致密储层体积压裂作用范围及裂缝分布模式——基于压裂后实际取心资料

体积压裂在地层中的有效作用范围和压裂缝特征是非常规油气勘探、开发非常关注的问题。本文依据长庆油田在鄂尔多斯盆地致密油试验区完钻的取心井岩心资料、测井资料和分析化验资料，对经大规模体积压裂后储层中产生的人工压裂缝进行了识别和表征，进而分析了致密储层体积压裂改造区人工裂缝发育特征，探讨了体积压裂的有效作用范围、压裂缝的空间分布等关键问题。观察结果表明，X233致密油试验区长7段体积压裂后油层段块状砂岩中发育长度0.13 m近垂直的张性微裂缝，邻近长度1.49 m油层见大量层理缝顺层或斜交延伸，油气外渗显著，为压裂改造后形成的人工缝。综合分析认为，长7段致密油层体积压裂后，由有限数量的主缝、压裂影响形成的大量微裂缝及受压裂影响延伸或扩展的层理缝共同构成了改造后储层的裂缝特征；现阶段技术条件下，体积压裂改造区宏观裂缝网络扩展范围有限，微裂缝分布较广，油层剩余油饱和度依然很高，表明致密油藏体积压裂效果还有进一步优化的空间。     

洛阳盆地T1井钻后地质综合分析与油气解释评价

T1井是洛阳盆地伊川凹陷的一口探井,实际钻探过程于中生界三叠系上统椿树腰组发现了良好的气显示,完井后经过大型压裂改造施工喜获工业气流,结束了河南油田洛阳盆地油气勘探多年久攻不克的局面。基于对该井区三叠系上统谭庄组、椿树腰组和油坊庄组岩性的判别与划分,综合分析谭庄组、椿树腰组生烃、储集、保存条件后认为：生烃条件较好,储集层岩性致密,储渗空间主要为裂缝,谭庄组主要为油显示,椿树腰组主要为气显示,经过地层压裂改造后可获得工业油气流。在此基础上提出了该井区油气层录、测井初步解释评价方法,并以该井椿树腰组气层为例,验证了该解释评价方法的可行性。     

牛平17-14水平井机械隔离分段压裂技术

牛平17-14井是位于三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖构造带牛圈湖背斜上的一口水平井,水平井段岩性为细砂岩,测井解释孔隙度8.0%,渗透率2.0×10-3 μm2.为典型的低孔、低渗储层,方位沿最大主地应力方位,方位角225.27°,水平段长301.01 m,水平井段用140 mm套管完井,射孔层段厚度209 m,射孔后无产量,组织开展了K341-98封隔器+桥塞机械隔离分段压裂工艺技术配套研究,并在牛平17-14井分别对三段射孔段进行了卡封分层大规模改造,现场施工均一次成功,为国内水平井机械隔离大规模压裂提供了宝贵的经验.     

火山岩储层低伤害压裂技术及其应用

吐哈油田三塘湖盆地火山岩地层具有岩石成分复杂、储层基质物性差、天然裂缝发育、非均质强、地应力梯度高、敏感性强、自然产能低等特点,这给压裂增产改造增加了不少难度。针对其地质复杂性,在室内研究评价的基础上,形成了针对该区块储层压裂增产改造技术方案,包括：①低伤害的乳化压裂液体系;②小粒径陶粒多段支撑剂段塞、30~50目和20~40目陶粒组合加入方式;③测试压裂G函数分析选择合理排量;④高比例液氮助排等。研究成果在三塘湖盆地卡拉岗组探井应用10井次,施工成功率为90%,有效率为100%。结果表明,乳化压裂液与三塘湖盆地强水敏火山岩具有良好的适应性,防膨率为70%~80%,伤害率为20%~30%,压后压裂液排液效率较水基压裂液提高约30.0%,单井压后最高产量达25.12 m3/d,达到了低伤害压裂的要求。     

水平井机械隔离分段压裂技术研究与实践

牛平17-14井是位于三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖构造带牛圈湖背斜上的一口水平井,水平井段岩性为细砂岩,测井解释孔隙度8.0%,渗透率2.0×10-3μm2.为典型的低孔、低渗储层,方位沿最大主地应力方位,方位角:225.27°,水平段长301.01m,水平井段用5'1/2套管完井,射孔层段厚度209m,射孔后无产量,组织开展了K341-98封隔器 桥塞机械隔离分段压裂工艺技术配套研究,并在牛平17-14井分别对三段射孔段进行了卡封分层大规模改造,现场施工均一次成功,为国内水平井机械隔离大规模压裂提供了宝贵的经验.     

