地质工程一体化漏失机理与预防措施

塔里木库车山前古近系复合盐层严重漏失给安全钻井带来了巨大挑战。针对库车山前复合盐层重点漏失层段,分析漏失段地质特征、地质力学特征,结合钻井施工参数,判断漏失类型,分析易漏岩性组合分布与漏失压力,探讨预防钻井液漏失方法。研究结果表明:膏盐岩段盐岩夹含盐泥岩、含膏泥岩,膏质泥岩夹泥岩、灰质泥岩是主要漏层岩性组合,宏、微观分析可见天然裂缝不发育,物性测试表明孔渗较低,不具备直接发生漏失的原有物质基础;含膏泥岩、含盐泥岩抗拉强度0.61~1.12 MPa,平均值0.946 MPa,在压力作用下易产生裂缝;钻井液平均漏速小于20 m3/h,具有微漏~小漏特征,通过降排量降密度可有效缓解漏失。通过盐间漏失层地质、地质力学、工程特征分析,认为复合盐层漏失为诱导破裂型漏失,漏失压力为地层破裂压力,约等于水平最小地应力,并通过模拟应力场数据与实钻漏失点数据对比进行验证。综上分析,明确膏盐岩段易漏岩性组合分布和建立复合盐层黏弹性三维地质力学模型求取水平最小地应力是预防复合盐层漏失的关键,对减少盐间漏失具有重要意义。     

缝洞型碳酸盐岩油藏介质理论

岩心测试结果表明,塔河缝洞型碳酸盐岩油藏基岩块中微裂缝发育,在长度约5 cm的岩心中明显可见微裂缝约5～20条,微裂缝交替成网络状分布,但充填程度较高.74%的岩心渗透率低于0.1×10-3μm2,26%的岩心渗透率分布在0.1×10-3～5×10-3μm2之间,孔隙度分布在1%～2%范围内.CT显示基岩块中微裂缝发育,薄片资料显示在岩心内部存在极少数粒间孔、溶蚀孔.NMR测试平均可动流体饱和度为30.17%,可动流体主要存在于微裂缝之中.岩块的渗储能力主要由基岩块中的微裂缝贡献.基于对储层的认识,微裂缝发育的塔河碳酸盐岩油藏基岩块可以视为一种微裂缝为储渗空间的等效连续介质.以该等效连续介质为基础,可与主裂缝系统构成双重介质模型,或与主裂缝、溶洞系统构成复杂介质模型.     

顺北含辉绿岩超深井井身结构优化设计

顺北井区采用六级井身结构开发,存在大尺寸井眼长、套管层次多以及火成岩漏失,导致钻井效率低、亟需优化井身结构。采用Drillworks 软件模拟了地层三压力剖面,成像测井与电镜扫描认识了火成岩裂缝分布,通过岩石矿物成分与理化性能分析了深部泥岩坍塌机理,通过对比非标套管与钻杆的强度与尺寸分析了管柱匹配性。结果表明全井存在4 个不同压力系统,火成岩裂缝纵向分布缝宽0.5~2 mm、微裂缝缝宽2~3 μm,易塌泥岩伊蒙混层达70%,蒸馏水作用下线性膨胀率40%~45%,得到了3 个必封点与1 个风险点;通过配套钾铵基聚磺钻井液体系与漏失补救措施,保障了长裸眼井壁稳定;优选了?139.7mm 非标套管,完钻井眼尺寸由114.3 mm 扩大至120.65 mm 满足使用非标88.9 mm 钻杆,将井身结构优化为四级。新结构满足高效钻井需求,缩短钻井周期达125 d。     

