杭锦旗复合气藏水平井压裂设计优化

杭锦旗区块上古生界储层整体表现为致密低孔、低渗特征。锦66井区主力层位为盒2层,其与盒1层之间的隔层发育不稳定,压裂过程中缝高控制难度大;锦58井区主力层位盒1层内部隔夹层发育,需通过穿层压裂沟通上下含气层。以测井解释数据为基础,通过计算岩石力学参数,模拟不同储隔层条件下裂缝的扩展规律,分别建立了锦66井区和锦58井区裂缝高度判别模板,确立了锦66井区盒2层控缝高压裂设计方法和锦58井区盒1层穿层压裂设计方法,并对水平井压裂参数进行了优化。根据压裂参数优化结果,对锦66井区和锦58井区多口井进行了压裂施工,取得了明显的压裂改造效果。     

海拉尔油田薄差储层细分多层压裂技术

海拉尔油田储层渗透率低、岩性复杂,薄差层发育,以往采用大段合层压裂,因压裂时纵向多层改造不彻底而影响压裂效果。通过精细的岩性识别并利用测井、岩石力学参数关系及动-静态岩石力学参数关系,建立了多薄差层地质模型,提高了弹性模量与地应力解释精度。在岩石力学参数研究的基础上,应用三维有限元数值模拟得到了裂缝垂向扩展规律,建立了薄差层细分多层压裂标准。形成了计算软件,输出的分层曲线可为该区块薄差层分层改造优化设计提供依据。     

致密砂岩气藏水平井体积改造实践与认识

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏,苏75区块一般采用压裂投产方式。随着滚动扩边的进行,储层条件变差,常规水力压裂不能满足生产要求。文章借鉴体积压裂思路,在分析储层地质特征、岩石力学参数、岩石矿物组分的基础上,论证苏75区块盒8段储层可压性,提出了一种"最优缝网+高导流主缝"的体积压裂改造模式。使用Meyer软件对压裂设计参数进行优化,并进行现场试验,效果显著,平均日产气量18.4×10~4m~3,证实了以"最优缝网+高导流主缝"为改造主体的致密气藏水平井压裂技术的有效性,为苏75区块体积压裂改造积累了经验。     

分层地应力描述及其在胜利油田的应用

以侧向约束应力状态作为地应力的参考应力状态，利用常规测井资料对岩石力学参数进行分析处理，采用葛氏地层应力经验关系式，建立地应力的计算模型。滨670井、滨660-665区块进行了单井分层地应力及地层岩石力学参数分析计算，用于滨670井限流压裂设计以及滨660-665区块极限注水压力的确定，取得了理想的效果。     

基于岩石物理与矿物组成的页岩脆性评价新方法

泥页岩的脆性决定其压裂改造的效果,开展页岩的脆性评价研究,可为压裂设计提供技术支撑,压裂改造的效果对提高页岩产能意义重大。鄂尔多斯盆地东南部下寺湾地区延长组长7段张家滩页岩层系内大量发育粉砂质泥页岩条带,矿物组成复杂,岩性非均质性强,对页岩气产量影响显著。针对目前矿物脆性评价中存在的脆性矿物不明确的问题,为了明确复杂矿物组成对页岩脆性的影响,通过对21块样品(页岩15块,粉砂质泥页岩6块)分别开展页岩总有机碳、全岩矿物X-射线衍射和地层条件下的三轴压缩应力试验,系统分析矿物组成及岩石力学特征,并以实验结果为基础分析矿物与岩石物理参数表现的关系,定量模拟岩石弹性参数随矿物组分变化的特征,明确了石英和黄铁矿是张家滩页岩的脆性矿物,并提出基于岩石物理模型的陆相页岩矿物组分脆性评价新方法。以YY22井为例,应用矿物脆性评价方法,计算其页岩层段的矿物脆性指数,为高脆性有利压裂目的层的识别及增产方案设计提供了参数依据。     

