鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂优化设计

鄂尔多斯盆地长7致密油储层致密、油藏低压。储层天然微裂缝发育程度和岩石脆性评价表明,盆地致密油储层物性对水平井分段体积压裂具有良好的适应性。以提高水平井多段压裂井网形式和布缝的匹配性为目的,优化了与注采井网相适配的施工参数,结果表明,实现体积压裂的排量为4~8 m3/min,单段砂量40~80 m3,入地液量300~700 m3,并形成了"低黏液体造缝、高黏液体携砂、组合粒径支撑剂、不同排量注入"的混合压裂设计模式。矿场井下微地震监测对比了体积压裂与常规压裂对裂缝扩展形态的影响,结果显示致密储层采用体积压裂的改造体积和复杂指数是常规压裂的2倍左右,且与井网适配性良好。通过开展致密油开发矿场先导性试验,水平井单井初期产量达到8~10 t/d,第1年累计产油量达2 000 t左右,且无裂缝性见水井,证明对于鄂尔多斯盆地的致密油开发,采用水平井五点井网+混合水体积压裂可以获得较高的单井产量和良好的开发效益。该项技术对其他油田的非常规储层开发有一定的借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地南部致密油藏水平井智能分采技术研究与试验

为解决鄂尔多斯盆地南部致密油藏水平井大规模压裂开发以后面临的低产、低液和低效问题,进一步描述油藏动态、提高开发效果,通过评估低效水平井的潜力,制定了可行的解决方案和复产措施,基于远程智能控制原理,研制了高性能井下智能开关器,应用机电一体化手段将智能微电子技术应用于生产管柱中,形成了低成本且工序简单的智能分采技术,并基于多封隔器组合管柱力学效应计算方法,对智能分采管柱的变形量及卡水过程中所受的载荷进行了计算,以确保封隔器不会出现移动失效的问题。5口井的现场试验表明,该技术能够有效采集生产数据,降低含水率、提高产量,并且具有施工成本低和调层方便等优点,可以为致密油藏水平井控水稳油高效开发提供有效的技术支撑。      

双重介质致密砂岩储集层有效性综合评价——以鄂尔多斯盆地西南部红河油田长81油藏为例

鄂尔多斯盆地西南部红河油田延长组长8¹致密砂岩储集层同时发育孔隙型和裂缝型双重储集空间。孔隙型基质储集层具有填隙物成分复杂、岩石粒度细、孔喉结构复杂、物性差和非均质性强等特性,导致有效储集层特征不明确,储集层产量普遍较低;同时,不同产状、张开度和充填程度的裂缝对基质储集层渗透性改造程度不同,井间产能差异较大。基于岩心分析资料,以测试、生产数据为约束条件,综合运用地质研究和测井手段,选取有利测井相、孔喉结构、储集性、渗透性以及裂缝有效性等五项评价指标对长8¹双重介质致密砂岩储集层进行有效性综合评价,并建立了评价标准。对研究区域内31口井的分析表明,储集层有效性评价结果与生产情况有良好一致性。     

鄂尔多斯盆地延长组储层致密化及其影响下的致密油充注特征

通过对鄂尔多斯盆地延长组储层成岩作用、致密历史、油水分布特征的分析,并结合充注动力与阻力的计算,探讨了储层早期致密化影响下的致密油充注特征。结果表明,延长组长6-长8段储层孔隙演化经过4个阶段,在中成岩阶段A1期基本达到致密,而此时油气大规模充注尚未开始。储层早期致密化形成的高充注阻力导致浮力难以成为驱替致密油运移的有效动力。同时,结合该区具有紧邻源岩的致密砂岩普遍含油、"甜点"富油且流体分异性差的特征,认为广泛发育的长7段烃源岩与长6和长8段储层间的剩余压力差是致密油充注的主要动力,且是导致致密砂岩含油而甜点富油的重要因素。     

致密油聚集模型与数值模拟探讨——以鄂尔多斯盆地延长组致密油为例

致密油可划分为页岩油、互层或夹层型致密油和邻源型致密油3种,根据它们的地质特点和成藏机理建立成藏模型。结果认为：页岩油的成藏过程很特殊,既没有经历二次运移也没有进行初次运移,只发生原始运移：互层或夹层型致密油属于自生自储型,是初次运移的结果;邻源型致密油是一种过渡型油藏,介于初次运移与二次运移之间。是“膨胀力”驱动的结果,．基于这种认识,提出“膨胀流”驱动论,并以此为基础建立了邻源型致密油数值模型、互层或夹层型致密油的自生自储数值模型及页岩油数值计算的容积法模型。应用实例证明,该技术具有较好的应用前景．．     

