川西低渗气藏单井地应力计算方法综合研究

四川盆地新场气田是一个低孔低渗的裂缝性砂岩气田，储层物性差，自然产能低，需经压裂后才能投产，压裂后气井增加的产能与压裂的效果密切相关。提前认识储层当前地应力的特征，有助于压裂设计时确定裂缝产状、缝长、缝宽等参数，减少储层水力压裂改造的盲目性，降低中、低渗透油气田开发的风险。通过大量测井资料的计算，确定了新场气田储层地应力的大小和方向，并综合采用微地震测量、岩石声发射资料、古地磁等岩心测试资料和水力压裂等多种方法进行交互验证，各种方法求得的地应力特征十分相近，说明利用测井资料求取储集层地应力原理简单，计算结果符合实际的地应力特征，是一种低风险研究计算储层地应力特征的方法，可以用于指导低渗透油气田的井网部署和储层的单井压裂改造。     

川西坳陷中部现今地应力纵向分布规律研究及应用

川西新场和洛带气藏储产层是典型的低渗透致密砂岩，气藏开发绝大多数要经过压裂改造才具有工业产能，而认识该区应力场纵向分布规律对正确选择压裂层位有着重要的指导意义。文章利用测井资料和水力压裂资料计算现今地应力值，通过相关分析建立校正关系式，对测井计算值进行校正。计算结果的统计分析表明，水平主应力随地层深度加深而增加的趋势减小，垂直应力增加趋势加大，上层蓬莱镇组偏应力值大而下层沙溪庙组值小，导致破裂压力由上至下逐渐增大而压裂施工变难。通过计算临界井深得到本区应力关系在约250 m和1100 m发生转变，这种应力状态的改变可以导致压裂缝延伸方向转变，从而影响压后增产效果。综合分析单井应力分层剖面特点和应力纵向分布规律以及已进行压裂施工井的压后效果，提出了适合本区的压裂选层标准，并为相邻区块的勘探开发提供了参考依据。     

现今地应力场特征评价一体化研究

有关现今地应力场特征的研究方法较多，但是各种方法几乎都是从某一方面来研究地应力场的大小或者方向，均没有形成一套完整的方法体系。在调研相关地应力文献和研究川西现今地应力场的基础上，归纳总结出现今地应力场研究方法体系，并提出以压裂法（HPF）、声发射法（AE）为校准“基点”，以测井法（ADS）为“线”，最后形成现今地应力场平面模拟，即形成了一套“点—线—面”的一体化现今地应力场特征研究方法体系。该方法体系在川西XM气田沙溪庙组气藏现今地应力场研究中取得了较好的现场应用效果，为今后系统深入地研究现今地应力场及其应用提供了参考。     

洛带蓬莱镇组地应力特征及压裂应用研究

洛带气田蓬莱镇组储层致密,需通过水力压裂改造才能获得工业产能,但压后评估发现效果差别较大。地应力特征影响着水力压裂施工所产生的裂缝产状等参数,在压裂液及支撑剂的选择上也需考虑地应力特征,因此,要科学、合理、高效开发该气藏,实施合理的水力压裂增产措施,开展地应力特征研究十分必要。利用水力压裂资料和测井选择弹簧组合模型确定出单井的地应力剖面及各层段地应力分布,分析了地应力剖面特征,确定了地应力剖面类型,分析了各种类型裂缝产状、压后效果。发现JP3^3及以上储层最小水平主应力值小于27MPa,为降低施工成本,可选用石英砂作支撑剂,JP3^3之下高于27MPa储层可选低密度陶粒;高低高型地应力剖面压裂缝高度小,改造后的效果好,应优选该类剖面气层进行压裂改造,低高低型压裂效果差,应避免对该类型气层进行压裂。     

涪陵页岩气田一期产建区地应力场预测研究

涪陵页岩气田五峰组一龙马溪组页岩气水平井采用大规模水力加砂压裂方式进行开发。而现今地应力大小及方向的变化,会直接影响水平井井位部署与压裂效果。以涪陵页岩气田一期产建区为研究范围,开展页岩层段现今地应力场预测,为水平井井位部署、轨迹优化以及压裂设计提供依据。通过单井地应力建模,分析地应力的方向,建立岩石力学参数模型,预测三轴向地应力大小,分析工区纵向地应力分布特征。结合地震高精速度场计算,开展三维地应力场大小和方向的预测,最终得到地应力场空间分布特征,明确研究区东北部高压区为气藏富集区域、地层可压裂性强,是开发最优区域。     