徐深气田A区块岩石力学参数及地应力分析

松辽盆地徐深气田A区块下白垩统营城组火山岩储层非均质性强,单井自然产能低,储层的岩石力学性质、地应力特征与储层中裂缝的分布情况有着密切关系,是油田后期开发井网部署、水平井优化设计、压裂方案制定的重要依据。通过岩石力学参数测试分析了工区营城组火山岩的岩石力学参数特征,找出了动、静态岩石力学参数之间相关关系;通过波速各向异性结合测井解释确定了工区水平最大主应力方向,并利用声发射效应计算了水平最大、最小主应力值及应力梯度。结果表明:①营城组火山岩的岩石力学参数明显高于沉积岩,且火山岩中不同岩性之间岩石力学参数存在差异性;②动静态岩石力学参数相关关系表现为静态弹性模量和动态弹性模量相关性一般,静态泊松比和动态泊松比相关性较差;③火山岩水平最大主应力方向在NE83.4～129.6°,多集中在NE106.1°附近;④火山岩主应力随深度增加而增大,水平最大主应力介于83.8～96.1MPa,水平最小主应力介于63.9～79.9 MPa。结论认为,该区水平井轨迹延伸方向为SN向且施工压裂大于87 MPa时,更易形成纵横交错的裂缝网络。     

白云岩储层地质力学特征分析及在储层改造优化应用——以塔中东部为例

针对塔里木油田塔中东部中下寒武统白云岩储层岩性组分复杂,石膏含量较高,压裂改造效果差等问题,在岩石力学实验、岩石组分精细确定基础上建立白云岩储层弹性模量、泊松比、强度、可压裂性等计算模型,并分析不同岩性组分岩石力学参数的影响规律,同时通过井筒资料分析地应力方位,建立地应力计算模型,分析不同组分含量对地应力影响,确定精细地应力剖面,并分析纵向变化规律;另一方面,开展天然裂缝产状信息处理、提取,分析主应力与裂缝走向关系,利用已压裂井资料确定天然裂缝内聚力、滑动摩擦系数,并定量计算天然裂缝面正应力、剪应力,确定不同注入压力下的开启率,从而确定中深5井超深、致密、含膏白云岩储层以压裂为主的改造方案,在此基础上根据分层应力剖面、水平应力差、地层可压裂性、天然裂缝力学特征优化压裂施工层段、泵注程序、分段射孔簇、施工压力等。     

薄差储层压裂改造技术在海拉尔油田的应用

海拉尔油田贝中、乌东区块南屯组储层主要以0.5~2.0m的薄差层为主,采用大段合层压裂导致部分层段压不开、压裂效果差。通过实验分析不同岩性岩石力学参数特征,应用复杂岩性储层地应力解释系统,提高不同层段不同岩性地应力解释精度,确定了薄差储层改造合理的细分层标准;采用不动管柱多层细分压裂技术,提高了薄差储层的有效改造程度,增油增注效果明显。     

自适应岩石力学参数测井解释模型及其在水力压裂设计中的应用

岩石力学参数是解决井壁失稳、水力压裂、出砂预测等石油工程问题的基础。提出了自适应岩石力学参数测井解释模型,解决了模型在工程实际应用中产生的区域性和层位性问题,结合改进的计算方法能更准确地预测压裂地层岩石力学参数。建立的水力压裂岩石力学参数计算方法更全面地考虑地层条件,具有更高的计算效率,适合现场进行水力裂缝几何形状模拟压裂施工优化设计及增产预测,同时也为出砂预测等石油工程问题提供基础数据。     

