裂缝性储层天然缝与水力缝开启条件及扩展规律研究

为了揭示裂缝性储层天然裂缝与水力裂缝开启条件及扩展规律,降低水窜风险,采用地应力测试、天然裂缝观察、水力裂缝扩展试验及模拟等方法,系统研究了天然裂缝与水力裂缝开启条件及扩展规律、水平应力差对水力裂缝扩展的影响及天然裂缝与水力裂缝相沟通的净压力。研究结果显示,研究区的垂向应力σ_(v)>最大水平主应力σ_(H)>最小水平主应力σ_(h),垂向应力、最大水平主应力和最小水平主应力的梯度分别为0.025,0.020和0.017 MPa/m;研究区致密砂岩中裂缝滑动的临界压力梯度在0.018~0.020 MPa/m,平均为0.019 MPa/m;当天然裂缝内临界压力梯度超过0.020 MPa/m时,无效缝均转变为有效缝。水平应力差从0增至10 MPa过程中,水力裂缝长度逐渐增加;10 MPa应力差条件下所形成水力裂缝的长度约为0及5 MPa应力差条件下水力裂缝的1.52倍。压裂试验结果显示,当水力裂缝遇到局部发育的砾石颗粒时会发生一定程度偏转,之后会继续沿着原来方向延伸。研究区目的层天然缝张开形成分支裂缝条件下的裂缝沟通净压力梯度为0.003 MPa/m,该裂缝沟通净压力在4.5~9.0 MPa。研究认为,构建裂缝性储层中水力裂缝的非稳态扩展模式时,应综合考虑水平应力差、天然裂缝发育情况、岩性特征及压裂施工条件。

裂缝性储层阵列声波成像测井响应模拟及速度频散特征研究

为分析裂缝性储层中裂缝发育带对阵列声波测井响应的影响,本文采用交错网格有限差分算法实现孔弹介质阵列声波测井波列响应的数值模拟。通过对模拟波形速度频散信息的提取,总结裂缝发育带与扩径井段不同模式波的吸收衰减与速度频散响应特征的差异性。首先基于Biot孔弹介质模型导出柱坐标下弹性波的速度-应力方程;其次,用交错网格有限差分方法对孔弹波动方程进行离散化,为提高模拟算法效率与精度,使用高阶差分格式与NPML;最后,基于含倾斜裂缝带模型与井壁坍塌地层模型的响应模拟,用前后向振幅相位估计法分析阵列声波的波形幅度相位响应特征与速度频散的差异性。结果表明,低速裂缝带纵横波波场时差会增大,且衰减幅度随裂缝带倾角变化;井壁塌陷在径向与轴向上扩大时,会增强斯通利波与伪瑞利波衰减。声波纵横波时差、速度频散与幅度衰减均可反映一定的裂缝带特征,这些影响对评价和开发裂缝性储层具有重要意义。

控压钻井技术在裂缝性储层钻井中的应用

现阶段,国内大多数地区油气储藏层为裂缝性储层,这类区域对钻井技术的应用有较高的要求,若是所采用的控压钻井技术不符合要求,则会给储层带来不同程度的破坏,从而降低油气资源的开采效率。控压钻井技术适合运用在裂缝性储层,在很大程度上提高了油气资源开采效率,并对油气行业发展有着很大帮助。但部分区域油田在资源开采过程中并未发挥出该技术的优势,相关经验不足,在应用过程中还有许多问题要解决,本文主要从控压钻井技术应用现状来加以分析,阐述其概念以及应用优势,分析该技术应用过程中用到的设备,从而使该技术能够得到推广与应用。

控压钻井技术在裂缝性储层钻井中的应用思考

近年来,全球能源需求不断增长,而传统油气资源逐渐减少,非常规油气资源的开发与利用成为当今油气行业的热点问题之一。裂缝性储层作为一种重要的非常规油气资源类型,其地质特征的复杂性和开发难度给传统钻井技术带来了巨大的挑战。在裂缝性储层钻井中,控压钻井技术作为一种先进的钻井工艺,具有诸多优势和应用潜力。控压钻井技术通过控制井底压力,实现了对井筒周围地层的有效防漏,降低了钻井过程中的井漏风险,提高了钻井安全性。同时,控压钻井技术还能够有效地控制裂缝性储层中的井壁稳定问题,避免井眼塌陷和井壁破裂的发生,从而保证了钻井操作的顺利进行。文章旨在为裂缝性储层钻井中的控压钻井技术提供技术指导和理论支持,以期能够为更加安全高效地开发裂缝性储层资源提供参考和借鉴。