致密低渗砂岩气藏压裂效果综合评价

依据川西洛带蓬莱镇组气藏地质、压裂及试井资料，通过定性及灰关联分析，结果表明压裂层段岩性、孔隙度及地应力特征是影响压裂效果的主要因素。根据试井解释理论，综合运用压前压后试井资料分析试井曲线形态特征及地层参数变化，动态认识压裂层段储渗特征，深入剖析评价气藏压裂效果，为气藏今后压裂选层、措施方案改进提供依据。研究方法对同类型气藏的科学管理开发具有一定的指导和借鉴意义。     

库车坳陷深层裂缝性砂岩气藏可压裂性评价

库车坳陷深层裂缝性砂岩气藏经历强挤压构造变形,储集层地应力高,且各向异性强,同时天然裂缝广泛发育,作用于天然裂缝面的地应力严重影响了储集层渗透性能和流体的流动。为优化气井压裂工程方案,从储集层地应力场、裂缝剪应力与有效正应力之比、岩石脆性及断裂韧性等4个方面,对库车坳陷深层裂缝性砂岩储集层可压裂性进行了评价。根据岩石力学实验、地应力场建模及天然裂缝剪切变形能力对压后产能的影响分析,建立了一种适用于高应力背景裂缝性砂岩储集层的可压裂性指数评价模型。相对基于岩石脆性和断裂韧性可压裂性评价模型,其更多考虑了现今地应力场和天然裂缝对压裂效果的影响,对高应力背景裂缝性致密储集层井间和层间压裂难易程度反映更敏感,可用于压裂段优选、射孔位置确定、注入压力选择、泵注程序优化等。可压裂性评价技术在库车坳陷气井中成功应用30井次,为需要储集层改造气井的定量化压裂方案优化提供了依据。     

新场气田上沙溪庙组气藏井间连通与裂缝发育关系初探

针对新场气田上沙溪庙组气藏气井压裂施工导致邻井连通逐渐增多的现象,综合分析地应力、压裂缝监测、井区压降变化、井间连通时间及气井间的方位关系等资料,得出压裂缝发育是压裂导致并间连通的主要原因.总结了气井压裂导致邻井出砂堵塞气井的机理.在此基础上提出防止井间压裂连通的3个措施:部署加密调整井时要充分考虑气藏的地应力方向和裂...     

渤南油田五区沙三段现今地应力场数值模拟及影响因素分析

渤南油田发育大型低渗透油藏,由于其储层物性差、部署井网时未考虑现今地应力影响,导致压裂改造后发生严重水淹水窜。随着开发的不断深入,须对研究区现今地应力的分布进行系统研究。以渤南油田五区沙三段为例,利用差应变法、声发射法和波速各向异性法等岩心室内实验方法以及测井资料计算,确定渤南油田五区沙三段现今地应力的大小和方向;通过测井资料计算,建立岩石的动、静态力学参数转化关系,求取准确的岩石力学参数并建立地质模型,进而利用有限元数值模拟方法分析现今地应力的分布特征及影响因素。研究结果表明,渤南油田五区现今地应力方向具有明显的分区特征,东部水平最大主应力方向平均为北东61.4°,西部平均为南东58°;水平最大主应力表现为中部低、四周高、环带状分布的特征;水平最小主应力整体具有北高南低的特征,且在研究区中心的局部区域应力值较大。造成现今地应力方向异常主要是研究区东西两侧呈"V"字形分布的断裂系统在近东西向挤压应力作用下派生出对称侧向剪切应力所导致,而剖面应力展布则主要受埋深和岩石力学参数的影响。     

白马庙气田蓬莱镇气藏加砂压裂效果分析

白马庙气田蓬莱镇气藏属致密砂岩气藏,于1997年5月投入试采.气井原始产能低,多数气井如果不进行储层改造则无工业性气流.迄今为止气藏共有29井次进行了储层压裂改造,压裂有效20井次.文中从压裂施工曲线拟合、试井资料解释及气井生产效果等方面对气井压裂效果进行了综合分析,对影响气井压裂效果的因素进行了较深入的研究,对该气藏下一步储层改造工作有重要的指导意义.     

