大牛地低壓致密氣藏儲層改造理論與實(shí)踐

前言

鄂爾多斯盆地北部大牛地氣田為中石化股份公司重要的天然氣能源基地，上古氣藏埋深2500-2900m，平均孔隙度7.95％，滲透率0.65×10－3um。，含氣飽和度52.4％，壓力系數(shù)0.85-0.99，氣藏先天能量不足，屬低孔、低滲、低壓、高毛細(xì)管力和高有效應(yīng)力氣藏。由于該區(qū)儲層物性較差，非均質(zhì)性強(qiáng)，自然投產(chǎn)時產(chǎn)能低，基本無自然產(chǎn)能（測試層位的產(chǎn)量為幾立方米／天至幾百立方米／天不等），必須進(jìn)行壓裂改造增產(chǎn)措施才能提高氣產(chǎn)量。2002年在大15井盒三層、大16井盒三層及大13井山二層經(jīng)過加砂壓裂改造后，分別獲得了21.08×104m3／d、16.44×1054m3／d與7.03×104m3／d的無阻流量，實(shí)現(xiàn)了鄂北天然氣田單井／層氣產(chǎn)量的重大突破，從而加快了鄂北天然氣田的勘探開發(fā)步伐，特別是2005年十億立方米產(chǎn)能和2006年的五億立方米產(chǎn)能建設(shè)，使大牛地氣田的壓裂技術(shù)得到較大發(fā)展，逐漸形成了為降低壓裂液傷害進(jìn)行的低傷害壓裂液體系、為增加泄氣面積進(jìn)行的造長縫壓裂系統(tǒng)工藝技術(shù)以及為均衡改造儲層和減少作業(yè)次數(shù)形成的針對不同儲層結(jié)構(gòu)的不同壓裂方式等以提高單井產(chǎn)能為目的的多項壓裂特色技術(shù)，建立了以評價分析壓裂效果和優(yōu)化壓裂設(shè)計的壓裂裂縫系統(tǒng)評價技術(shù)等，這些工藝技術(shù)的研究應(yīng)用是大牛地氣田能夠持續(xù)上產(chǎn)的關(guān)鍵。本書對大牛地氣田低壓致密氣藏近年來的儲層改造措施進(jìn)行了總結(jié)。首先介紹了大牛地儲層地質(zhì)概況與工程地質(zhì)特征；然后概述了國內(nèi)外低壓致密氣藏增產(chǎn)改造技術(shù)現(xiàn)狀；第三部分論述了低壓致密氣藏儲層保護(hù)理論及其應(yīng)用；第四部分對儲層的地應(yīng)力場與巖石力學(xué)特征進(jìn)行了研究；第五部分進(jìn)行了水力壓裂工藝技術(shù)研究，包括裂縫參數(shù)優(yōu)化、造長縫工藝、多層段有效改造技術(shù)、壓后評估技術(shù)；第六部分對特殊增產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，包括水平井、魚骨井、水里噴砂射孔等；第七部分對2007年水力壓裂井次進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)施效果分析；最后得出幾點(diǎn)認(rèn)識及建議。通過本書的研究可對國內(nèi)同類儲層增產(chǎn)改造措施提供參考依據(jù)，對于提高致密氣藏產(chǎn)量具有重要的指導(dǎo)意義。

內(nèi)容概要

本書對大牛地氣田低壓致密氣藏近年來的儲層改造措施進(jìn)行了總結(jié)。這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，可以作為國內(nèi)同類儲層增產(chǎn)改造措施的重要參考依據(jù)，對于提高致密氣藏產(chǎn)量具有重要的指導(dǎo)意義。本書可適用于油田實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場的技術(shù)人員和石油院校相關(guān)專業(yè)的科研人員以及廣大師生。