XA溶胀型随钻堵漏剂的研制与应用

吉林油田孤33区块青山口组地层泥岩、砂岩交互,泥岩横向、纵向裂缝发育,砂岩地层孔隙度平均为12.95%、渗透率平均为12.4×10-3μm2,既有泥岩裂缝漏失,又有砂岩渗透性漏失,使用常规堵漏剂堵漏效果较差.通过对该地区漏失性质及堵漏剂作用机理的分析,用化学方法合成了可溶胀的XA-1膨体材料,以XA-1膨体材料为主优选出了其他5种堵漏剂并复配出了XA溶胀型随钻堵漏剂.XA溶胀型随钻堵漏剂首先在孤33-10井进行了现场应用试验,漏失速度由15～32 L/s(只进不出)降低为0～1.51 L/s,随后在后期施工的6口井中进行了推广应用,均取得了好的堵漏效果,单井漏失量由1300～1500m3下降至200m3左右,表明XA溶胀型随钻堵漏剂对天然裂缝、诱导裂缝、高渗透砂岩渗漏的堵漏效果好,用该堵漏剂能够有效地控制井漏问题.与使用常规堵漏剂的井相比,单井钻井液成本从525862.49元降低为97600.24元,每米成本从300.49元降低为55.61元.该堵漏剂大多利用天然原料作为材料,不仅易降解,而且能有效地保护油气层.该堵漏技术操作简单、成本低、效果明显,对只进不出的漏失,可静止堵漏,也可随钻堵漏,特别适用于长井段漏失地层的随钻堵漏.     

金坛盐穴储气库造腔关键参数优化

在金坛盐穴储气库工程建设中,由于缺乏造腔经验,导致造腔速度慢,盐腔有效体积小,严重制约了建库速度。为提高造腔有效体积和造腔速度,对现场造腔生产数据进行了分析,对造腔关键技术进行了优化:注水循环方式以反循环为主,正循环为辅;第一次建槽时,油垫距内管口一般为30~40 m,建腔期油垫提升高度约15 m,封顶期不大于10 m;注水排量循序渐进,平稳恒定,建槽期平均注水排量为80~90 m3/h,建腔期平均注水排量为90~100 m3/h;建腔期正、反循环造腔内外管优化距离分别不低于45、10 m,可有效保证排卤质量浓度。该研究可为盐穴储气库造腔参数优化提供指导。     

鄂尔多斯盆地安塞地区长6储层裂缝特征及主控因素

以鄂尔多斯盆地安塞地区长6储层为例,利用岩心、露头、测井及分析测试等资料,在明确天然裂缝成因类型及裂缝参数分布特征的基础上,阐明了裂缝发育的主控因素。安塞地区长6储层发育构造裂缝、泥岩滑脱缝及成岩裂缝等,裂缝的方位以北东向~北东东向为主,少量近东西向及北西向。大部分构造裂缝的纵向延伸高度小于1.2 m,平面上单条裂缝延伸长度不超过21 m,地下围压条件下裂缝开度大多小于100μm;裂缝有效性较好,仅10%左右的裂缝被矿物充填。长6储层中裂缝发育具有较强的非均质性,主要受岩性、层厚、沉积微相、岩层岩石力学性质等因素综合控制。钙质砂岩和粉砂岩中裂缝最为发育,泥岩中裂缝最不发育。裂缝规模随着层厚增大而增大,但裂缝密度逐渐减小。席状砂内裂缝最为发育,水下分流间湾裂缝最不发育。脆性较大的岩层裂缝发育程度高,且多以高角度缝为主,而脆性较小的岩层裂缝发育程度差,且多为低角度缝。     

裂缝性气藏封缝堵气技术研究

塔里木油田塔中地区碳酸盐岩奥陶系储层地质条件复杂,储层裂缝发育,裂缝开度为20~400 μm的小裂缝和微裂缝所占比例在50%左右,钻井过程中井漏溢流频发,气侵现象严重,增加了井控风险。由于地层微裂缝分布复杂,且温度高（180℃）,导致架桥粒子、充填粒子级配难度大,钻井液封堵效果不理想,而采用常规钻井液封堵评价方法在模拟裂缝形态和效果评价方面与现场实际存在着较大的差距。为此,提出了有针对性地封缝堵气评价方法:利用天然/人造岩心制作出微裂缝岩心模型,微裂缝开度介于20~400 μm之间,缝面粗糙度与天然裂缝接近;自主设计了封缝堵气实验评价装置,建立了微米级裂缝的封缝堵气评价方法。室内初步优选出抗高温的颗粒、纤维、可变形材料等纳微米封堵材料,并形成封堵配方,封堵配方与聚磺钻井液体系、ENVIROTHERM NT体系配伍性好,且酸溶率高于70%,不易污染储层。      

