致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验

致密火山岩储层天然裂缝发育差,低孔、低渗、致密、非均质性强,需要应用水平井大规模分段压裂工艺实现有效开发。随着储层物性变差,可缩小压裂裂缝间距保持单井产量;为明确最优改造裂缝间距与施工规模,基于储层孔渗特征、相渗特征、流动特征的认识以及不同裂缝间距压裂产生的干扰,确定致密火山岩储层最优改造裂缝间距。应用压裂后分段产气监测,认识分段产量与改造规模关系,明确致密火山岩储层最优改造规模,有效指导压裂方案优化,提高设计针对性与开发效益。     

透镜状砂岩储层压裂规模的优化问题

实践证明,压裂改造储层是高效开发气藏的有效手段,其优化设计是需要考虑的重要方面。根据Elkins理论,储层渗透率越低,施工规模愈大,支撑裂缝越长,压裂后产量越高。但作业现场表明,透镜砂岩储层的压后产量与压裂规模的关系并不完全遵循Elkins理论,即压裂后的产量不单纯随着压裂规模的增大而增加,而存在一个适度的最优化压裂规模问题。为此,以四川盆地马井气田侏罗系蓬莱镇组储层为例,从地质构造、矿物沉积等角度分析了透镜状砂岩储层的成因和特点,从地应力方向、储层展布特征、裂缝评估、试井分析、压后效果统计等方面论证了透镜状砂岩储层对压裂规模的限制作用。基于储层厚度、砂体横向展布及压裂裂缝延伸特征,提出了透镜状砂岩储层压裂改造优化设计的方法,并成功地进行了现场应用。其成果对于我国类似透镜状砂岩储层的压裂优化设计具有指导借鉴作用。     

火山岩致密凝灰岩气藏开发潜力分析——以松南火山岩气藏为例

松南火山岩气藏是一个高效开发的火山岩气藏,已开发生产6年,目前仍具有年产5亿方的生产能力。但是随着气藏生产时间的延长,气藏边底水推进、水气比快速上升、动态储量减少、天然气市场供不应求和冬季保供带来的峰谷差加大等因素,给气藏持续稳产带来了巨大挑战。通过分析YD1HF井高含CO2和腰深101井压裂高产,结合目前气藏动态认识,详细论述了火山岩致密凝灰岩第一低孔渗带未动用储量的范围和规模,通过调研和类比其他气藏储层条件和开发方式,认为致密凝灰岩储层通过水平井开发,采用分段适度压裂改造可提高产能,实现经济有效动用,最大限度提高储量动用率,保持气田长期稳产。     

徐深气田火山岩气藏产能特点及影响因素分析

火山岩储层作为大庆徐深气田的有效储层，分布广泛，储量丰富，具有重要的开采价值。由于受火山喷发多期性的控制，其岩性岩相变化较快、岩层致密，孔隙度、渗透率极低，非均质性严重。大多数气井自然产能较低，达不到工业产能。部分井经过大型压裂改造后可获得高产，但是单井产气能力差别较大。火山岩气藏产能具有分布不均衡、生产压差大、稳产条件差、压裂效果明显等特点，而火山岩作为特殊的天然气储层类型，没有成型的开发理论和实际开发经验供我们参考，文章在徐深气田火山岩储层地质及动态资料分析的基础上，采用实际地质参数建立了单井模型，研究了地层有效渗透率、地层厚度、地层系数、压裂井裂缝半长、储层供气范围等对气井初期产能及稳产能力的影响，并对影响产能及稳产能力的因素进行了分析，这对今后火山岩气藏开发配产、产能建设等具有重要的指导意义。     

牛东火山岩油藏压裂效果影响因素研究

针对牛东火山岩的储层特征,开展了优化选井选层、优化压裂规模和裂缝形态、解除堵塞等研究和矿场试验,并在全面总结区块前期压裂井的基础上,研究了影响压裂效果的主要因素。研究表明,牛东火山岩油藏孔隙特征和储层类型是影响压裂效果的关键因素,缝洞发育的储层压裂效果好,目前采用的大规模水基液体压裂工艺技术对地层伤害小,能够有效沟通缝洞,适应区块火山岩油藏改造的需要,可继续在该区块推广应用。     

火山岩储层供气特征与开发规律

大庆徐深气田火山岩气藏属于中-低孔隙、致密气藏。岩心实验虽然揭示了储层中不同孔隙结构的供气机理,但是不能体现储层中人工裂缝、天然裂缝和基质孔隙的供气特点与开发规律。通过对徐深A区块密井网试验区的解剖,揭示了储层的供气特征与开发规律。火山岩储层压裂改造后形成双区供气结构,与气井直接相连的是主流区,主流区外存在补给区。主流区控制气井初期产量的高低,补给区是气井长期供气的保障。随着补给区的逐步补给,气井的井控动态储量逐步增加。通过井间加密可以改善老井补给区的渗流能力,减缓老井产能的递减。加密井形成了新的主流区,缩短了渗流距离,有利于致密储量的动用。井间主流区距离远,补给区中广泛分布的基质产生低渗阻隔,因此连通的气井间难相互干扰。     