超正压射孔对联150井的改造

联150井须二段井段长、埋藏深、温度及压力高、低孔隙度、低渗透率且天然裂缝发育,该段为致密砂岩层,钻井时污染严重.使用水力压裂产生的主裂缝沟通天然裂缝能力差,对严重污染的储层难以很好地改造.通过对超止压射孔分析及在联150井的实施改造,测试结果表明,改善了该井由于钻井时发生大量的泥浆滤失造成的储层伤害,提高了产量并进一步正确认识了目的层的储量.     

青西油田下白垩统下沟组储集层特征

青西油田下白垩统下沟组(K1g)为深层裂缝-孔隙型砾岩储集层,油藏埋深4200～4600m,基质孔隙度小于8%,基质渗透率小于1×10-3μm2.由于砾岩储集层内高角度裂缝发育,改善了它的渗流性能。针对这类低孔、低渗透储集层,通过岩石成分、孔隙类型及组合、孔隙结构、核磁共振、测井评价及测试等技术,并结合裂缝平面预测结果,进行储集层预测,取得了良好的效果。     

东胜气田锦30井区变黏压裂液体积压裂技术

东胜气田锦30井区主要目的层盒1段为致密低渗砂岩气藏,储层非均质性强,长缝压裂改造效果差。开展了缝网体积压裂适应性评价和岩心裂缝扩展规律研究,明确了形成复杂缝网的主控因素,并通过数值模拟优化压裂施工参数。研究表明:锦30井区盒1段储层脆性指数高、天然裂缝发育、两向应力差异小,低黏液和大排量施工易形成复杂缝;施工排量8~10 m3/min、液量700~800 m3、变黏压裂液组合为10 mPa · s+100 mPa · s、前置液比例50%~55%、平均砂比20%~22%时,压裂裂缝复杂程度高、改造体积大。现场应用34口直/定向井,压后平均产量1.85×104 m3/d,较长缝压裂提高68.2%,证实了变黏压裂液体积压裂技术在锦30井区具有良好的适应性,可进一步推广。     

四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩裂缝发育特征及其控储意义

利用岩心、测井、扫描电镜和相关样品物性分析等手段,探讨了四川盆地周缘五峰组-龙马溪组页岩裂缝类型、发育特征、分布规律及其对页岩气富集与保存的影响。结果表明：①页岩裂缝发育受沉积、成岩、构造与压力演化等因素共同影响。低角度滑脱缝与层理缝充填程度低,对储层孔隙度和渗透率均有贡献;高角度裂缝和水平层间缝通常被充填,裂缝有效性较低。低角度裂缝对高角度裂缝穿层性的调节对页岩气的富集与保存具有重要意义。②页岩微裂缝以非构造成因为主,上部低有机质高粘土层段层理缝与大尺度层间微裂缝发育程度低,小尺度粘土粒间孔缝发育,宜采用"密切割"和"高砂比"等储层改造工艺技术以提高缝网控制储量。底部硅质页岩层理缝、层间微裂缝和刚性矿物粒缘缝发育程度高,裂缝力学性质薄弱,它们与密集发育的低角度及小尺度高角度裂缝共生形成了有利的天然缝网系统。③中-浅埋深下层理缝和层间微裂缝渗透率显著高于基质,利于储层改造与页岩气的渗流。深层条件下裂缝与基质渗透率均较低且大致相当,储层渗流能力与压裂改造效果是影响深层页岩气高效开发的重要因素。     

川东北地区钙屑砂岩储层裂缝识别及有效性评价

川东北地区须家河组三段钙屑砂岩储层大多需要酸化压裂改造才能获得产能,微裂缝、裂缝发育对改善储层的储集性和渗流性起到非常重要的作用,也是储层有效性评价的基础.利用常规测井资料建立了三孔隙度指数法和时频分析法来识别裂缝,同时,综合成像测井资料形成钙屑砂岩储层的裂缝识别模式.结合测试资料,利用裂缝孔隙度、张开度及裂缝密度等参...     

