水力噴射徑向射孔技術在白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏儲層適應條件評價

楊淵宇王　軍程方敏劉　柏王　鮮張文娟

（1.中國石油西南油氣田分公司川西北氣礦　2.成都理工大學）

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水力噴射徑向射孔技術在白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏儲層適應條件評價

楊淵宇1，2王軍1程方敏1劉柏1王鮮1張文娟1

（1.中國石油西南油氣田分公司川西北氣礦2.成都理工大學）

摘要水力噴射徑向射孔技術是一種新的油氣田增產及完井技術，它可改善儲層滲流環(huán)境，突破近井儲層污染帶，連通遠井地帶未動用儲層與井筒、擴大氣井泄流面積，改善氣田開發(fā)效果。白馬廟蓬萊鎮(zhèn)組氣藏儲層物性差，滲透率低、裂縫不發(fā)育、含水飽和度高，非均質性強，儲量動用難度大，氣藏于2001年投入正式試采，目前已進入開發(fā)中后期，開采程度僅為5.6%，為提高蓬萊鎮(zhèn)氣藏采收率，增加了如泡沫排水、增壓機和柱塞氣舉等工藝措施進行輔助開采，但是，這些工藝措施不能夠從根本上改善儲層條件，增大滲流面積，為此，在氣藏開展了水力噴射徑向射孔技術的應用，針對該項技術在現場的應用情況進行分析研究，從地質上評價水力噴射徑向射孔技術在白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏的儲層適應條件，為該技術在白馬廟淺層氣藏的推廣應用奠定基礎。圖7表4參8

關鍵詞水力噴射徑向射孔蓬萊鎮(zhèn)氣藏白馬廟氣田適應條件

0　引言

白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏于2001年投入正式試采，截止2014年底，該氣藏共計鉆井112口，現階段生產氣井86口，累計產氣量2.81×108m3，2006年通過復核蓬萊鎮(zhèn)氣藏一、二類儲量，由于具有較好的可采性，平均采收率可取50%，計算出可采儲量較高，具有經濟效益[1]，現階段開采程度僅為5.6%，具有較大的挖潛能力。由于該氣藏為低產、低滲的氣水同產氣藏，所以在快速進入開采中后期后，增加了如泡沫排水、增壓機和柱塞氣舉等工藝措施進行輔助開采[2]。但是，這些工藝措施不能夠從根本上改善儲層條件，增大滲流面積。為提高蓬萊鎮(zhèn)氣藏采收率，選取了BQ63 和BQ102井進行水力噴射徑向射孔，根據修井后情況來看，僅BQ63井成功復產，所以需要對BQ63井和BQ102井地質情況進行對比分析，評價該技術在蓬萊鎮(zhèn)氣藏的儲層適用條件。

1　白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏地質背景

白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏構造位置為龍門山斷褶構造帶南段山前隱伏帶之成都低緩構造帶大興鼻狀隆起之上的局部構造高點[3]，從白堊系底部構造圖可以看出（圖1），其表現為構造軸向為北北東向的背斜。長軸14.5 km、短軸6.0 km。以-120m為最低閉合線，其幅度為180 m，閉合面積為69.25 km2。

圖1　白馬廟構造白堊系底構造圖

白馬廟蓬萊鎮(zhèn)組氣藏儲層物性差，表現為特低滲透、裂縫不發(fā)育、含水飽和度高、非均質性強、動用難度大。為從各井生產情況來看，蓬萊鎮(zhèn)氣藏單井具有低滲氣藏典型的生產特征，總體表現為生產初期產量大、出水少，遞減期出水多、遞減快，穩(wěn)產期時間長、產量低。

2　水力噴射徑向射孔技術簡介

水力噴射徑向射孔施工原理是先用小鉆頭在油層部位的套管上開20 mm的窗口，然后使用19 mm連續(xù)油管連接帶噴嘴的12.7 mm軟管，借助高壓射流的水力破巖作用在油層中的不同方向上鉆出多個(直徑40～50 mm、長達100 m左右)小井眼[4-6]。其針對氣田主要作用為：①改善均質和非均質油氣層滲流通道，有效的提高運移效率；②有效連通透鏡體油氣藏及巖性油氣藏；③有效穿透近井污染帶，有效盤活老井、老層。優(yōu)勢是：清理近井污染物、控制層間動用、溝通遠儲、增加原有儲層滲透能力[7-8]。

3　現場試驗情況及效果分析

2013～2014年選取了BQ63和BQ102井進行水力噴射徑向射孔，主要利用該技術對老層進行改造，增大其滲流面積，同時BQ63井也希望利用該技術溝通其南、北方向的有利儲層，根據修井后情況來看，僅BQ63井成功復產，現對2口井的現場試驗情況及效果進行分析。

3.1BQ63井

BQ63井是大興潛伏鼻狀構造侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組頂界構造東南翼的一口評價井，以蓬萊鎮(zhèn)組為目的層，直井，完鉆井深1400 m，射孔完井。