西233区长7致密储层三维脆性分布特征

明确致密储层的三维脆性分布特征,有助于压裂层段优选和压裂施工设计。文中以鄂尔多斯盆地西233区长7致密储层为研究对象,利用岩心矿物组分、岩石力学化验分析和地球物理测井资料,在岩心刻度测井的思想指导下,对研究区目的层的矿物组分、弹性模量、泊松比进行了处理解释,构建了基于矿物成分-力学参数的脆性指数计算模型;基于脆性指数,采用三维地质建模的思想,构建了脆性指数三维分布模型,进而刻画了脆性三维分布特征。研究结果表明:西233区长7致密储层脆性分布连片性较差,整体上脆性受储层岩性和非均质性影响较大;脆性发育区向西南方向延伸,并演化为西北、西南和东南方向3条次级脆性发育带,南部脆性连续性较差,整体上呈现出较强的脆性非均质性。     

鄂东气田韩城矿区煤层横波时差测井曲线的构建方法

鄂东气田韩城矿区是中国重要的煤层气有利开发区,但绝大多数井未测横波时差曲线,给钻井设计中岩石力学参数计算、压裂设计中压裂高度预测带来诸多不便。针对研究区煤岩地层的实际地质特征,充分挖掘与煤层横波时差较为敏感的测井参数,构建一种适合于煤岩地层有效的横波时差曲线计算方法。利用纵波和密度测井构建了横波时差拟合方程,通过系统分析优选中子、密度及电阻率测井三参数构建了岩性指示曲线,进而采用岩性指示曲线建立横波时差计算模型;基于煤层岩石体积物理和煤岩地层的多矿物组分体积模型,对煤岩地层的横波时差进行反演。对研究区的横波时差进行拟合计算,纵波和密度测井构建横波时差的方法较为简单、直观,但精度不高;而岩性指示曲线法和多矿物组分体积模型法均能较好地对其煤层横波时差进行计算,但多矿物组分体积模型中的参数求取相对较难。     

综合考虑孔眼稳定及产能情况下的射孔参数优选

以岩石力学的基本力学模型为依据,采用流固耦合的思想,利用有限元软件模拟,定量研究了孔深、孔密、孔径、孔眼相位及生产压差等射孔参数对井眼稳定和产量的影响,利用正交实验分析射孔参数对于产能及孔眼应力方面的权重大小关系。最后依据大庆陇西区块的实际岩性资料及原始地应力分布情况,设计出该区块的最优射孔参数。     

利用常规测井确定岩石杨氏模量——以富县区块上古生界储层为例

岩石杨氏模量是制定压裂改造方案的重要参数,利用岩石三轴压缩实验和超声波实验测试资料,通过曲线拟合,得出了纵波时差与横波时差的关系式,并求出了动态杨氏模量、静态杨氏模量和体积密度三者关系式,建立了富县区块上古生界储层常规声波测井和密度测井下的静态杨氏模量数学模型。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩储层三维岩石力学参数场研究

作为中国石化重要的天然气勘探开发基地之一,鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界致密砂岩气藏目前水平井压裂开采效果不理想。针对该气田上古生界致密砂岩储层岩石力学参数研究较为薄弱的现状,在对目的层岩心力学参数单轴/三轴压缩试验测试和纵横声波速度测试的基础上,首先建立了静态、动态弹性参数转换关系和纵横波速关系;在此基础上结合前人成果构建了岩石力学参数单井计算模型;并进一步运用测井资料和三维地震层速度资料确定了目的层力学参数场特征。结果表明,该区上古生界致密砂岩储层内聚力在2～10MPa之间,内摩擦角在30°～42°之间,抗张强度多数集中在5～15MPa之间,抗压强度多数集中在150～250MPa之间。太2段-盒1段弹性模量大部分在15～40GPa之间,泊松比在0.22～0.27之间,横向上每一层岩石弹性参数都存在明显的非均一性,垂向上随深度增加岩石力学参数呈变大趋势。该研究成果一方面可为该区地应力场模拟、气田钻完井设计及目的层压裂改造施工提供基础力学参数,同时研究中确定的动静态岩石力学参数转换、纵横波速等定量关系可为邻近地区相关研究提供参考或借鉴。     

