳成藏的关键。通过岩心观察,结合大量的测井资料,利用岩石相进行岩溶旋回和储层发育规律的研究,结果表明：①奥陶系马家沟组发育3期岩溶,上部两期岩溶规模较大,下部第三期岩溶规模较小,风化壳储层的发育主要与上部两期岩溶有关;②膏质云岩、泥云岩的长期溶蚀,导致水平洞穴层顶板发生破裂,部分上覆地层垮塌,最终形成一套厚层的岩溶角砾岩;③储层主要发育在岩溶强度相对较弱的区域,平面上主要发育在岩溶斜坡的残丘,纵向上则发育在上部两期岩溶保存相对完整的垂直渗流带,发育的岩石相为裂纹-镶嵌角砾岩相。利用岩溶旋回和岩相对有利储层发育区进行了预测,指明了下一步天然气勘探开发的方向。     

沉积背景控制下的储层预测方法——以大牛地气田TGM地区的应用为例

TGM地区是大牛地气田天然气产能建设的重要区块,但该区天然气储层层系多、厚度薄,横向非均质性强,加之地震资料分辨率低,导致精确储层预测困难。为减小TGM地区储层预测的多解性,最大限度地提高储层预测的精度,在深入分析TGM地区储层发育地质特征的基础上,提出了沉积背景控制下的储层预测思路：将TGM地区储层预测作为一个系统工程,首先从储层的沉积背景出发圈定储层发育有利区块;然后针对有利区的地质情况和地震资料特征,选取针对性的储层预测方法和技术,对储层进行精细刻画。针对TGM地区太原组、山西组和下石盒子组储层预测的结果与钻井的符合率在90%以上。     

大牛地气田回注井地层敏感性实验研究

大牛地气田W-4污水回注井储层结构致密,岩心孔隙度在10%～15%,属于低孔隙度、低渗透率砂岩储层。该井在污水回注过程中,回注压力急剧升高,影响正常回注。针对该井回注压力升高过快的问题,进行了储层敏感性实验研究。结果表明:W-4井储层具有弱速敏、强水敏和弱碱敏,且随着回注水水量的增大,岩心渗透率逐渐降低,影响回注生产作业。根据实验研究结果,提出了对策措施,对于解决压力升高的问题具有指导意义。     

缝网体积压裂在大牛地重复压裂井中的应用

大牛地气田具备重复压裂基础,前期优选了7口井开展重复压裂先导试验,常规加砂压裂整体效果不理想。通过采用一种新型压裂工艺,对老井进行二次挖潜,旨在提高老井的采收率。利用压裂软件建立典型的压裂模拟模型,对不同泵注工艺条件下支撑剂在裂缝中的铺置剖面情况进行模拟,明确影响缝网体积和支撑剂铺置的主要影响因素。并对影响改造效果的排量、液量、砂量以及前置液比例等关键参数进行优化,实现体积改造最优化。开展大牛地盒3气层的有利条件的评价,形成了一套适合重复压裂的缝网体积压裂技术。现场应用效果来看:4口老井采用缝网体积压裂后均实现增产,日增天然气8000 m^3左右。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田盒3段河道砂岩相控储层预测

鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系下石盒子组盒3段属于典型的河流相沉积,由于地震属性预测受地震分辨率限制,造成河道砂体储层预测的多解性。应用高分辨率层序地层学,对盒3段目的层进行了沉积相展布规律研究,认清了盒3段顶界面地震反射层Tf9是一个在全区有近似等时地质意义的反射界面,盒3段上砂组的厚度与Tf9平均振幅的统计关系符合调谐振幅原理,从而优选出盒3段砂岩的振幅敏感属性。通过地震相、测井相及沉积微相综合分析,认为盒3段振幅敏感属性平面图与其沉积相展布规律一致,通过相关分析能较好地预测出砂岩发育的有利区。在D66井附近目标区的实践表明,砂岩预测结果与实钻吻合率达90%。由此表明,以沉积相、沉积特征约束地震属性预测能实现对复杂地质体的准确预测和描述。     

大牛地气田气井最小携液产量研究

探讨大牛地气田气井最小携液产量,可为气井合理产量的制定、排水采气工艺措施的优化提供依据.在综合分析大牛地气田气井积液特征的基础上,提出了气井积液的地面识别标准,并运用该标准对研究区270井次的积液情况进行判别;在考虑井筒注醇和温度、压力影响的情况下,通过实验确定了气液界面张力值,在此基础上提出了大牛地气田气井最小携液产量公式,研究区270井次的积液情况对公式进行检验的结果表明,该公式对气井积液判断的正确率为93.3%,比用李闽公式判断的正确率提高了24.8%,能较好地判别大牛地气田气井的积液情况.     

鄂尔多斯盆地大牛地气田晚石炭—早二叠世地层划分

根据本溪组和太原组的岩性组合、沉积旋回、标志层和沉积演化史,结合区域地质研究认为,本溪组时代属晚石炭世本溪期,下段为铝土质岩,相当于区域上的铁铝岩段;上段为砂泥岩夹薄煤层,局部夹1～3层灰岩,相当于区域上的半沟段。太原组分为3段,下段为砂泥岩夹薄煤层,相当于区域上的晋祠段,时代属晚石炭世;中段为主煤层、灰岩及与其相当层位的泥岩,相当于区域上的毛儿沟段;上段为砂岩与暗色泥岩互层夹煤层和0～2层灰岩,组成两个旋回,相当于区域上的东大窑段;中、上段时代属早二叠世。