2002年4月以1.53×104m3/d投產，2003年5月氣產量下降至0.8×104m3/d左右（圖2），日產地層產水1～2m3，由于排水措施未及時跟上，井筒快速水淹停產，2006年以后未生產，修井前累計產氣676.33×104m3、產水398 m3，水氣比5.8 m3/105m3,偏小，液面823 m，地層壓力7.7 MPa。

圖2　BQ63井修井前生產曲線

（1）修井依據

通過測井解釋可知（表1），BQ63井在蓬萊鎮(zhèn)組儲層段，解釋有一套氣層（978.3～983.1 m），總厚度4.8 m，孔隙度為11.42%，同時，在960.4～966.6 m有一段致密砂巖層。2000年12日～2001年1月，通過對上述兩段射孔后加砂試油，測試產氣6.042×104m3/d。以上測井解釋和試油數據說明該井還是具有一定開發(fā)潛力，由于低滲透率的儲層特征決定了蓬萊鎮(zhèn)氣藏井控面積小、遠儲難以動用的特點，需要對儲層進行改造，增大其滲流面積。

表1　BQ63井測井解釋數據

同時從三幅不同時間段的蓬Ⅳ段地震屬性圖（圖3）上可以看出，在BQ63井南、北方向，各分布有北東-南西向展布的蓬-Ⅳ②砂體，可以針對該情況利用水力噴射徑向射孔技術溝通該井周圍未動用儲層。

單井壓降計算可采儲量為1371.067×104m3，剩余可采儲量694.7367×104m3，具有修井作業(yè)產能基礎。

圖3　蓬-Ⅴ底向下40 ms、蓬-Ⅳ底向上40 ms、蓬-Ⅴ底向下70 ms地震屬性圖

（2）BQ63井修井后生產情況及儲量預測

從采氣曲線可以看出（圖4），該井通過水力噴射徑向射孔成功恢復了產能，且在合理的生產制度下，該井能夠連續(xù)生產。

圖4　bq63井修井后采氣曲線

在氣井中，對修井成功與否的判斷，其中一個重要指標就是對動態(tài)儲量的預測。根據蓬萊鎮(zhèn)氣藏低壓、低滲特征以及該井生產時間不長且沒有明顯遞減趨勢的現象，決定選擇壓降法對該井進行動態(tài)儲量預測。

BQ63井由于沒用進行過測壓或試井作業(yè)，所以無法取得真實的地層壓降，在此選用2014年2月19日開井前最大油壓7.2 MPa，和2015年3月12日～18日最大關井油壓4.2 MPa計算（圖5）。

圖5　壓降法計算BQ63井動態(tài)儲量

由圖5可知，BQ63井通過水力噴射徑向射孔技術后，獲得了較高的可采儲量，與修井前預測儲量基本吻合，說明水力噴射徑向射孔技術增加了該井儲層滲流面積，使不可動用儲量變?yōu)榭蓜佑脙α?，成功恢復產能。但是其可采儲量沒有超過預測量，推斷該技術并未溝通南、北方向遠儲。

3.2 BQ102井

BQ102井位于大興潛伏鼻狀構造蓬萊鎮(zhèn)組頂界構造南端軸線附近，以蓬萊鎮(zhèn)組為目的層，為小斜度井，完鉆井深880 m，裸眼完井。

2003年1月投產后，一般日產氣（0.6～0.9）×104m3，井口壓力緩慢下降，生產情況良好；2003年8月-9月，進行穩(wěn)定和不穩(wěn)定試井，試井后未能復產，累計生產天然氣136.85×104m3，產地層水28 m3（圖6）；2005年12月17日～20日，下連續(xù)油管，2處遇阻（750～754 m、775～810 m），反出紫紅色巖屑粉末，氣舉排液未能復產，說明儲層已遭受破壞，滲流通道被堵塞；2011年7月9日～22日實施加砂壓裂，加砂后應排液292 m3，實際經過防噴、氣舉和返注氮排液147.5 m3，返出紫紅色泥漿，泥巖占25%，分析認為748.36～761.7 m泥巖段已垮塌，對原儲層造成損害。

圖6　BQ102徑向射孔前采氣曲線

（1）修井依據

通過測井解釋可知（表2），BQ102井在蓬萊鎮(zhèn)組裸眼段，解釋有四套氣層（761.1～768.8m、768.8～774.1m、812.2～817.1 m、818.4～824.2 m），總厚度23.5 m。2003年在流壓8.065 MPa下測試日產氣2.569×104m3/d，并產微量水，天然氣折算無阻流量4.679×104m3/d，原始地層壓力10.108 MPa，壓力系數1.27。以上測井解釋和試油數據說明該井還是具有一定開發(fā)潛力，由于低滲透率的儲層特征決定了蓬萊鎮(zhèn)氣藏井控面積小、遠儲難以動用的特點，需要對儲層進行改造，增大其滲流面積。