页岩气储层四维地应力演化及加密井复杂裂缝扩展规律

页岩气储层天然裂缝发育,非均质性和各向异性强,储层压力、地应力等地质力学参数随着页岩气开采不断演化,使得老井与加密井裂缝扩展存在明显差异,这对后期加密井部署和压裂改造设计具有重要影响。综合考虑页岩气储层地质力学参数、天然裂缝等的非均质性和各向异性,提出了一套基于储层四维地应力演化的页岩气藏加密井水力压裂复杂裂缝扩展模拟方法,建立了气藏渗流-地质力学耦合的水力压裂复杂裂缝交错扩展模型,并通过现场试井数据、压裂施工参数、微地震监测数据等进行验证。以四川盆地X1页岩气井组为例,开展了页岩气储层长期开采过程中四维地应力动态演化及其对加密井复杂裂缝扩展的影响规律研究,研究结果发现：目标区域长期开采后,老井附近储层三向地应力均减小,但水平两向主应力差和垂向应力差增大,且地应力差增大程度在老井井筒处最大,越靠近加密井处则越小;受地层应力状态变化影响,加密井水力压裂复杂裂缝扩展规律与老井相比存在明显差异,相比老井,加密井水力压裂裂缝在井筒附近较复杂,越靠近老井越简单。     

碱性环境成岩作用及对储集层孔隙的影响——以鄂尔多斯盆地长7段致密砂岩为例

根据大量岩石薄片观察、扫描电镜和X衍射分析,详细研究鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段致密砂岩的岩石学特征、成岩作用及孔隙成因等,探讨长7致密砂岩碱性环境成岩作用及发育的各种伴生孔隙,并分析孔隙的演化过程及与其油气成藏的关系。长7段致密砂岩广泛发育碱性环境成岩作用,包括硅质的溶解及被交代、碳酸盐矿物胶结交代、钠长石化作用及大量伊利石、绿泥石沉淀。碱性环境下发育了多种伴生孔隙,如石英溶孔、黏土矿物晶间微孔、云母层间孔和钠长石化伴生孔隙。埋藏过程中,碱性环境成岩作用出现于早成岩B阶段和中成岩A2阶段,其中早成岩B期是主要碱性环境伴生孔隙发育阶段,大量黏土晶间微孔的出现严重损害了储集层的渗透能力,同时也导致后期酸性溶蚀强度降低,因此推测在大量烃类充注之前,长7段砂岩已经严重致密化,为典型的先致密后成藏。图7表2参34     

致密油储层地应力特征及其对物性的影响——以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组为例

致密储层物性及流体赋存状态均受现今地应力的影响。以往对于鄂尔多斯盆地中西部地区上三叠统延长组的岩石力学性质及地应力研究较少,制约了致密油气的高效勘探、开发。以鄂尔多斯盆地吴起、志丹及定边地区为例,利用大量薄片、物性、岩石力学、声学、全波列阵列声波测试及压裂测试资料,对3个地区长6—长8油层组的岩石力学性质、地应力特征及其对储层物性的影响进行了评价。利用测井方法识别出3种地应力状态：吴起地区长6—长8的变化不大,其现今的应力活动性较弱;志丹地区的水平应力活动性深层要大于浅层,较强的水平应力强度主要集中在长7₃及长8;定边地区的水平应力活动性从长6到长8整体较强,浅层的水平应力强度要略强于深层。研究区水平应力梯度有从西北向东南逐渐递增的趋势;水平主应力差的增加不是一定使岩石减孔,其造成的应力平面非均质性会使岩石孔隙度变化出现3种不同的路径;而水平主应力差的增加会造成岩石渗透率的降低,但影响并不显著。     

三维地质建模技术在致密砂岩油藏水平井开发中的应用——以鄂尔多斯盆地S区块为例

为有效提高鄂尔多斯盆地南部致密砂岩油藏水平井钻井精确度及成功率,以三维地质建模技术下的构造模型、岩相及属性参数模型、储集层构型模型和自然伽马体模型为基础,进行水平井轨迹设计及随钻跟踪调整,并在盆地南部S区块长8油层组进行了现场试验。结果表明：储集层构型模型、自然伽马体模型等可有效表征目的层砂体的展布规律,定量指导水平井的轨迹设计;钻进过程中通过随钻自然伽马数据的验证分析,及时对水平井轨迹做出调整,确保水平段始终贯穿于最优砂体储集层中;3口现场试验的水平井均顺利完钻,平均砂体钻遇率为98.5%,平均有效储集层钻遇率为90.3%,投产后取得了显著的开发效果。采用三维地质建模技术可有效指导水平井轨迹设计及随钻跟踪调整,为鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏水平井钻井及开发提供一定的借鉴。     

致密砂岩储层埋藏-成岩-油气充注演化过程与孔隙演化定量分析——以鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段天然气储层为例