利用测井资料评价低孔隙度低渗透率气层产能方法研究

针对苏里格气藏苏20区块独特的地质特点,充分利用岩心、测井及现场试气资料,应用岩心刻度及交会图技术,建立自然伽马测井曲线与岩石粒径、孔隙度之间的关系,确定了盒8及山1段有效储层的下限值.应用多元逐步回归技术,在优选出具有代表性变量的基础上,计算出能够充分反映储层物性的综合指数MVI.综合应用流体压缩系数法和视弹性模量差比法计算储层含气指数FG.提出打开储层质量系数QI概念,定义它为射孔厚度与压裂高度之和除以储层有效厚度.通过GR、MVI、FG、QI、有效厚度与试气产量的结合,将苏20区块盒8及山1段气层分为3类,确定了各类气层的产能及解释标准.为现场工程和地质射孔方案及压裂措施的设计提供了可靠的依据.经过20多口井的应用,效果显著.     

综合矿物组分和弹性力学参数的页岩脆性评价方法

利用常规测井和阵列声波、元素俘获等特殊测井资料,结合X衍射和岩石三轴抗压强度等岩石力学实验,综合考虑不同矿物组分与弹性力学参数的关系,建立了一种新的脆性指数评价模型。新的岩石脆性计算方法既克服了岩石力学参数法不考虑微观矿物组分的缺点,又解决了矿物组分法对宏观岩石力学参数缺乏考虑的问题。与已有的脆性指数计算方法相比,新方法较准确地体现了不同矿物组分对页岩脆性的贡献率,为研究区页岩储层的压裂工作奠定了基础。     

随机地震反演在苏里格气田苏x井区储层预测中的应用

苏里格气田苏x井区盒8段为典型的低孔低渗储层,含气砂岩的波阻抗与泥岩有较大的重叠,因此单纯利用波阻抗反演进行储层预测效果并不理想,针对此难题,提出了利用随机地震反演进行储层预测的新思路。首先对研究区盒8段储层的地球物理参数进行了分析,构建了岩性及含气性指示参数;在此基础上,通过随机模拟地震反演对研究区盒8段储层的岩性及含气性进行了预测。经钻井证实,该方法能较好地对苏x井区盒8段的致密储层进行预测。     

顺北5区北部优快钻井技术探讨

通过利用声波、密度、自然伽马等测井数据,结合顺北5区北部岩性资料,模拟出岩石力学特性参数计算模型,求取岩石力学参数,建立岩石可钻性参数剖面.从研选钻头、螺杆等方面入手,对现有提速难题进行攻克,初步形成适应顺北5区北部优快钻井技术.     

基于数值模拟的储层岩石力学参数预测模型分析及应用

由于储层钻孔采样所获取的实际岩心数量有限,导致室内物理力学试验结果具有较大离散性,难以准确地标定储层岩石力学参数。为此,应用数值模拟方法,根据某油田取心样品的物理力学试验结果以及测井资料中不同埋深储层岩石的孔隙度,利用有限元分析软件RFPA2D建立相应的数值模拟岩心,进而对不同孔隙度数值模拟岩心的弹性模量、应力峰值强度、残余应力强度及泊松比等岩石力学参数进行数值分析。将物理力学试验结果与数值模拟结果进行整体回归分析,得到以孔隙度为主变量的岩石力学参数预测模型。基于该预测模型,建立某油田储层三维水力压裂模型,探讨三维水力压裂裂缝的扩展形态,并将数值模拟试验与现场施工的压裂曲线进行对比,发现二者的压裂压力在变化趋势上基本一致,且压裂段的起裂压力与延伸压力相差也较小,验证了研究成果及方法的合理性和适用性。     

ISIS全局优化多道反演技术在墩2块岩性油藏描述中的应用

为进一步落实墩2块戴一段岩性油藏成藏规模及分布规律，针对该储层薄、横向变化快的特点，利用ISIS全局优化多道反演技术，对该构造区岩性储层进行了精细描述，较好的预测出戴一段储层平面分布规律。