利用录井资料计算低渗气井压裂产能的新方法

目前,低渗气井压裂产能的预测主要采用数值模拟法、经验公式计算法和经验统计法,但这些方法在实际应用时很难准确预测低渗气井压裂产能,主要是由于难以准确选取相应的储层物性参数（孔隙度、渗透率、含水饱和度等）,导致计算误差大.分析各种参数对气井压裂产能的影响认为,单一物性参数及多种参数的组合与气井压裂产量的相关性都很差,难以找出可靠的经验计算方法.通过研究得出,录井时全烃的大小和形态能直接准确地反映储层的产气能力,压裂层的全烃值与该层基质全烃背景值的比值同产能相关性较好.通过验证表明,该方法能够准确计算气井压裂产能,且计算方便,能有效指导低渗气井压裂产能的预测.     

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鄂尔多斯盆地北部经过多年的勘探与研究，已发现丰富的油气资源，在勘探上取得了较大突破，发现了大牛地大型气田。但大牛地上古生界砂岩气藏致密低渗，进行加砂压裂投产必不可少。依据对气藏51次井（层）的压后测试资料分析，表明盒3段压后无阻流量较高，盒2段次之，向下逐渐减小，整体呈现出高产井主要集中分布在上部盒2～3段的特点。综合分析储层沉积微相、岩石学特征、物性、含气性、压裂施工参数、压裂施工工艺以及压裂造缝情况，认为储层质量优及其含气丰度高是该区气藏压后获得巨大产能的基础，人工压裂缝造缝半长在50 m以上是压后获得高产的关键。文章分析方法对同类型气藏的科学开发具有一定的指导和借鉴意义。     

大牛地气田低伤害压裂液体系的研究应用

针对大牛地气田低孔低渗、地层能量低的特点,研究了全程拌氮水基瓜胶压裂液体系,压裂液性能评价表明,该压裂液具有滤失小、流变性好、配伍性好、易返排、对岩心基质渗透率损害低的特点,现场推广应用见到了良好的效果     

五百梯气田长兴组储层裂缝发育程度的常规测井神经网络预测

川东五百梯气田二叠系长兴组生物礁储层的基质孔隙度和渗透率较低,其高产的主控因素是裂缝的存在,使储层的渗透性有了提高。因此使用常规测井资料对单井裂缝发育程度进行判别预测就成为该地区研究工作的重点任务。通过提取岩心显示裂缝发育段的常规测井响应特征值作为样本,建立了储层裂缝发育程度的常规测井响应BP神经网络预测模型。通过该模型预测的裂缝总缝密度极大程度地与岩心观察相吻合,证明该模型适用于研究区,并且可以用来对该地区的单井裂缝发育程度进行判别预测。     

低孔渗储层测井资料评价及地质、工程应用

由于传统的测井认识和技术的局限性，对低孔隙度、低渗透率油气储层往往认识不足，并造成后续油气田开发工程措施不当。为此，以胜利油气区临盘下第三系渐新统沙河街组三段上层基山砂岩体低孔低渗储层为研究目标，探索、研究测井资料在低孔低渗储层评价及改造中发挥的作用。根据常规测井资料和岩石物理实验分析数据以及试油成果，研究了储层“四性”关系，确定了低孔、低渗油气层的评价标准，进一步按物性品质将油气层分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，为储层改造有针对性地提供施工层位和储层参数；充分利用正交多极子阵列声波测井资料提供的声波资料，结合其他常规测井资料计算岩石力学参数、岩石机械特性参数，有效地对井眼稳定性进行评估，对所改造层位进行了压裂高度及施工压力参数预测。结果表明，其计算精度大于90%。     

用于提高低-特低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术

在对低孔隙度、低渗透 特低渗透砂岩油气藏压裂中,由于储层基质向裂缝的供油气能力较差,仅靠单一的压裂主缝（不管缝有多长、导流能力有多高）很难取得预期的增产效果。因此,提出了适合低孔隙度、低渗透、不含天然裂缝储层的“缝网压裂”技术。其核心思想是利用储层两个水平主应力差值与裂缝延伸净压力的关系,实现远井地带（而不仅仅局限于近井筒区域）的“缝网”效果,增加储层基质向人工裂缝供油气能力,提高压裂增产改造效果。论述了“缝网压裂”技术的适用条件、工艺设计思路及应用方法。在此基础上,对“缝网压裂”的实现途径进行了探索,包括水平井及应用“层内液体爆炸”技术等。缝网压裂技术对理论和现场施工有重要的参考价值。     

