鎮(zhèn)涇油田紅河12P40 與HH12P142水平井壓竄技術(shù)分析

馬文武(1.中石化華北油氣分公司采油氣工程服務(wù)中心；2.中石化華北油氣分公司第一采油廠)

鎮(zhèn)涇油田紅河12P40 與HH12P142水平井壓竄技術(shù)分析

馬文武1，2(1.中石化華北油氣分公司采油氣工程服務(wù)中心；2.中石化華北油氣分公司第一采油廠)

鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇油田紅河區(qū)塊水平井開(kāi)采原油試驗(yàn)取得一定成效并在該區(qū)域廣泛推廣水平井鉆井技術(shù)，該技術(shù)在紅河區(qū)塊開(kāi)發(fā)鉆采過(guò)程中，部分水平井在壓裂環(huán)節(jié)總是會(huì)出現(xiàn)壓竄現(xiàn)象，通過(guò)壓竄事故追本溯源以結(jié)合大量的巖心觀察、比對(duì)，現(xiàn)場(chǎng)錄取資料、壓竄井距等多項(xiàng)因素分析，而區(qū)塊的地層孔隙結(jié)構(gòu)、裂縫發(fā)育方向等也是影響鉆采開(kāi)發(fā)的因素之一，綜合分析得出一些認(rèn)識(shí)，以紅河油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)8層為例，水平井開(kāi)發(fā)主要存在裂縫發(fā)育區(qū)，壓裂期間壓力過(guò)大可能致其壓竄。

鄂爾多斯盆地;鎮(zhèn)涇油田;紅河油田;水平井;水平井壓竄

鄂爾多斯盆地地質(zhì)構(gòu)造是我國(guó)大型含油氣致密性砂巖盆地，該盆地勘探領(lǐng)域廣闊、烴源巖發(fā)育、開(kāi)發(fā)潛力大，根據(jù)第三次全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果，盆地內(nèi)石油總資源量85.88×108t，目前累計(jì)探明石油儲(chǔ)量超過(guò)40×108t，年產(chǎn)原油3×107t，具有很高的開(kāi)采價(jià)值；紅河油田在區(qū)域構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地西緣天環(huán)坳陷南端鎮(zhèn)涇區(qū)塊的中部，是油氣勘探重要的區(qū)塊，其目的層主要在三疊系延長(zhǎng)組，而延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層中長(zhǎng)81是紅河油田最重要的產(chǎn)油層。(圖1)

1 巖性構(gòu)造

在鎮(zhèn)涇紅河區(qū)域打鉆探井，通過(guò)從盆地延長(zhǎng)組地層中鉆探取心，將該組地層巖心做鏡下顯微觀察鑒定，其延長(zhǎng)組巖性主要為灰綠色、褐灰色(油跡～油斑)細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、綠灰色粗粉砂巖、灰色砂質(zhì)泥巖、灰黑色泥巖呈互層多旋回疊加；而延長(zhǎng)組又分多項(xiàng)層其中以長(zhǎng)8標(biāo)志層和巖性(油跡～油斑)層為主，長(zhǎng)8厚度約120～140m左右，巖性為淺灰綠色中、細(xì)砂巖和深灰、灰黑色泥巖呈不等厚互層，是具有油氣的油藏層。(圖2)

2 孔隙結(jié)構(gòu)

紅河油田長(zhǎng)8儲(chǔ)集層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)不僅對(duì)油氣滲透、儲(chǔ)量，而且對(duì)油氣井產(chǎn)能和最終采收率都有影響，根據(jù)以往開(kāi)發(fā)試驗(yàn)井與資料分析得出孔隙結(jié)構(gòu)是否優(yōu)質(zhì)可用其參數(shù)來(lái)表面證實(shí)，并可將其數(shù)據(jù)運(yùn)用于油氣開(kāi)發(fā)；通過(guò)對(duì)長(zhǎng)8層構(gòu)造研究分析，其儲(chǔ)層砂巖類型以長(zhǎng)石砂巖為主，為近源沉積體系，是典型的低孔低滲儲(chǔ)集巖(在開(kāi)采過(guò)程中需要超高壓壓裂)，在其油層組內(nèi)不同小層儲(chǔ)物性好，局部發(fā)育含油富集區(qū)。對(duì)長(zhǎng)8砂巖薄片儲(chǔ)集空間孔隙組合鑒定，長(zhǎng)81層中6口油井的12塊樣品做的鏡片統(tǒng)計(jì)：儲(chǔ)集區(qū)主要由粒間孔、長(zhǎng)石溶孔、碎屑溶孔構(gòu)成，粒間孔平均為1.8%，長(zhǎng)石溶孔1.10%，巖屑溶孔占0.19%；長(zhǎng)82層中5口井的11塊樣品所做的薄片統(tǒng)計(jì)，其儲(chǔ)集空間主要由粒間孔、長(zhǎng)石溶孔、巖屑溶孔構(gòu)成，粒間孔平均為1.25%，長(zhǎng)石溶孔0.24%，巖屑溶孔占0.05%，長(zhǎng)81、82主要孔隙類型都是粒間孔和溶蝕孔。在長(zhǎng)8砂巖毛管壓力特征、毛管壓力曲線形態(tài)所做的試驗(yàn)，經(jīng)分析可分三種類型：低排驅(qū)壓力—粗喉道型、中排驅(qū)壓力—中喉道型和高排驅(qū)壓力—細(xì)喉道型，在砂巖儲(chǔ)層中，中、高滲透儲(chǔ)層的滲透率主要由大的喉道所貢獻(xiàn)，而低滲透和特低滲透儲(chǔ)層的滲透率主要由小的喉道組成。長(zhǎng)8儲(chǔ)層屬特低滲油層，流體在低滲透和特低滲透儲(chǔ)層中阻力較大，造成原油開(kāi)采困難，需壓裂酸化等技術(shù)性改造。