渤中19-6凝析气田太古界潜山储层裂缝特征及低渗主控因素北大核心CSCD

渤中19-6凝析气田太古界潜山裂缝性储层物性差,表现为特低孔、特低渗特征。综合成像测井、岩心、薄片等资料对渤中19-6潜山裂缝特征及低孔、低渗原因进行了研究和分析。渤中19-6潜山主要储集空间类型为裂缝,受附近主要断层影响,裂缝走向与断层方向基本一致,以NE向、近EW向为主,裂缝倾角主要分布在30°~70°,以中—高角度裂缝为主。成像测井解释成果表明,渤中19-6潜山裂缝密度主要分布在1~5条/m,宏观裂缝开度100~400μm,宏观裂缝开度仅有蓬莱9-1、锦州25-1南等中高渗潜山裂缝开度的1/5~1/2。另外,宏观裂缝多被石英、碳酸盐岩矿物以及伊利石、绿泥石等黏土矿物充填,裂缝以充填、半充填裂缝为主,极少见未充填缝。镜下微观裂缝开度10~30μm,大多数被硅质、铁白云石以及黏土矿物充填,微观裂缝整体充填程度达到85%。分析认为,裂缝开度小和充填程度高造成裂缝网络有效通道数减少、单条裂缝通道局部堵塞,是造成储层低渗特征的主要因素。     

黄陵地区三叠系延长组长6储层特征研究

弄清黄陵地区延长组长6储层特征,进一步加快对黄陵油田的开发和认识,为后期油田开发提供依据和保障。通过对该区域范围内所有钻穿长6井探井和开发井的测井资料、录井资料、岩心资料、试油试采等资料进行分析,通过研究该区域的长6层的沉积特征、砂体展布特征、储层岩石学特征、储集特征以及成岩作用对储集岩物性等方面,研究表明黄陵地区长6油层组主要湖泊相沉积,并发育深湖亚相沉积,储集层岩石类型主要为岩屑长石砂岩,具高石英、低长石、低岩屑的特征,填隙物主要以胶结物为主,储层孔隙度平均值7.28%,渗透率平均值0.440 1×10-3μm2,压实作用是孔渗降低、储层物性变差的主要原因之一。进一步说明黄陵地区延长组长6油层岩矿成份复杂,储层物性差,非均值性强,裂缝发育。     

可酸溶固化堵漏材料的封堵及储层保护性能

为了解决恶性漏失及储层段漏失控制难题,制备了一种新型可酸溶固化堵漏材料,基于室内评价手段研究了该堵漏材料的密度、粒径分布、流变性、高温高压固化性能、封堵承压性能和储层保护性能,并提出了现场应用方案。研究表明,可酸溶固化堵漏材料基浆密度为1.32 g/cm3,通过添加密度调节剂可使密度在0.8-2.4 g/cm3之间可调;材料粒径D50和D90值分别15.0 μm和50.8 μm,可以进入地层微米及以上宽度裂缝进行封堵;室温下基浆表观黏度为60 mPa·s,终切值约为初切值的2-3倍,且具有良好的稳定性。材料基浆初始稠度小于10 Bc,且可实现直角稠化,稠化时间可根据实际施工时间设定。材料抗钻井液污染能力强,10%侵入量下稠化时间延长约30 min,固结体强度未发生明显下降。8 mm裂缝封堵带承压可达18 MPa以上,可有效解决恶性漏失问题。固结体渗透率可达0.81×10-3 μm2,且在15%盐酸溶液中酸溶率为100%,可以有效保护储层裂缝渗透率。可酸溶固化材料不仅可以有效封堵恶性漏失地层,还可用于储层段漏失控制以达到保护储层的目的。     

海安凹陷阜二段致密油藏体积压裂技术

苏北盆地海安凹陷阜二段属于典型的低孔低渗致密油藏,为了评价该探区的储层物性、含油性以及为水平井井位部署提供设计依据,对该地区一口直井预探井进行了体积压裂。研究了储层的岩性、脆性、物性,在此基础上,为了满足在体积压裂时尽可能提高铺砂浓度的要求,优选了滑溜水和线性胶压裂液体系。为达到认清各小层的目的,采用了桥塞分层压裂、分层试油、打捞桥塞合层求产的技术措施。在施工前进行小型压裂测试来保证主压裂的顺利进行,并在施工时采用地面微地震技术来监测缝网体积。现场施工排量达到4.5~5.0 m3/min,累计加砂140 m3,最高砂比12%。裂缝监测表明各层的造缝效果较好,裂缝形态较为复杂。试油效果达到地质设计预期。     