提高超深裂缝性储层改造体积技术研究及应用

超深储层天然裂缝对改造井产量影响大,但其发育形态复杂,动用天然裂缝提高改造体积,对改造技术要求高。结合储层天然裂缝发育特征,基于单弱面理论及摩尔应力圆强度准则分析,证明改造水力裂缝影响范围内的天然裂缝开启是动态变化的过程,提高人工裂缝缝内净压力有利于提高开启天然裂缝的比例。在超高闭合应力作用下,剪切滑移天然裂缝、酸液未处理或酸液处理的张性激活天然裂缝,可作为油气流动通道,流体通过能力有限。获得高强度支撑的张性开启天然裂缝具有较高导流能力,可与人工裂缝共同构成油气渗流主通道,是构成储层内部高效缝网的主框架、提高裂缝储层改造体积的关键。通过论证改造过程提高井底净压力对张性开启天然裂缝的作用,研究酸压及加砂复合改造技术、缝内暂堵措施、加重压裂技术及小粒径与组合粒径支撑剂相结合的技术措施,综合形成提高裂缝性储层有效改造体积技术,取得较好应用效果。研究对超深高应力裂缝性储层提高有效改造体积具有借鉴意义。

中国海上潜山裂缝性储层测井评价研究进展

近年在中国渤海、南海海域陆续发现大中型潜山裂缝性油气田,使得潜山逐渐成为中国海上勘探开发的重要领域。潜山裂缝性储层岩石矿物组分复杂、储集空间多样、非均质性很强,从而给测井评价带来了前所未有的技术挑战。系统梳理渤海海域锦州25-1南、蓬莱9-1、渤中19-6、渤中13-2和南海东部惠州26-6等潜山油气田,从潜山裂缝性储层的岩石矿物特征、储层物性分布和储集空间结构出发,总结了潜山裂缝性储层测井评价的研究进展,主要包括石英、长石、云母等岩石矿物组分的精细解释,以不同类型渗透率为核心的储层参数计算,结合裂缝类型、密度、有效性等方面的综合评价;阐明了潜山裂缝性储层测井评价的技术难点,重点包含油、气、水层的准确识别,以裂缝宽度和裂缝延伸长度为核心的裂缝定量表征以及储层产出能力的分级预测;理清了潜山裂缝性储层测井评价的攻关对策,核心是实施测井采集—处理—解释一体化、研制—试验—应用一体化和测井—录井—测试一体化,三位一体有机结合,进行多方位、多角度、多层次地攻关研究,旨在系统地建立海上潜山裂缝性储层测井评价技术体系,从而为海上潜山裂缝性油气藏的高效勘探开发提供测井技术支撑。

裂缝性储层PDC钻头随钻响应特征实验研究

裂缝性储层的裂缝预测难度大,研究裂缝性地层PDC钻头钻进响应特征对裂缝性储层随钻识别具有重要意义。文章利用水泥石材料制备的无裂缝水泥石试件、填充裂缝水泥石试件和张开裂缝水泥石试件开展了微PDC钻头钻进实验,监测不同裂缝类型的水泥石试件在钻进过程中的钻压、转速、扭矩、钻时等直接参数,通过计算机械比能、机械比能异常因子、机械比能波动因子和扭矩波动因子等衍生参数,揭示了不同裂缝类型的试件在PDC钻头钻进时的响应特征,构建了无缝、填充裂缝、张开裂缝在PDC钻头钻进时的特征图谱、评价指标体系和分类标准。并在渤中19-6气田进行了现场应用,与测井解释符合率达到了82%以上。该项研究成果为裂缝性储层的随钻识别诊断提供了实验依据。

裂缝性储层产能综合测井评价新方法及应用

渤海潜山油藏孔隙结构和裂缝网络复杂,储层非均质性强,井间试产差异大。常规测井评价技术往往不适用于裂缝性储层。因此,需要开发评估潜山裂缝储层产能的方法。采用多元统计方法—因素分析法,综合声波、电阻率、井壁成像等多种方法测井的结果,得到储层流体运移特性的控制因素。通过在该方法中结合岩石物理建模和岩石力学流体传导率分析,建立表征储层流体渗流性能的综合模型并用于评价潜山裂缝性储层的产能。该模型已在渤海潜山裂缝性油藏区块的勘探井和生产井中进行测试,能够拟合井的生产率并预测新井的产量,为综合多学科测井技术数据评价裂缝储层产能提供了一种新方法。