大庆长垣X71区块扶余油层现今地应力研究及应用

为了研究X71区块扶余油层现今地应力与人工裂缝的关系,指导注采井网部署,利用波速各向异性法和无源微地震法确定现今地应力方向,并通过声发射法和水力压裂法测量井点现今地应力。建立有限元模型,对X71区块扶余油层现今地应力场进行数值模拟。研究结果表明:扶余油层最大水平主应力为NEE—SWW方向,最小水平主应力为NNW—SSE方向,断层位置为应力低值区,构造低部位为应力高值区;人工裂缝沿最大水平主应力方向延伸,因此按最大水平主应力方向进行注采井网布置比较合理。     

基于XMAC资料的火山岩压裂储层应力分析技术

储层地应力大小和方位对指导压裂方案设计和施工工艺有着现实的意义.通过分析牛东构造的密度测井、声电成像及地层倾角和压裂曲线等资料,结合XMAC资料和岩心刻度测井研究了牛东火山岩储层的岩石力学特征、地应力大小和方位,建立了三维应力模型,绘制了单井应力剖面图、区域地应力分布图和区域地应力等值线图,用XMAC资料计算的地应力方位与由地层倾角得到的结果相一致,求取的压裂层段平均最小水平主应力值与压裂施工瞬时停泵时折算的压裂层段中点压力值基本吻合.     

川西中浅层气藏可动用含气层段甄别方法与应用

根据钻井、录井、测井参数,计算各项钻录井参数权重变化系数,建立钻录井综合指标G_i评价方法。根据川西各区块气藏钻录井参数与气井建产情况,得出XC气田蓬莱镇组(Jp)和沙溪庙组(Js)气井综合指标大于6.0和12.5时,可以开展压裂改造措施,获得工业产量的可能性极大。在老井修井挖潜作业中,指导气井选层,取得较好的效果,修井挖潜成功率达到70%以上。     

低渗透气藏压裂井三项式产能方程分析

压裂是低渗气藏开发常用的一种方式,气井压后渗流规律发生变化,气井产能将受到裂缝参数的影响,同时低渗气藏普遍具有低孔、低渗的特征,气体在储层中渗流时存在启动压力,而目前关于压裂气井产能研究主要是侧重于考虑裂缝参数的影响,公式较为复杂,不便于处理测试资料,且大多忽略了启动压力梯度。为此,基于气井压后渗流特征,推导了考虑启动压力梯度影响的低渗透气藏压裂气井三项式产能方程,给出了处理测试资料的方法,并分析了压裂裂缝参数、启动压力梯度对产能的影响,为气井压裂工艺设计时参数的合理选取以及气井压后的合理配产提供了依据。     

塔里木盆地库车山前构造带地应力分布特征

在地质研究、测井分析及岩石AE声发射实验的基础上．对塔里木盆地库车坳陷山前构造带现今地应力的分布进行了研究。库车坳陷现今地应力场的最大主应力方向为近南北向，根据岩石声发射初压应力响应曲线特征，该区现今最大主应力值在不同的部位和深度明显不一致．与深度呈较好的线性关系。通过与塔北隆起地应力测试结果对比，库车山前构造带地应力比塔北隆起区明显大．随深度变化的速率明显快。通过砂岩和泥岩中地应力的对比研究．泥岩比砂岩对地应力更敏感。山前构造带地应力值与泥岩电阻率、声波时差具有较好的相关性，因而可以通过电阻率和声波时差来计算其她应力值。     