赵凹油田泌304区低渗透油藏开发探索与实践

赵凹油田泌304区是一个低孔低渗断鼻构造油藏,平均孔隙度为13.6%,平均渗透率为22.5×10-3μm2,主要含油层系是核桃园组核一段和核二段。泌304区于2007年投入开发,在开发上具有油井投产初期产能差异大、注水井吸水能力差等特点。经过近几年的开发探索,总结出对于低渗透裂缝油藏,调整井排方向与裂缝发育方向一致、完善井网、压裂油层改造等开发技术可以有效改善开发效果,提高储量动用程度。该区目前平均单井日产油量4.4t,综合含水72.43%,采出程度2.12%,采油速度0.68%。     

自生热类泡沫压裂液在川西地区J3ｐ气藏的应用

川西地区J₃ｐ气藏温度低，压裂液破胶困难，甚至不能完全破胶，对储层伤害大，且容易引起支撑剂回流，降低裂缝导流能力和刺伤井口排液或输气油嘴，给测试及输气生产带来安全隐患；储层渗透率低，孔隙结构差，孔隙喉道微小，黏土矿物含量高，滤失极易导致储层伤害；气藏压力低，残液返排率低，对储层伤害大。自生热类泡沫压裂液能通过化学反应在地层中产生大量的热能和气体，使地层温度升高，促成冻胶压裂液快速而彻底破胶；产生的气体能形成泡沫，并优先占据储层岩石的孔隙和喉道而降低滤失；形成的高温气体具有自动气举作用，使残液返排率显著提高。因此，自生热类泡沫压裂液能有效解决低温低压气藏压裂改造中的储层伤害问题，应用于川西J₃ｐ气藏压裂改造效果良好，值得推广应用。     

红台低压气藏压裂工艺技术研究与应用

红台气田储层岩性致密,物性差,原始地层压力系数偏低,为典型的低孔、低渗、低压"三低"储层,气井必须经过压裂改造才能获得工业油气流。针对低压气藏压裂存在的普遍问题,从红台气藏地质特征出发,优化压裂工艺参数,改进施工工艺,在保证压裂施工成功的基础上增大压裂规模,研究应用泡沫压裂液体系,有效缓解低压储层压裂存在的问题。对具备条件的气井开展压裂投产一体化管柱和分层压裂等新工艺、新技术试验,提高了压裂增产效果,增加了气田产能。     

超深层致密砂岩构造裂缝特征及其对储层的改造作用——以塔里木盆地库车坳陷克深气田白垩系为例

库车坳陷克深气田是塔里木盆地天然气上产增储的最重要战场之一,也是国家“一带一路”能源大通道的主要气源区,但产气储层埋深超过6 000m,网状缝—垂向缝发育、密度为3~12条/m,基质孔隙度平均为3.8%,基质渗透率平均为0.128×10^-3μm²。为揭示超深层裂缝对储层性质及天然气高产稳产的影响。综合岩心、薄片及成像测井资料,对库车坳陷克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层构造裂缝特征进行了表征,并分析了构造裂缝对储层的改造作用。克深气田的构造裂缝包括近EW向、高角度为主的张性裂缝和近NS向、直立为主的剪切裂缝2组,前者充填率相对较高,后者多数未被充填;微观构造裂缝多为穿粒缝,缝宽10~100μm;构造裂缝在FMI成像测井图像上以平行式组合为主。构造裂缝对克深气田储层的改造作用主要体现在3个方面：构造裂缝直接提高了储层渗透率;沿构造裂缝发生溶蚀作用有效改善孔喉结构;早期充填裂缝仍可作为有效渗流通道。背斜高部位是构造裂缝渗透率的高值区,控制了天然气的富集高产。网状及垂向开启缝与储层基质孔喉高效沟通,形成视均质—中等非均质体,可使天然气产量高产且长期稳产。