裂缝性储层控压钻井技术及应用

针对裂缝性储层控压钻井技术的应用问题,本次研究首先对裂缝性储层常规钻井技术的应用难点进行分析,在此基础上,对裂缝性储层控压钻井技术的应用优势进行探讨,最后,开展裂缝性储层控压钻井技术应用研究,为推动我国裂缝性储层开发领域的进一步发展奠定基础。研究表明:在使用常规钻井技术进行裂缝性储层开发作业的过程中,可能会出现钻井液漏失、井控风险、井眼延伸风险以及携岩风险等多种类型的风险问题,通过引入控压钻井技术,可以及时发现井漏问题并采取合理的治理措施,可以降低井控风险出现的概率,可以提高水平段的延伸能力,可以降低非生产的时间,对于裂缝性储层的开发工作十分有利,未来在进行裂缝性储层开发作业的过程中,可以大力推广和使用该种类型的技术。

随机裂缝性储层压裂特征实验研究

模拟了裂缝性储层的天然裂缝系统,利用大尺寸真三轴实验系统,分析了天然裂缝影响下的水力裂缝形态、压力曲线特征和滤失机理。实验结果表明,在天然裂缝系统中,裂缝扩展模式分为主缝多分支缝和径向网状扩展两种形式。在同一个天然裂缝系统中,主缝多分支缝扩展模式在水平主应力压差高的条件下占优势,压力曲线波动频繁,基本符合一维滤失特征;径向网状扩展模式在水平主应力压差低的条件下占优势,压力曲线平缓,属于二维滤失。进行了小型压裂估算最小地应力模拟,定义了天然裂缝主导的误差系数,在模拟出的上述天然裂缝条件下,平均误差系数为0.42。

水平井试油过程裂缝性储层失稳机理

针对水平井裂缝性储层试油过程中井底压力选择不当会引起井壁坍塌问题,开展了天然裂缝性储层水平井井壁稳定问题研究。从井壁稳定的力学机理出发,建立了水平井井周应力状态,选用弱面破坏准则,建立了水平井段测试过程维持井壁稳定的井底最小压力模型,模型考虑了天然裂缝产状、井斜方位、地应力、地层强度与孔隙压力的联合影响。在此基础上定量分析了各因素对维持井壁稳定的最小井底压力的影响。结果表明:天然裂缝面倾角小于45°时,井壁岩石发生弱面破坏,倾角大于45°时,在某些井眼方位井壁岩石会发生本体破坏;天然裂缝走向对井壁的破坏形式也有显著的影响,在最小水平地应力方位附近,井壁最易坍塌;随着地应力非均质性的增强、孔隙压力的升高,维持井壁稳定的井底最小压力逐渐增大。

裂缝性储层控压钻井技术及应用

裂缝性储层油气含量丰富,但安全密度窗口窄,钻进时经常出现井下复杂情况,导致储层伤害。文中介绍了裂缝性储层采用常规钻井技术钻进的局限性;讨论了控压钻井技术解决由窄密度窗口引起井下复杂等问题的优势,建立了控压钻井环空压力计算模型;并以某区块×3井为例,讨论控压钻井技术在裂缝性储层钻井中的应用,以及与同区块其他钻井方式钻井情况的对比。研究表明:与其他钻井方式相比,控压钻井技术在钻进中可及时发现井涌、井漏,精确控制环空压力剖面和循环当量密度(ECD),大大降低了井控风险;与同区块邻井相比,水平段延伸进尺大幅提高,钻井液漏失量是其他钻井方法的1.7%。

碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害评价新方法

以不锈钢缝板岩心为评价岩心,以储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害进行了评价,评价实验过程中所用岩心裂缝宽度的相对误差降低到1%以下。应用这种新方法对聚磺钻井液、无固相弱凝胶钻井液以及两种钻井液中加入理想充填暂堵组合剂后进行的储层伤害评价实验结果表明:无固相弱凝胶钻井液的渗透率提高值高于聚磺钻井液,在加入适量优化暂堵组合剂后,两种钻井液的渗透率提高值均明显增大,在不锈钢缝板岩心端面可观察到有致密暂堵层形成。裂缝性储层损害评价新方法即可用于钻井液储层伤害评价和暂堵方案的优选,也可应用于裂缝性储层保护的实验研究。

碳酸盐岩裂缝性储层研究的地质物理基础

黄捍东 ,魏修成 ,叶连池 ,贺振华 ,李亚林 .碳酸盐岩裂缝性储层研究的地质物理基础 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 1,36 (5 ) :5 91～ 5 96 ,6 39 本文对碳酸盐岩裂缝分布规律及其地震波场特征进行了研究 ,理论测试和实际资料分析结果表明 :碳酸盐岩裂缝具有多尺度性 ,并且不同尺度裂缝在地震波的主频、振幅、速度等波场参数上的响应是不同的。本文研究成果是我们进行碳酸盐岩裂缝性储层研究的地质物理基础 。