金湖凹陷卞东油田灰岩-砂岩混积岩储层应力场模拟及裂缝预测研究

金湖凹陷卞东油田阜二段储层为湖相灰岩与砂岩混杂沉积的特殊油气储层,该类储层为孔隙与裂缝双重介质储层,裂缝预测研究难度较大。通过应力场模拟来实现该类混积储层的裂缝预测。利用岩心声速法、压裂资料法、声发射法确定了研究区目的层地应力的方向和大小,选择适合目的层的力学参数,通过ANASYS软件实现地应力场模拟,研究区现今地应力场模拟结果显示,卞东油田地应力场中岩石三面受压。在研究区地应力场数值模拟基础上,利用应力场模拟结果参与裂缝参数计算,定量预测现今裂缝参数的空间分布。由于研究区为挤压应力环境的现今应力场,难于产生裂缝,所以研究区储层内发育的裂缝为地质历史时期产生的。古、今裂缝的线密度相同,但开度相差较大,现今裂缝比古裂缝开度要小。裂缝预测检验说明在湖相灰岩与砂岩混积岩储层中利用构造应力场数值模拟来定量表征裂缝具有较好的效果。     

库车坳陷博孜气藏超深致密砂岩储集层现今地应力预测

库车坳陷超深层油气资源丰富,储集层非均质性强,井间产能差异明显。现今地应力在井轨迹部署、水平井施工、压裂设计等方面均具有重要作用,但当前研究方法存在诸多弊端。在实测现今地应力基础上,构建地应力与测井参数的关系,利用BP神经网络实现了库车坳陷博孜气藏超深致密砂岩储集层现今地应力预测。结果表明：BP神经网络是预测地应力的有效方法,地应力预测结果与实测值误差较小,总体在10%以内;库车坳陷博孜气藏下白垩统最大水平主应力最大,垂向主应力次之,最小水平主应力最小,整体表现为走滑型应力机制,最大水平主应力在博孜气藏东部优势方位呈北东—南西向,在西部呈北西—南东向;砂泥岩互层段相较于纯砂岩段,地应力波动强,局部存在突发高地应力;在博孜气藏东部沿北东—南西向、西部沿北西—南东向钻取的水平井井壁较为稳定,直井存在井壁垮塌的风险。     

基于测井资料的地应力算法分析

测井资料具有测量深度大、数据连续、信息量大且成本低廉等特点,因此,利用有限的岩心,结合大量的测井资料,计算了岩石力学参数、岩石固有强度参数等,确定了地应力计算模式中的各个参数,最终计算出地应力大小,同时,采用基于成像测井的钻井诱导缝推断方法确定地应力的方向。将该方法应用于四川盆地罗家寨构造中,并将计算结果与岩石声发射试验结果进行对比证明,其符合实际的地应力特征,因此,笔者认为,该方法是一种低风险研究计算储层地应力特征的方法,可以有效的用于指导低孔低渗油气田的井网部署和储层的单井压裂改造。     

新场气田分层压裂工艺技术应用评价

新场气田是川西多层系致密砂岩气藏的典型代表,从浅层的350m至深层的5000m均有活跃的天然气显示,其中蓬莱镇组的含气层多达25层,沙溪庙组的含气层也有10层.一般单层砂体产能有限,为提高单井产量和气藏采气速度,同时也为减少作业次数和降低井下作业费用,需要进行分层压裂改造.文章通过对新场气田小层分布特征和地应力特征的分析,提出油管和油套管环空分注分压是适合该气田的分层压裂工艺类型,建立了分层压裂选井选层标准,开展了12口井的现场试验.通过施工参数分析和增产效果评价表明,油管和油套管环空分注分压工艺不仅保证了分层压裂的施工成功率高、应用简便,而且增产效果显著,为新场气田多层系气藏整体压裂开发打下了坚实的技术基础.     

洛带气田多层系低压气藏压裂工艺技术研究及应用

洛带气田蓬莱镇组气藏储层具有储层敏感性强、压力低、层多但单层薄、储量丰度低等特征,采用常规压裂工艺储层伤害大、压裂液返排率低,压裂效果不好。 针对储层特征,攻关形成了以“低伤害强返排压裂液、优化施工参数、液氮助排、纤维防砂、高效返排、多层压裂”为核心的压裂工艺技术,在洛带气田蓬莱镇组气藏具有很好的适用性!现场应用取得了显著的改造效果,也为国内外类似气藏的压裂开发提供了有益借鉴。