表2　BQ102井測井解釋數據

蓬Ⅳ段地震屬性圖上可以看出（圖7），在BQ102 井761.7～774.3 m砂體位于蓬Ⅳ②主河道上，可以利用水力噴射徑向射孔技術增大其滲流面積。

圖7　白馬廟蓬Ⅳ③、②砂體展布圖

試采資料證實該井壓降儲量0.5324×108 m3，具有修井作業(yè)儲量基礎。

（2）BQ102井修井后生產情況

從前期生產情況、地質條件和鉆井過程中的油氣顯示來看，該儲層含氣，但修井過程中和修井后油套壓均顯示為0，推斷儲層在早期已遭受嚴重破壞，無法通過該工藝恢復產能，說明該工藝具有一定局限性。

4　蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲層適應條件分析

從現場施工效果分析看，BQ63進行水力噴射徑向射孔，修井后成功復產，但BQ102井無效，因此有必要對BQ63井和BQ102井地質情況進行分析，評價該技術在蓬萊鎮(zhèn)氣藏的儲層適用條件。

4.1 BQ63儲層適應條件分析

根據BQ63井地質情況和水力噴射徑向射孔技術施工參數分析，決定該技術在蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲層的適應條件，主要歸納為以下幾點：

（1）通過測井和地震資料明確了該井射孔層位在962～982.5 m之間，鉆進方位為以正南向為主，正北為輔，在增大滲流面積的同時，建立與蓬-Ⅳ②砂體的導流通道，獲得遠端儲量；

（2）同時該井周圍沒有其它同層位生產井，所以鉆進距離可以盡可能取到最大（100 m左右）；

（3）根據《白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)氣藏開發(fā)方案》可知，蓬萊鎮(zhèn)組蒙脫石含量較高，遇水膨脹性大，注水開采中容易堵塞喉道。并且水敏試驗數據（表3）分析表明，蓬萊鎮(zhèn)組地層對低礦化度水十分敏感，損害率為59%～68%，屬中等偏強水敏；而對于較高礦化度的水（大于34.4 g/L）敏感性不強，其水敏傷害率小于20%，屬弱水敏。對于堿性工作液，當pH值大于或等于13后，產生極強損害，滲透率損失可達90%，屬強堿敏地層；對于速敏和酸敏較弱。除此之外，蓬萊鎮(zhèn)組地層還具有強水鎖損害特征，因此在各種生產作業(yè)中特別是鉆井、儲層改造等過程中應嚴格控制工作液，特別是低礦化度水進入地層。所以，根據上述分析，本次水力噴射徑向鉆孔采用地層水噴射（pH＜13），且嚴格控制了注入量（每孔2 m3），盡量減小了其對儲層的損害。

表3　白馬廟地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組儲層水敏實驗數據表

4.2 BQ102儲層適應條件分析

根據BQ102井地質情況和水力噴射徑向射孔技術施工參數分析，決定該技術在蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲層的適應條件，主要歸納為以下幾點：

（1）鉆遇蓬-Ⅳ②砂體（有利砂體），且具產能基礎；

（2）白馬廟蓬萊鎮(zhèn)組屬弱水敏，強堿敏地層，且含高蒙石遇水易膨脹（礦化度＞34.4 g/L，pH＜13），從BQ63經驗來看，選用地層水作為工作液較為滿足條件。但是，為配合鉆井液密度（為防止井壁垮塌，選用高密度鉆井液），該井采用高密度1.3 g/cm3工作液噴射；

（3）儲層上段泥巖垮塌，2005年下連續(xù)油管、2011年壓裂均未能復產，判斷儲層已遭受嚴重損壞；

4.3 BQ63和BQ102井儲層適應條件對比分析

上述分別對BQ63和BQ102井水力噴射徑向射孔技術儲層適應條件進行了評價分析，表5將兩口井進行對比分析，提取有利參數，作為水力噴射徑向射孔技術在白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏的適用條件。

表4　儲層條件對比表

通過兩口井儲層條件對比不難發(fā)現，白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲層物性、敏感性等基本地質條件基本類似，水力噴射徑向射孔技術對儲層改造是否成功主要是看是否滿足以下3點：①射孔位置是否正確；②原儲層是否具有一定儲量基礎；③儲層在修井前未遭受破壞；

5　結論

通過現場試驗效果分析，得出水力噴射徑向射孔技術在蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲層的適用條件：

（1）鉆遇有利砂體或砂體邊緣；

（2）具有一定的儲量基礎；

（3）原儲層未遭受破壞；

（4）鉆井液及工作液需考慮儲層敏感性條件：礦化度＞34.4 g/L，pH＜13；

參考文獻

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（修改回稿日期2015-06-18編輯文敏）

作者簡介楊淵宇，男，1987年出生，在職博士研究生；主要研究方向：構造地質學，油氣田開發(fā)。地址：（610000）成都市一環(huán)路東一段253號。電話：18980661762。E-mail：yangyuanyu@petrochina.com.cn