火山岩孔缝型油气藏产能特征及控制因素——以准噶尔盆地金龙10井区为例

火山岩油气藏是目前国内外开采难度比较大的油气藏类型之一。近些年,准噶尔盆地西北缘石炭系探明石油地质储量1.4×10~8t,并建成了规模产能,为石炭系油气藏的开发奠定了很好的实践基础。准噶尔盆地西北缘金龙10井区是典型的石炭系火山岩油气藏,其储层具有岩性种类繁多、孔隙结构复杂、非均质性强的特点,明确其产能特征对油藏开发中后期研究产能控制因素和分布有良好的指导作用。利用钻井、测井、录井、岩心、地震等静态资料,发现该区火山岩储层储集空间主要以溶蚀孔隙和次生裂缝为主。结合生产监测及试油试采等动态资料,开展油藏产能特征研究,得出4种产能类型:产能稳定型、底水锥进产液稳定型、产能衰竭型、无产能型。进一步分析产能控制因素,结果表明油井产能主要受孔隙—裂缝发育情况、构造位置、边底水以及压裂规模等因素的控制。     

火山岩气藏测试压裂诊断及控制技术

大庆油田火山岩气藏孕育着大量的天然气资源,储层岩性复杂,压裂改造困难。针对火山岩储集层压裂成功率低的难题,建立了地层压降曲线分析模型及测试压裂诊断解释图版,并阐述了导致缝内低净压、近井高摩阻、高停泵压力梯度、高滤失和无特征砂堵等疑难问题的机理和原因,形成了相应的5种不同类型储集层的诊断评价标准和控制处理技术。测试压裂诊断及控制技术的应用为大庆油田深层火山岩气藏压裂改造,为取得较好的增产效果提供了技术保证,对大庆油田天然气的勘探与开发具有重要的现实意义。     

松辽盆地深层火山岩气藏压裂新技术

松辽盆地火山岩储层孕育着大量的天然气资源,储层岩性复杂,压裂改造困难。在分析储层分布及岩性特征的基础上,建立了火山岩压裂的物理和数学模型,从压裂机理上进行了系统分析和研究,形成了火山岩压裂风险预测技术、测试压裂快速解释技术和裂缝延伸控制技术,解决了深层火山岩气藏压裂技术问题,现场应用见到了明显效果,对火山岩储层的有效开发具有重要意义。     

徐深气田火山岩气藏特征与开发对策

松辽盆地徐深气田是中国石油大庆油田有限责任公司2002年发现、2005年探明的,主要气藏类型属于火山岩气藏。为了有效开发该类气藏,先后开展了露头勘测、密井网解剖以及长井段取心等研究,研究成果证实:大庆地区火山岩气藏在地质上具有储层岩性、岩相类型多样,平面和纵向变化快,非均质性强,气藏受构造和岩性双重控制,气水关系复杂等特征。对徐深气田试气、试采和试验区开发动态跟踪研究的结果显示:该类火山岩气藏在开发动态方面具有气井早期产能差异大、平面分布不均衡,单井控制的动态储量差异大,出水类型复杂多样等特征。通过综合地质、气藏工程、压裂工艺等多学科研究成果,结合火山岩气藏储层描述、地质建模、产能评价、水平井开发优化设计以及压裂增产等方面的实践成果,形成了一套适用于该区火山岩气藏的开发对策:①深化火山岩气藏地质规律认识;②开展产能评价技术研究,完善技术手段;③优化直井设计,实现Ⅰ、Ⅱ类储层区块有效开发;④"整体考虑,分类治理",实现有效控水;⑤开展水平井开发技术攻关,探索火山岩气藏开发新模式。     

长岭1号气田火山岩气藏产能控制因素研究

近年来,在我国松辽盆地深层火山岩储层中发现了大规模的天然气藏。火山岩气藏地质结构极其复杂,具有多火山体多期次喷发交互叠置、岩性岩相变化快、厚度变化大、非均质性极强、连续性及可对比性差等特点。目前,火山岩气藏的开发在国内外还无成功的经验可借鉴,属世界级难题,而气藏产能控制因素不清是制约火山岩气藏开发的瓶颈。针对火山岩气藏特征,通过开展岩性岩相、储层物性、裂缝发育程度、储层压敏性、井型以及储层污染等因素对气藏产能的影响研究,搞清了火山岩气藏产能的主控因素,为评价火山岩气藏产能、明确开发思路提供了一定的指导。     