伊川凹陷屯1井储层评价及压裂改造

通过对洛阳-伊川盆地伊川凹陷屯1井压裂层段的系统评价,分析认为该井压裂层段具有低孔、低渗、极低产特征。核磁测井有效孔隙度3.3%,渗透率0.645×10-3μm2;成像测井显示裂缝发育,测井评价是基质孔隙度+裂缝型储层。试油测试自然产气量仅53m3/d,测试二关井压力恢复数据定性分析认为裂缝较发育,基质孔隙渗透性极差,常规压裂改造增产效果差。应用非常规压裂技术基本方法对射孔方式、泵注管柱、施工规模、压裂参数进行优化,采用高排量、高液量、低粘度、低砂比的压裂方案,力争形成多缝、复杂裂缝,增加泄流面积。通过非常规压裂改造,10mm油嘴放喷,油压3.1～3.5MPa,日产气6600～7000m3,实现了河南外围洛阳-伊川盆地油气勘探的重要突破。     

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。     

库车坳陷依南地区阿合组致密砂岩气储层特征与有利区带预测

库车坳陷依南地区下侏罗统阿合组具有形成致密砂岩气的有利地质条件,并已获勘探证实。通过对岩心、录井、测井资料、普通薄片及铸体薄片的观察鉴定以及扫描电镜、黏土矿物X射线衍射分析,认为研究区致密砂岩储层的成因类型主要为辫状分流河道和水下分流河道;岩石类型以岩屑砂岩为主,岩石成分成熟度低,结构成熟度中等,裂缝发育,孔隙度集中分布在4%~12%,平均为7.53%,渗透率集中在(0.1~100)×10-3 μm2,平均为12.33×10-3 μm2,其中小于1×10-3 μm2的样品占到75%,属于典型的致密砂岩储层。储层形成与沉积背景、成岩作用和构造作用等因素相关。综合有利相带、特征曲线重构反演砂岩厚度、裂缝发育程度,结合构造背景对有利区进行了综合预测,指出有利区主要发育在依南2、依南5和吐孜2井一线南侧,其中依南2井南侧和西南侧潜力最大,是下一步勘探的重点。      

松辽盆地三肇凹陷扶余油层致密储层分类精细评价

精细评价的方法主要体现在精细分类和纵向细分层2个方面。通过沉积及砂体特征的精细研究,利用恒速压汞、高压压汞以及纳米微观分析等手段综合研究,认为扶余油层致密储层可以划分为2大类3小类,即Ⅰ-1,Ⅰ-2和Ⅱ类,其中致密油储层与常规储层的分界物性为孔隙度12%,渗透率1×10-3 μm2,孔喉半径为350 nm;其余Ⅰ-1和Ⅰ-2类以及Ⅰ-2和Ⅱ类物性标准分别以孔隙度10%和8%,渗透率0.25×10-3 μm2和0.1×10-3 μm2为界,对应的孔喉半径分别为150 nm和75 nm。通过纵向细分层精细12分的砂层组级研究,每一层砂层组内仅含有1～2个砂体,I类致密油集中发育在FⅠ2-1,FⅠ3-1以及FⅡ2-2砂层组。在分层落实不同类型致密油剩余资源后,通过致密油水平井钻探及大规模体积压裂,可以有效开发致密油资源。      

陵水17-2气田深水测试液类型选择

南海北部深水区陵水17-2气田储层地层压力系数1.19~1.21、孔隙度平均值为31.5%,渗透率平均值为633×10-3μm2,储层孔渗关系好;黏土含量为16.1%,具有盐敏、水敏等特点。对该气田测试液类型进行了优选:氯化钙海水溶液、甲酸钾海水溶液和100%络合水3种基液均能满足密度在1.28~1.30 g/cm3内可调的要求;均具有较好的抑制性,防膨率均在95%左右;3种基液抑制气体水合物生成的浓度低限为28.06%氯化钙、51.05%甲酸钾和72.00%有机醇,因此甲酸钾基液抑制气体水合物生成的能力不足;氯化钙基液矿化度高,具有盐敏潜在损害;络合水自身具有较好的防水锁性,表面张力约为25 m N/m,而氯化钙和甲酸钾基液的表面张力较大。最终优选100%的络合水作测试液基液。其在陵水17-2-1井进行了应用,测试后产量为160×104 m3/d,表皮系数为0.2,储层保护效果好。     