目前国内对致密砂岩的成岩-孔隙演化过程、埋藏-热演化史、油气充注史基本停留在相对独立和单一的静态研究阶段,因此,对于砂岩的岩石学组分及其差异性成岩演化过程导致的储层致密化过程与油气充注时序关系的研究依然十分薄弱。通过各类薄片显微镜下研究与定量统计,结合扫描电镜、阴极发光、包裹体均一温度与激光拉曼探针成分等多种分析测试手段,开展了鄂尔多斯盆地东部上古生界盒8段不同类型致密砂岩的埋藏-成岩-油气充注-孔隙动态演化历史的精细研究,在此基础上讨论了各砂岩致密化过程与油气充注在时序关系上的差异性。研究结果显示,钙质胶结砂岩和高塑性岩屑砂岩的成岩-油气充注演化过程相对简单,前者经历中成岩阶段A期碳酸盐胶结作用后基本成为致密储层,时序关系为先充注后致密;而后者经历早成岩阶段压实作用后一部分成为致密储层,时序关系为先致密后充注;石英砂岩和岩屑石英砂岩经历了较为复杂的成岩-油气充注演化过程,时序关系为边充注边致密。     

鄂尔多斯盆地定边油田长7 致密砂岩储层成岩作用及孔隙演化规律

鄂尔多斯盆地定边油田延长组长7储层石油地质储量丰富,但砂体致密、非均质性强等因素严重制约了油气的有效勘探开发。综合运用铸体薄片、扫描电镜等资料,深入分析研究区储层的岩石组分、孔隙类型、物性特征及成岩作用,将成岩演化事件与地质响应有机匹配建立研究区孔隙演化模型,厘清储层成岩演化及孔隙演化规律,同时对比不同深度成岩作用对孔隙演化规律的影响程度。结果表明,研究区长7储层以长石砂岩为主,主要发育黏土、碳酸盐等胶结物,有效孔隙类型以残余粒间孔、次生溶孔及晶间微孔为主,为典型的特低孔、超低渗透致密砂岩储层。成岩演化过程先后经历快速压实—早期胶结、胶结—早期溶蚀、溶蚀增孔、压实—晚期胶结等阶段,目前处于中成岩A期。压实作用是导致孔隙减小、储层致密的主控因素,平均减孔量为20.40%;胶结作用平均减孔量为14.02%,其中晚期胶结是储层致密的关键因素;溶蚀作用平均增孔量为5.87%,可延缓储层致密过程。长7^1油层段底部与长7^2油层段中部储层压实、胶结作用减孔量相对较弱,溶蚀增孔量相对较大,可作为研究区勘探开发的首要目标。     

鄂尔多斯盆地延长组长 7 致密油储层微观特征

针对鄂尔多斯盆地致密油储层特征,利用纳米级 CT 扫描、场发射扫描电镜、恒速压汞以及核磁共振等技术,对该储层孔隙、喉道以及孔喉配置关系等微观特征进行了系统研究。 结果表明：孔隙大小决定了致密油储层的储集能力,鄂尔多斯盆地延长组长 7 致密油储层的平均孔隙半径为 15～20 μm,平均单位孔隙体积为 0.05;喉道大小是储层开发下限的主要制约因素,长 7 致密油储层的喉道半径主要为 0.3～0.5 μm,储层中 60%的可动流体由半径为 0.1～0.5 μm 的喉道所控制;在物性较好的储层中,连通性较好的大喉道占 30%～40%,而且喉道半径≥0.5 μm,而在物性较差的储层中,喉道细小,连通性差的喉道约占 60%,而且喉道半径 <0.1 μm。     

致密砂岩气藏黏土矿物特征及其对储层性质的影响——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

为了研究致密砂岩气藏的储层性质,以X射线衍射定量评价黏土矿物赋存特征为基础,结合铸体薄片、扫描电镜、高压压汞及核磁共振等资料,对鄂尔多斯盆地苏里格气田二叠系盒8段致密砂岩气藏15块黏土矿物样品进行了物性特征、孔隙结构及可动流体的影响因素等研究。结果表明：伊利石（体积分数为3.07%）及高岭石（体积分数为1.86%）是研究区主要的黏土矿物;黏土矿物本身发育丰富的微-纳米级孔隙,并贡献部分储集空间,同时也是论证次生溶蚀孔隙形成的间接证据;绿泥石主要起到晚期充填破坏孔隙的作用,伊利石及伊/蒙混层的大量出现会破坏储层性质;可动流体修正参数将孔隙表面亲水性考虑在内,突出了亲水性黏土与可动流体赋存特征的关系（R²>0.70）。该项研究提供了致密砂岩气藏黏土矿物与储层性质耦合关系的新视角,可为生产实践提供理论指导。     