圖1 鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8層巖性油藏分布

3 壓裂數(shù)據(jù)

利用高壓泵組(壓裂車組)，將壓裂液用超過(guò)油層吸收能力的排量泵入井中，井底附近憋起的高壓超過(guò)井壁附近的地應(yīng)力及巖石的抗張強(qiáng)度時(shí)，在油層中形成裂縫，攜砂液將支撐劑擠入裂縫中，支撐劑沿裂縫均勻排列分布，從而大大改善油層的滲透性，增加油層的導(dǎo)流能力，減少油流阻力，可恢復(fù)或者提高油井的生產(chǎn)力，壓裂過(guò)程中根據(jù)地層性質(zhì)與設(shè)計(jì)的施工壓力作為依據(jù)顯得尤為關(guān)鍵，HH12P40井在水平段鉆遇砂巖548m，占水平段總長(zhǎng)度的94.9%，根據(jù)水平段的長(zhǎng)度壓裂酸化會(huì)分成幾段實(shí)施，每段壓裂壓力根據(jù)地層特性及其周圍井井距制定相應(yīng)的施工壓力；錄井顯示油斑13層累計(jì)視厚394m，油跡5層，累計(jì)視厚109.0m，熒光2層，累計(jì)視厚45m，2012年該井進(jìn)行分段壓裂改造，施工排量2.5～3.0m3/min，施工泵壓16-31MPa，破裂壓力最高達(dá)到31MPa，入地總液量1157m3，單層加砂量14.7～34.1m3，總加砂量180.7m3，壓裂后油井每天自噴油上百噸，說(shuō)明壓裂起到顯著效果；HH12P142井水平段鉆遇砂巖596m，占水平段總長(zhǎng)度99.3%，錄井顯示油跡9層厚度等約304m，熒光10層多，累計(jì)厚度292m左右，從壓裂施工曲線圖可以明顯的看出壓裂進(jìn)程，高泵加壓達(dá)到預(yù)期效果，但監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示兩井被壓竄，經(jīng)壓裂資料推斷此次壓竄很可能受高泵壓和井間裂縫發(fā)育影響。

圖2 長(zhǎng)石砂巖(正交偏光×80)

4 井位間距

圖3 水平井進(jìn)尺

相對(duì)于直井，水平井至少有三個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)：①儲(chǔ)積巖暴露面積增大；②分散儲(chǔ)層的橫向連接能力；③變化的泄油幾何特征。把長(zhǎng)8層幾口鄰近的水平井井距數(shù)據(jù)作對(duì)比分析后，經(jīng)計(jì)算HH12P142與HH12P40井的垂直深度僅相差83m，HH12P142井在鉆井及壓裂過(guò)程中，鄰近井均已投產(chǎn)，并且HH12P142井A靶點(diǎn)距HH12P40井最近處為190m，同比其他井距為最小，在暴露面積增大及儲(chǔ)層橫向連接延伸過(guò)程中壓裂存在壓竄的風(fēng)險(xiǎn)。

5 裂縫發(fā)育

巖性對(duì)天然裂縫的控制主要體現(xiàn)在巖石中的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的差異性對(duì)巖石抵抗外力破壞性質(zhì)的影響上，長(zhǎng)8層巖性主要以細(xì)粒砂巖、灰色粉砂巖和砂質(zhì)泥巖為主，與泥巖相比，砂巖可塑性成分含量更低，容易破裂形成裂縫，裂縫是低滲透儲(chǔ)集層中油氣重要的滲流通道和有效儲(chǔ)集空間，并控制著低滲透儲(chǔ)集層中油氣的滲流系統(tǒng)及油氣分布。在裂縫發(fā)育區(qū)多為累計(jì)產(chǎn)液量大、產(chǎn)油量高、含水率低的生產(chǎn)井，紅河12P40井經(jīng)過(guò)完鉆壓裂試噴日產(chǎn)百噸，含水率極低；紅河12P142井壓裂后每日自噴達(dá)到60～100m3液，但導(dǎo)致HH12P40井含水率急劇上升高達(dá)百分之九十幾，其他井均未受影響，推斷兩口井之間有裂縫。

6 結(jié)語(yǔ)

紅河12P142和HH12P40井壓竄原因分析：①紅河12P40井壓裂段位于延長(zhǎng)組長(zhǎng)8裂縫段，HH12P40水平井壓裂過(guò)程中裂縫橫剖面增加延伸，紅河12P142水平井壓裂情況同上，兩口井延伸段重合造成竄井，另一方面反應(yīng)此段裂縫比較發(fā)育。②紅河12P142井A靶點(diǎn)與HH12P40井井距較近，水平段距離僅為190m，因兩口井間距較近，高泵壓井可能致其壓竄，長(zhǎng)8層雖為低孔低滲油氣藏，但在高泵壓下會(huì)通過(guò)層理結(jié)構(gòu)將其剖面撐開(kāi)以致延伸使井壓竄，另外可判斷兩口井間無(wú)斷層。

[1]周文,劉飛.戴建文鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界油氣成藏影響因素[期刊論文]-油氣地質(zhì)與采收率2008,(02).

[2]李峰.常規(guī)試油中壓裂酸化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,(11):110-111.

[3]侯瑞云.柳林旺鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8油層組特低滲巖性油藏成藏機(jī)制研究[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì).2011,(04).

馬文武(1990- )，男，湖北襄陽(yáng)人，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)學(xué)士學(xué)位，石油工程。