徐深气田火山岩气藏气井产能的影响因素

松辽盆地徐深气田火山岩气藏的许多开发规律还有待探索,已经试采的井表明火山岩气藏的气井产能特征复杂,搞清其主要影响因素是成功开发该气田的关键。利用地质、试采、试井及室内岩心实验等资料,从宏观与微观两个方面对火山岩气藏气井产能的影响因素进行了研究。得出以下认识和结论：宏观上,火山机构的分布范围、构造位置及储层类型对气井的产能有控制作用,火山岩相具有规模小、多变化的特点使得相邻气井产能变化大、可对比性差;微观上,受到井控可流动区域形态、规模、物性的影响,较窄的流动区域加上较低的地层系数,使得许多井采气指数下降较快,而气井的表皮系数、特殊的渗流特性（启动压力梯度和压力敏感性）、出地层水等都不同程度地影响了气井的产能。此外生产测试中存在的各种情况（如压裂液返排、气井清井期、测试时间等）也可导致对产能认识的偏差。     

苏里格气田强非均质致密气藏水平井产气剖面

为确定苏里格气田水平井分段压裂后各压裂段的产气能力,通过分析水平井产气剖面及其储集层非均质性、水平井渗流特征、多段压裂改造工艺、生产压差等因素影响,认为储集层物性和有效砂体发育程度是影响产气能力的主控因素,其作用大于理想模型中水平井跟部和趾端的渗流优势项作用;生产压差的增大,加剧了强非均质储集层各压裂段产气量的差异;分段压裂改造后,段内裂缝的不均匀分布,导致同一压裂段不同射孔簇的产气能力不同。因此,提出多段压裂水平井的射孔段优选、水平段差异化改造和段内暂堵裂缝均匀扩展的技术对策,以提高致密气藏的开发效果。     

火山岩油藏水平井体积压裂产能预测研究

针对影响ND火山岩油藏水平井产能的主要因素不确定,以及常规的水平井产能计算公式预测产能偏高、误差大等问题,依据ND火山岩油藏水平井体积压裂地质、工程及动态数据,采用灰色关联分析法对体积压裂后初期产能的影响因素进行分析,并在此基础上,对单井产能进行归一化处理后,再应用灰色理论累加生成,进而采用多元线性回归法预测油井压裂后的初期产能。结果表明：影响体积压裂后初期产能的前4个因素依次为入井砂量、钻遇油层厚度、入井液量、压裂段数;经归一化处理后累加生成并结合多元线性回归预测体积压裂后的初期产能,比传统的直接多元线性回归法预测精度更高。此项研究为类似油藏的水平井产能预测提供了一种有效方法。     

超深层强非均质性气藏早中期产能主控因素及开发优化技术对策——以四川盆地中部安岳气田震旦系气藏为例

以四川盆地中部安岳气田震旦系灯四段气藏为例,针对强非均质性气藏早中期产能主控因素和开发优化技术对策不明确的主要问题,研究了气井产能主控因素的科学内涵,提出了不同阶段产能主控因素的核心要素及主要研究条目,并以6类气藏典型渗流模式为基础,明确了早期、过渡期和稳定期的产能主控因素,在此基础上提出了井位平面部署、靶体位置、改造工艺、生产井制度优化4个方面的对策建议。结果表明：①产能主控因素是指影响气井产能的主要条件,其不同开发阶段的研究对象和侧重点不同,核心要素是落实储量基础、改造区及远井区的渗流能力,主要研究条目是优质储层的关键指标及地震响应、专项试井解释等;②灯四段气藏早期、过渡期以及稳定期产能分别受优质储层发育和储层改造后裂缝系统搭配,远井区供气能力以及剩余动态储量控制,并明确了优质储层的电性特征、改造后试井及施工曲线特征、平面非均质性特征、剩余动态储量变化特征对于早中期不同阶段产能的影响;③通过实施开发优化技术对策,取得了单井产量的突破,新工艺井平均绝对无阻流量为直井的2.3倍,已投产井稳产比例从80.5%增加至95%,油压递减速度减缓,基本满足开发方案设计要求。研究成果形成系统的早中期产能主控因素及开发优化技术对策,为超深层强非质性碳酸盐岩气藏的高效勘探开发提供技术参考。     

压裂火山岩气井多裂缝产能模型

目前，我国发现的火山岩气藏主要位于松辽盆地，该地区火山岩气藏的储层普遍为低孔低渗储层，自然产能非常低，普遍需要进行压裂改造才能获得工业气流。由于火山岩气藏普遍发育微裂缝，因此受微裂缝的影响，在压裂的过程中常常形成与常规压裂不同的多裂缝，给生产动态准确预测带来了非常大的困难。基于气体单相稳定渗流规律，运用保角变换和等值渗流阻力原理，考虑压裂多裂缝的影响，建立了压裂火山岩气藏多裂缝产能方程。根据实例分析表明，压裂火山岩气藏多裂缝产能模型计算结果同生产实际相符，可以真实地反映压裂火山岩气井的生产能力，能够准确地预测压裂火山岩气藏气井流入动态。     