致密砂岩储层差异性成岩演化对孔隙度演化定量表征的影响——以鄂尔多斯盆地华庆地区长63储层为例

基于鄂尔多斯盆地华庆地区长6₃致密砂岩储层三角洲前缘及半深湖的稳定沉积特征,按照碎屑岩成岩演化特征或地质综合效应,建立与孔隙度对应的模拟方程。采用铸体薄片及扫描电镜描述岩石的矿物组分及孔隙类型;图像粒度获取碎屑颗粒的结构特征及分选性;沉积微相、测井、样品取样点常规物性及深度分析获取沉积环境、埋藏深度、物性;同时测试古温度、镜质组反射率、最高热解温度、黏土矿物等数据,开展成岩作用、孔隙演化、相对高渗成因的研究;结合研究区埋藏史研究,为致密砂岩储层油气勘探开发提供理论参考。4类典型样品分析结果表明,目的层主要属于压实型成岩改造类型,差异性成岩演化过程是导致储层物性不同和孔隙结构差异的根本原因。     

致密砂岩气藏多层系水平井立体开发技术——以鄂尔多斯盆地致密气示范区为例

中国致密砂岩气资源丰富、分布广泛,但储层非均质性强,单井产量低,有效开发难度大.为提高致密砂岩气单井产量和储量动用程度,探索致密砂岩气藏多层系高效立体开发模式,以鄂尔多斯盆地苏里格气田致密气示范区盒8段、山1段等多套含气层系为例开展了研究,提出了一套致密砂岩气藏多层系水平井立体开发技术体系.首先,针对致密储层特征,通过...     

致密砂岩储层微观孔隙结构特征——以鄂尔多斯盆地延长组长7储层为例

运用物性分析、扫描电镜、铸体薄片及恒速压汞等技术,对致密砂岩储层进行了微观孔隙结构定量分析。研究结果表明：鄂尔多斯盆地长7油层组为典型的致密砂岩储层,渗透率小于0.3mD,孔隙类型以次生溶孔为主,平均孔隙半径为162μm,与渗透率无相关性;平均喉道半径为0.33μm,与渗透率具有很好的正相关性,是影响渗透率的主要因素;孔喉半径比大,平均为602,大孔隙被小喉道所控制,从而造成储层非均质性强、渗流能力差。致密砂岩储层的规模开发需采用先进的储层改造工艺,充分扩大喉道半径,降低孔喉比,提高储层渗流能力,这样才能取得更好的开发效果。     

致密砂岩孔隙演化特征及其成岩作用对储层质量的影响——以鄂尔多斯盆地马岭南延长组长8储层为例

成岩演化的差异性是导致储层微观孔喉结构差异、影响致密砂岩储层储集性能及渗流能力的主要原因。通过岩石铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、X衍射、高压压汞和核磁共振等多种测试手段,对鄂尔多斯盆地马岭南地区长8储层的成岩作用和孔隙演化历史进行定量研究。长8砂岩岩石类型相近,成分成熟度低而结构成熟度较高,处于中成岩A期晚期到B期早期。成岩演化差异性主要体现在刚性颗粒与塑性颗粒含量的不同对压实作用的影响。压实程度相对强的砂岩,溶蚀作用是控制储层质量的主要因素;经历了一定压实作用的砂岩,残余粒间孔仍发育,绿泥石薄膜及钙质胶结物的充填程度是影响储层质量的关键因素。孔隙演化定量计算表明,压实作用孔隙减少率平均在49.51%,胶结作用孔隙减少率平均在30.6%,溶蚀作用孔隙增加率平均在7.0%,压实作用是导致本地区储层致密化的主要因素。不同成岩改造类型对储层孔隙结构发育特征的影响具有差异性。绿泥石薄膜发育的储层质量最好,长石溶蚀为主的储层,储集能力较好,但渗流能力相对较差;压实压溶作用强烈和钙质胶结充填为主的储层,其储层质量相对较差。压实程度、绿泥石胶结、溶蚀程度和钙质充填程度是影响储层孔径大小、储集性和渗流能力的主要因素。     

鄂尔多斯盆地南部致密油藏水平井分段压裂技术

鄂尔多斯盆地南部中生界油藏资源丰富,但储层物性差、非均质性强,部分区块微裂缝发育,压裂改造是经济有效开发的主要途径。华北分公司通过不断攻关、试验和研究,初步形成了针对不同储层类型的水平井分段压裂设计优化技术、不同完井方式下的分段压裂工艺配套技术和配套的低伤害压裂液体系。文中对鄂尔多斯盆地南部致密油藏水平井分段压裂技术现状进行了阐述,并针对致密油藏的储层特点及水平井分段压裂的技术难点提出了今后研究的方向,对切实提高致密油藏水平井分段压裂改造效果具有重要的指导意义。