書籍目錄

第一章　儲層地質(zhì)概況與工程地質(zhì)特征　第一節(jié)  地層劃分及沉積特征    一、地層劃分    二、儲層沉積特征  第二節(jié)  儲層特征    一、儲層巖性及非均質(zhì)性特征    二、儲層孔喉、裂縫特征    三、儲層物性特征    四、敏感性特征    五、儲層流體性質(zhì)、溫度、壓力特征第二章　國內(nèi)外低壓致密氣藏增產(chǎn)改造技術(shù)　第一節(jié)  國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀　第二節(jié)  影響低滲透致密氣藏壓裂效果的因素    一、濾失的影響    二、天然裂縫的影響    三、支撐劑的導(dǎo)流能力    四、壓裂設(shè)計    五、壓后放噴及生產(chǎn)管理　第三節(jié)  低壓致密氣藏水力壓裂的關(guān)鍵問題和措施    一、壓裂材料的選擇    二、壓裂設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù)與軟件選擇    三、施工設(shè)計    四、工藝技術(shù)　第四節(jié)    國內(nèi)外低壓致密氣藏典型壓裂井實(shí)例分析    一、國內(nèi)施工實(shí)例    二、國外施工實(shí)例  參考文獻(xiàn)第三章　儲層保護(hù)理論與應(yīng)用  第一節(jié)  儲層傷害機(jī)理分析    一、水鎖傷害    二、速敏傷害    三、水敏、鹽敏傷害    四、酸敏傷害  第二節(jié)  大牛地氣田儲層傷害分析    一、液相傷害    二、固相污染    三、應(yīng)力敏感    四、大牛地氣田氣層潛在損害分析結(jié)論    五、Weatherford公司的儲層傷害評價　第三節(jié)  大牛地氣田地層及儲層特征　第四節(jié)  大牛地氣田魚骨井鉆井完井液體系優(yōu)選　第五節(jié)  大牛地氣田壓裂液及其配方優(yōu)選、評價    一、儲層傷害機(jī)理研究及對策    二、填砂裂縫的傷害及對策    三、壓裂液配方    四、壓裂液性能評價    五、壓裂液傷害評價    六、壓裂液現(xiàn)場應(yīng)用評價    七、關(guān)于壓裂液的改進(jìn)方向及建議　第六節(jié)  生氣增壓體系的篩選號性能研究    一、生氣增壓反應(yīng)體系篩選    二、自生氣增壓體系溶解特性    三、自生氣增壓體系生氣速度的影響因素    四、增壓速度的控制方法    五、生氣劑濃度的確定    六、小結(jié)　第七節(jié)  酸性增稠劑與交聯(lián)劑的篩選與評價    一、常規(guī)胍膠壓裂液體系交聯(lián)機(jī)理    二、增稠劑的研制——胍膠的改性    三、交聯(lián)劑的篩選　第八節(jié)  新型壓裂液添加劑的篩選與評價    一、破膠劑的篩選    二、黏土穩(wěn)定劑的篩選    三、助排劑的篩選    四、pH調(diào)節(jié)、催化劑的篩選    五、緩蝕劑的優(yōu)選    六、小結(jié)　第九節(jié)  新型壓裂液體系配方研究與性能評價    一、新型壓裂液配方的基本組分    二、凍膠的黏度特征    三、配方的pH特征    四、配方的密度特征    五、新型壓裂液體系的微觀結(jié)構(gòu)    六、配方的濾失性能評價    七、配方的靜態(tài)懸砂性能評價……第四章　地應(yīng)力場與巖石力學(xué)特征第五章　水力壓裂工藝技術(shù)第六章　特殊增產(chǎn)工藝技術(shù)第七章　現(xiàn)場實(shí)施效果及分析第八章　認(rèn)識與建議