原生韵律型火山岩储层特征及主控因素

近年来准噶尔盆地火山岩勘探实践表明,石炭系火山岩储层类型除风化壳型储层之外,距石炭系顶面300 m之下仍有物性较好的火山岩储层发育。为进一步明确该类原生型储层特征并为勘探部署提供依据,开展了火山岩原生型储层的成因机理、岩石类型、物性特征、空间分布、韵律性特征及主控因素等方面的研究,提出有别于火山岩风化壳储层的“原生型层状多期韵律式储层”的概念,简称原生韵律型火山岩储层。原生韵律型储层分布具有大面积、大跨度、纵向分布不受埋深控制的特点,储集空间主要为多期次喷溢旋回中每个旋回的顶、底发育与挥发分逃逸有关的原生孔隙;岩浆演化和火山活动序列是主要控制因素。该成果使石炭系火山岩纵向勘探深度得到拓展,勘探目的层选择由单一风化壳型储层向多期次喷发旋回发育的原生型储层转变,指导发现了多个石炭系内幕油气藏。该研究对其他盆地火山岩勘探有借鉴意义。     

利用测井信息预测火成岩缝洞储集层压后产量

基于火成岩缝洞储集层压后气体分阶段流动特征的研究,应用测井信息定量表征气体流量主控因素,提出一种火成岩缝洞储集层参数相互弥补评价模型预测压后天然气日产量的方法。该方法以描述可压缩流体流动的Hagen?Poiseuille定律为基础,根据火成岩缝洞储集层压后气体在不同流动阶段的路径不同特征,明确火成岩缝洞储集层压后天然气日产量的主要影响因素是基质孔隙和裂缝网络及二者匹配关系,建立基质孔隙、裂缝网络及岩性体厚度相互弥补评价模型,通过多元非线性回归确定出模型中各储层参数对日产量的贡献因子,最终实现火成岩缝洞储集层压后测井产量预测。将此方法应用于准噶尔盆地滴西地区石炭系火成岩缝洞储集层,预测结果与实际试气结果吻合较好,为火成岩缝洞储集层试气选层提供了准确的依据。     

徐深气田成藏条件及勘探开发关键技术

火山岩气藏的勘探和开发是世界级难题,国内外可借鉴的经验极少。通过研究徐深气田的成藏条件,明确了徐深气田发育以沙河子组泥岩和煤层为主的4套烃源岩和以登娄库组二段和泉头组一段+二段泥岩为盖层的生-储-盖组合,通过成藏史模拟确定了徐深气田具有4次充注时期,以构造高、厚度大、物性好的火山口区为最有利勘探目标。以成岩机理为研究基础,建立了气层层序系列、岩性识别、储层类别等标准,精细刻画了火山岩体,厘清了气藏有效储层展布规律。在储层储渗特征评价基础上,确定了气井产能特征（以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类井为主）,形成了火山岩气藏开发优化设计技术。将徐深气田各区块气藏归纳为单体单一、多体不连通及多体连通3种气藏模式;形成直井多层压裂、裸眼水平井分段压裂及体积压裂等增产改造技术;根据气井生产动态、压力变化、井控储量及火山体空间展布,结合气藏数值模拟预测,形成了火山岩气藏剩余潜力评价方法。建立完善的复杂火山岩气藏有效勘探开发关键技术,实际应用开发效果良好。这一研究成果对同类气藏的勘探开发起到一定的指导和借鉴作用。     

致密气藏压裂水平井产能分析及压裂优化设计

致密气藏储集层渗透率低,孔喉细小,储集层流动条件极差。基于应力敏感性对致密储集层渗透率的影响,建立了致密气藏水平井压裂渗流模型,得到考虑井筒储集效应的无因次压力拉普拉斯空间半解析解。在验证模型正确性的基础上,绘制水平井分段压裂产能变化曲线,对产能影响因素进行分析并设计正交试验,以确定主控因素。研究结果表明：压裂参数中裂缝间改造区域渗透率对产能影响最大,裂缝长度次之,裂缝条数最小。基于该模型对胜利油田某致密气藏储集层压裂进行了优化设计,实例计算结果表明,研究区块在裂缝半长为140 m,裂缝密度为6条/km时,尽量增大裂缝间改造区域渗透率可以获得最佳产量。研究结果对致密气藏水平井压裂设计具有一定的指导意义。