有效应力对煤储层不同方向渗透率影响的差异性

为探究有效应力对煤储层不同方向渗透率的影响差异，以鄂尔多斯盆地东缘柳林矿区南部4号煤层为研究对象，运用脉冲衰减克式渗透率测试方法，分析了不同有效应力条件下顺层渗透率及垂层渗透率变化规律及两者之间的相互关系。研究表明：煤储层不同方向渗透率随有效应力的增加均呈现幂指数降低的趋势，当有效应力为10MPa时，顺层渗透率及垂层渗透率均处于渗透率变化临界点，而且两者随有效应力的增大呈现线性相关的降低趋势，顺层渗透率与垂层渗透率比值为4∶1。通过对顺层及垂层的储层应力敏感性差异性研究，发现顺层及垂层裂隙压缩系数随有效应力压差的增大而减小，渗透率应力敏感性随有效应力差的增大而增大，顺层裂隙压缩系数、应力敏感性均小于垂层方向。通过煤储层不同方向的裂隙应力敏感性、渗透率应力敏感性对比分析，认为有效应力对煤储层不同方向渗透率的控制主要是由有效应力对煤基质裂隙的压缩存在空间差异性所造成的。     

川西孝泉气田沙溪库存组上部储层特征及评价

孝泉气田是在川西致密砂岩领域首先取得突破的地区。该区沙溪庙组上部储层特有的致密性致使其评价较低,预测结果与实际产出状况相差悬殊。本文通过对储层特征、尤其是地下裂缝渗透率和储层影响因素分析,确定其储集类型以裂缝-孔隙型为主,计算其地下裂缝渗透率为0.015×10-3μm2～0.093×10-3μm2,对地层有效渗透率的贡献约为70％～80％,基质渗透率下限仅需0.0272×10-3μm2,控制有利储层发育的地质因素主要有砂体微相和裂缝的发育程度。综合砂体微相分布、构造曲率、压力分布等因素对有利储层展布进行了预测评价。     

陕北低渗透裂缝性油藏调剖试验研究

安塞油田三叠系长6储层渗透率（1~3）×10?3μm2,在92口见水油井中,裂缝型和裂缝-孔隙型见水油井29口。靖安油田三叠系长4+5储层平均渗透率1.447×10?3μm2,在68口见水油井中,见注入水油井41口,由于裂缝沟通,不少油井投产初期即见注入水;姬塬油田侏罗系延9油藏平均渗透率66.9×10?3μm2,吸水厚度仅占油层厚度的35%,部分油井水淹,而大部分油井注水不见效。通过对低渗透裂缝油藏调剖实验研究,确定采用体膨颗粒和聚合物弱冻胶复合调剖工艺,在实施调剖的20个井组中,有19个井组吸水指数明显降低;有11个井组取得了增油、降水效果;有5个井组含水率下降;有3个井组,由于裂缝封堵强度过大,导致调剖无效。     

雪峰山西侧地区寒武系娄山关组碳酸盐岩储层特征研究

通过对雪峰山西侧地区寒武系娄山关组碳酸盐岩储集岩的调查与研究,认为该区储集岩类型主要为鲕粒滩型与白云岩型2类;储集空间类型为晶间孔隙、溶蚀孔隙和裂缝,孔隙连通性较好.在湖北鹤峰、湖南桑植以及张家界一带,娄山关组亮晶鲕粒白云岩最大孔隙半径大于200μm,平均孔隙半径为9.61μm;亮晶内碎屑白云岩孔隙半径在100～200μm之间,其百分含量达到33%.喉道宽度最大值为81.43μm,平均值为21.28μm.其孔隙度最大值为10.3%,平均值为3.4%,渗透率最大值为18.6×10-3μm2,平均值为1.4×10-3μm2,孔渗特征相对较好,可以作为Ⅱ型储集层.寒武系娄山关组储集层段主要分布于慈利-保靖断裂以西的潮坪相区,具有一定的油气勘探前景.