裂缝性储层保护技术与钻井完井液

综述了裂缝性储层保护技术与钻井完井液方面国内外的研究进展,论题包括裂缝性油气藏分类,应力敏感性评价、裂缝宽度预测、损害机理、暂堵机理、钻井完井液。指出许多问题有待探索:①应力敏感性和闭合滞后效应评价方法;②有效应力条件下裂缝宽度的实用性预测模型;③损害机理和保护机理;④保护裂缝性储层的切实可行的钻井完井液体系。参51。

整合多尺度信息的裂缝性储层建模方法探讨

由于裂缝性储层裂缝分布具有很强的非均质性,且在空间呈现块状分布,常规地质建模方法并不适用于裂缝建模,基于三维地震、测井及岩心裂缝观测,探讨了适合裂缝性储层的建模思路和方法,指出从岩心观测和测井解释上获得小尺度裂缝的参数,包括裂缝密度、几何形态以及其他裂缝属性的统计信息;基于三维地震获取大尺度裂缝的空间分布信息.通过对2种信息的整合,以大尺度裂缝分布为约束条件,用小尺度裂缝密度数据插值出储层空间的裂缝密度场,运用地质统计学随机建模方法,生成了离散裂缝网络模型及其裂缝孔隙度、渗透率等属性模型,探讨了一套适合裂缝储层的建模方法.

古潜山油藏裂缝性储层的测井评价

古潜山裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性 ,对缝洞发育程度的评价在储层性能的评价中起着至关重要的作用。以岩心分析资料为基础 ,将地层微电阻率扫描成像测井 (FMI)、常规测井与地质理论相结合 ,对研究区的十几口井进行了详细的裂缝识别 ,对地层岩性特征、构造特征与地应力进行了分析。分析结果表明 ,该区裂缝及溶蚀孔洞发育程度从南到北、从构造高部位向东、西两翼的构造低部位逐渐变差 ,最大主应力方向基本为北东东南西西 ,古应力的方向基本为北东南西。该方法的解释结果与地质情况吻合较好。

裂缝性储层的电各向异性响应特征研究

以水平裂缝分布的孔隙介质模型为基础,建立了水平裂缝面的平行裂缝分布和带粗糙表面的点接触裂缝模型,导出了两类裂缝模型的水平和垂直电阻率响应关系,分析了两类裂缝模型在没有围压和存在围压条件下的水平电阻率、垂直电阻率变化规律和电各向异性系数的变化特征.讨论了裂缝开度、裂缝密度和裂缝粗糙度等裂缝特征参数对裂缝性储层电各向异性的影响.为简化讨论,所有电性响应特征的分析都忽略了裂缝和孔隙表面的导电性和极化的影响.利用平行分布水平裂缝面模型和带粗糙面的裂缝模型,考察了围压条件下的裂缝性岩石的电各向异性响应特征,得到了对实际应用有意义的结果.

裂缝性储层属性分析与随机模拟

与常规储层相比,裂缝的存在致使裂缝性储层非均质性增强,如何全面、准确地定量描述裂缝网络成为细致刻画这类储集层的关键。合理整合相关裂缝信息数据,运用最优概率分布函数对裂缝属性特征进行统计和空间分析,结合区域地质背景和研究目的,选择最佳理论模型是裂缝性储层建模的基本思想。依据这一原则对裂缝性储层随机模拟的方法进行了综合分析,认为:(1)非线性分析方法能够最大限度减小不同数据源、不同尺度数据整合所产生的误差,综合分析的裂缝数据较为理想;(2)运用圆周统计、人工智能分析裂缝属性能够获得较为合理的结论;(3)复合模型既能表现裂缝离散性特征,又能体现裂缝聚类的连续性效果,能较好地表征裂缝性储层特点。但裂缝发育的复杂性决定了裂缝储层建模还需综合不同学科、运用多种方法和手段进行深入的探讨和研究。

塔里木盆地塔河油田S108井区奥陶系一间房组裂缝性储层研究

塔里木盆地塔河油田S108井区奥陶系一间房组是碳酸盐岩裂缝性油气藏。依据钻井、录井、取心、FMI成像测井以及常规测井,对裂缝进行识别。塔河油田S108井区的裂缝有构造缝、溶蚀缝和压溶缝,以构造缝为主,构成裂缝网络主体。裂缝发育期次有3期:海西早期、海西晚期和印支—燕山期,最重要的一期裂缝发育于海西晚期。利用三维地震资料,通过振幅变化率、相干体分析和波阻抗反演技术,预测S108井区一间房组裂缝发育带。S108井区奥陶系一间房组裂缝分布极不均匀,平面上主要发育在S108井区北部,受区域性断裂控制,两组不同方向断裂交会处和地层曲率最大处裂缝发育;垂向上主要集中于一间房组顶面以下50 m内,向下裂缝发育程度降低。