章節(jié)摘錄

插圖：（2）分支水平井區(qū)塊篩選技術(shù)國內(nèi)各油田針對分支水平井都進(jìn)行了適應(yīng)性篩選評價方面的研究，鑒于油藏類型和地質(zhì)特征的區(qū)別，相應(yīng)的油藏地質(zhì)參數(shù)界限有一定的差異，如勝利油田在油藏類型方面的結(jié)論是：邊底水?dāng)鄩K油藏、層狀構(gòu)造油藏、裂縫型油藏、稠油油藏、低滲透油藏等5種油藏類型適合鉆分支水平井。且需要在油藏類型及地質(zhì)參數(shù)初步篩選結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)對油藏地質(zhì)特征及生產(chǎn)動態(tài)情況進(jìn)行初步了解，對剩余可采儲量進(jìn)行初步估算，并進(jìn)行分支水平井可行性初步經(jīng)濟(jì)評估，才可以最終確定分支水平井目標(biāo)區(qū)塊。（3）分支水平井目標(biāo)區(qū)精細(xì)三維地質(zhì)建模技術(shù)①精細(xì)構(gòu)造描述技術(shù)：同普通水平井設(shè)計一樣，分支水平井對油層頂面構(gòu)造描述要求非常嚴(yán)格，在深度上微小的誤差就可能導(dǎo)致水平段不能夠在有效儲層內(nèi)穿行甚至分支水平井鉆井的失敗，因?yàn)槔嫌吞锸Ｓ嘤椭饕性谟蛯拥闹猩喜?，分支水平段一般要求距?m，甚至1 m。因此對分支水平井區(qū)進(jìn)行構(gòu)造和斷裂系統(tǒng)精細(xì)研究就顯得非常重要。一方面幫助分析微構(gòu)造與剩余油的關(guān)系，另一方面為數(shù)模提供精確的構(gòu)造模型。②儲層精細(xì)描述技術(shù)：陸相沉積儲層一般都具有非均質(zhì)非常嚴(yán)重的特點(diǎn)，分支水平井設(shè)計，必須保證分支水平段避開巖性、物性夾層，沿著有效儲層段分布，由此要求對儲層縱向、平面分布特征進(jìn)行精細(xì)描述。③測井二次解釋技術(shù)：測井二次解釋技術(shù)是儲層描述技術(shù)的一項重要技術(shù)，也是建立三維地質(zhì)模型開展剩余油分布研究不可缺少的一部分。分支井設(shè)計時，要建立目的層有效厚度、孔隙度、滲透率模型。④沉積微相細(xì)分技術(shù)：不同的沉積微相由于沉積環(huán)境的變化、水動力條件不同導(dǎo)致巖性物性均有較大變化，因此不同的沉積微相其剩余油分布有較大的差別。在單井相分析的基礎(chǔ)上，建立不同微相的巖電解釋模式，并建立微相分布特征和高含水期油水分布的關(guān)系，利用豐富的測井資料和取心資料研究目的層的平面微相分布，指導(dǎo)分支水平井的優(yōu)化布井。⑤流體模型建立技術(shù)：建立流體模型是油藏描述的內(nèi)容之一，而油水分布關(guān)系則是分支水平井設(shè)計過程中尤其應(yīng)該注意的問題，分支水平井投產(chǎn)后含水上升的快慢與水平段距油水界面的距離緊密相關(guān)，因此搞清油田或區(qū)塊的油水分布和含水上升規(guī)律十分必要。（4）剩余油分布定量研究技術(shù)分支井主要目的是開采油層中的剩余油，進(jìn)一步研究剩余油的分布，是準(zhǔn)確設(shè)計水平井的關(guān)鍵。目前主要采用生產(chǎn)動態(tài)綜合分析和數(shù)值模擬方法對剩余油分布進(jìn)行定量研究。

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《大牛地低壓致密氣藏儲層發(fā)行理論與實(shí)踐》對大牛地氣田低壓致密氣藏近年來的儲層改造措施進(jìn)行了總結(jié)。首先介紹了大牛地儲層地質(zhì)概況與工程地質(zhì)特征；然后概述了國內(nèi)外低壓致密氣藏增產(chǎn)改造技術(shù)現(xiàn)狀；第三部分論述了低壓致密氣藏儲層保護(hù)理論及其應(yīng)用；第四部分對儲層的地應(yīng)力場與巖石力學(xué)特征進(jìn)行了研究；第五部分進(jìn)行了水力壓裂工藝技術(shù)研究，包括裂縫參數(shù)優(yōu)化、造長縫工藝、多層段有效改造技術(shù)、壓后評估技術(shù)；第六部分對特殊增產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，包括水平井、魚骨井、水里噴砂射孔等；第七部分對2007年水力壓裂井次進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)施效果分析；最后得出幾點(diǎn)認(rèn)識及建議。通過《大牛地低壓致密氣藏儲層發(fā)行理論與實(shí)踐》的研究可對國內(nèi)同類儲層增產(chǎn)改造措施提供參考依據(jù)，對于提高致密氣藏產(chǎn)量具有重要的指導(dǎo)意義。

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