针对玛湖砾岩油田采用水平井段内多簇+暂堵压裂技术压后产量未达预期问题,选择MaHW26X试验井中第2—6段开展不同泵注参数冲蚀试验,利用射孔成像监测孔眼磨蚀程度,进而分析各簇裂缝起裂均匀程度及支撑剂进入情况。研究表明:76.7%的射孔孔眼有支撑剂进入,大部分射孔簇进入的支撑剂量有限,支撑剂的分布主要集中在个别簇中。试验井中第4段支撑剂分布较为均匀,段内各簇裂缝起裂的均匀程度较高;第2、3、5、6段支撑剂分布不均匀,段内各簇裂缝起裂的均匀程度较低。个别近跟端射孔簇的支撑剂进入量占该段的70%以上,在加入暂堵剂后并未促进水力裂缝均衡起裂。支撑剂进入量与孔眼磨蚀程度呈正相关关系,试验井孔眼磨蚀程度为15%~352%,平均值为74.5%,远大于北美页岩储集层部分水平井。采用180°相位角(水平方向)射孔可减小孔眼磨蚀的相位倾向,促进孔眼均匀磨蚀与进液。研究结果可为优化泵注程序、减轻炮眼冲蚀、提高暂堵成功率提供依据。
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基于射孔成像监测的多簇裂缝均匀起裂程度分析—以准噶尔盆地玛湖凹陷致密砾岩为例
臧传贞1, 2,姜汉桥1,石善志2,李建民2,邹雨时1,张士诚1,田刚2,杨鹏1
(1. 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;2. 中国石油新疆油田公司,新疆克拉玛依 834000)
基金项目:中国石油-中国石油大学(北京)战略合作项目(ZLZX2020-04)
0 引言
准噶尔盆地玛湖凹陷致密砾岩油田储集层属于扇三角洲前缘沉积,岩相特征复杂,储集层埋藏深、非均质程度高,动用难度极大[1-3],近年采用水平井体积压裂开发实现了产量突破[4-8]。2020年以降本增效为目标,开展了水平井长水平段内多簇+暂堵压裂试验,但压后效果差异大,大部分试验井产量未达预期。为了优化压裂工艺参数及提高产能,需要研究人工裂缝的起裂规律。由于砾岩中砾石与基质的矿物成分不同,两者的岩石力学性质差异显著,砾岩储集层具有较强的力学性质非均质性[9-11]。砾石特征(粒径、含量、分选与分布、砾石与基质力学性质差异等)、水平应力差等显著影响人工裂缝扩展形态,水力裂缝遇砾石可能发生穿透、偏转和止裂等多种行为[12-22]。因此,砾岩储集层中水力裂缝的扩展规律十分复杂。
水力裂缝矿场监测技术是认识人工裂缝形态的有效手段,可分为间接监测技术和直接监测技术。间接监测技术包含净压力分析、试井分析、产量分析等。直接监测技术又可细分为近井地带监测技术和远场地带监测技术,近井地带监测技术包含放射性示踪法、井温测井、井径测井、光纤监测(DTS/DAS)、射孔成像监测等[23-31];远场地带监测技术包含微地震监测、地面测斜仪监测、周围井井下倾斜图像监测、深横波成像监测(DSWI)等[32-33]。其中射孔成像监测技术能够直接获得大量高清的孔眼图像,通过计算孔眼的磨蚀面积(孔眼在压裂前后的面积改变量)就能反映孔眼的磨蚀程度,并且统计发现孔眼磨蚀程度与支撑剂进入量呈正相关[27-28]。
针对非均质性极强的砾岩油藏,目前开展的水力裂缝监测较少,该类储集层中水平井分段多簇压裂裂缝起裂、扩展规律尚不清楚。针对这一问题,选取准噶尔盆地玛湖致密砾岩油田MaHW26X试验井中固井质量较好的几段,利用射孔成像技术监测孔眼磨蚀情况,分析不同泵注参数条件下各簇裂缝起裂规律及均匀程度,为优化泵注程序提供理论依据。
1 压裂试验工艺概况
1.1 储集层特征
MaHW26X试验井位于准噶尔盆地玛湖凹陷玛18井区艾湖1井断块,开发层位为三叠系百口泉组T1b12,完钻深度为3 920.4 m。储集层孔隙度为7.5%~12.4%,渗透率为(0.12~20.00)×10-3 μm2,含油饱和度为45.0%~73.4%;弹性模量为19.3~24.8 GPa,泊松比为0.181~0.201,抗拉强度为1.0~2.3 MPa。砾岩成分复杂,砾石以中粗砾(砾径5~70 mm)为主,砾石成分主要为火成岩,变质岩次之,砾间主要充填砂质、泥质或细砾质,整体储集层非均质性极强[9-11]。
1.2 压裂施工参数
MaHW26X试验井采用桥塞分段+暂堵压裂工艺,水平段长931 m,改造段长483.2 m,共分为6段,单段长80 m左右,从井的趾端到跟端的段号依次为1—6。每段均采用6簇射孔,除第5段为每簇8孔,其余各段均为每簇3孔。采用86型射孔枪和等孔径射孔弹进行射孔作业,射孔相位角均为60°。压裂液采用变黏压裂液体系,且达到2% KCl防膨性能。压裂过程中前置段塞采用0.380 mm/0.212 mm(40/70目)石英砂,主体段塞采用0.550 mm/0.270 mm(30/50目)陶粒。暂堵材料采用暂堵球+颗粒+粉末组合。试验井的具体压裂施工参数如表1所示。由于井下成像设备下入深度不足,在第1段中只获取了少量的射孔孔眼图像,本文着重对比分析第2—6段的射孔孔眼图像。
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