鎮涇油田紅河12P40 與HH12P142水平井壓竄技術分析

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

鎮涇油田紅河12P40 與HH12P142水平井壓竄技術分析

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)

鄂爾多斯盆地鎮涇油田紅河區塊水平井開采原油試驗取得一定成效并在該區域廣泛推廣水平井鉆井技術，該技術在紅河區塊開發鉆采過程中，部分水平井在壓裂環節總是會出現壓竄現象，通過壓竄事故追本溯源以結合大量的巖心觀察、比對，現場錄取資料、壓竄井距等多項因素分析，而區塊的地層孔隙結構、裂縫發育方向等也是影響鉆采開發的因素之一，綜合分析得出一些認識，以紅河油田延長組長8層為例，水平井開發主要存在裂縫發育區，壓裂期間壓力過大可能致其壓竄。

鄂爾多斯盆地;鎮涇油田;紅河油田;水平井;水平井壓竄

鄂爾多斯盆地地質構造是我國大型含油氣致密性砂巖盆地，該盆地勘探領域廣闊、烴源巖發育、開發潛力大，根據第三次全國油氣資源評價結果，盆地內石油總資源量85.88×108t，目前累計探明石油儲量超過40×108t，年產原油3×107t，具有很高的開采價值；紅河油田在區域構造上位于鄂爾多斯盆地西緣天環坳陷南端鎮涇區塊的中部，是油氣勘探重要的區塊，其目的層主要在三疊系延長組，而延長組長8油層中長81是紅河油田最重要的產油層。(圖1)

1 巖性構造

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

2 孔隙結構

紅河油田長8儲集層巖石的孔隙結構不僅對油氣滲透、儲量，而且對油氣井產能和最終采收率都有影響，根據以往開發試驗井與資料分析得出孔隙結構是否優質可用其參數來表面證實，并可將其數據運用于油氣開發；通過對長8層構造研究分析，其儲層砂巖類型以長石砂巖為主，為近源沉積體系，是典型的低孔低滲儲集巖(在開采過程中需要超高壓壓裂)，在其油層組內不同小層儲物性好，局部發育含油富集區。對長8砂巖薄片儲集空間孔隙組合鑒定，長81層中6口油井的12塊樣品做的鏡片統計：儲集區主要由粒間孔、長石溶孔、碎屑溶孔構成，粒間孔平均為1.8%，長石溶孔1.10%，巖屑溶孔占0.19%；長82層中5口井的11塊樣品所做的薄片統計，其儲集空間主要由粒間孔、長石溶孔、巖屑溶孔構成，粒間孔平均為1.25%，長石溶孔0.24%，巖屑溶孔占0.05%，長81、82主要孔隙類型都是粒間孔和溶蝕孔。在長8砂巖毛管壓力特征、毛管壓力曲線形態所做的試驗，經分析可分三種類型：低排驅壓力—粗喉道型、中排驅壓力—中喉道型和高排驅壓力—細喉道型，在砂巖儲層中，中、高滲透儲層的滲透率主要由大的喉道所貢獻，而低滲透和特低滲透儲層的滲透率主要由小的喉道組成。長8儲層屬特低滲油層，流體在低滲透和特低滲透儲層中阻力較大，造成原油開采困難，需壓裂酸化等技術性改造。

圖1 鎮涇油田長8層巖性油藏分布

3 壓裂數據

利用高壓泵組(壓裂車組)，將壓裂液用超過油層吸收能力的排量泵入井中，井底附近憋起的高壓超過井壁附近的地應力及巖石的抗張強度時，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，增加油層的導流能力，減少油流阻力，可恢復或者提高油井的生產力，壓裂過程中根據地層性質與設計的施工壓力作為依據顯得尤為關鍵，HH12P40井在水平段鉆遇砂巖548m，占水平段總長度的94.9%，根據水平段的長度壓裂酸化會分成幾段實施，每段壓裂壓力根據地層特性及其周圍井井距制定相應的施工壓力；錄井顯示油斑13層累計視厚394m，油跡5層，累計視厚109.0m，熒光2層，累計視厚45m，2012年該井進行分段壓裂改造，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，占水平段總長度99.3%，錄井顯示油跡9層厚度等約304m，熒光10層多，累計厚度292m左右，從壓裂施工曲線圖可以明顯的看出壓裂進程，高泵加壓達到預期效果，但監測數據顯示兩井被壓竄，經壓裂資料推斷此次壓竄很可能受高泵壓和井間裂縫發育影響。

圖2 長石砂巖(正交偏光×80)

4 井位間距

圖3 水平井進尺

相對于直井，水平井至少有三個明顯的優勢：①儲積巖暴露面積增大；②分散儲層的橫向連接能力；③變化的泄油幾何特征。把長8層幾口鄰近的水平井井距數據作對比分析后，經計算HH12P142與HH12P40井的垂直深度僅相差83m，HH12P142井在鉆井及壓裂過程中，鄰近井均已投產，并且HH12P142井A靶點距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層橫向連接延伸過程中壓裂存在壓竄的風險。

5 裂縫發育

巖性對天然裂縫的控制主要體現在巖石中的礦物成分、結構和構造的差異性對巖石抵抗外力破壞性質的影響上，長8層巖性主要以細粒砂巖、灰色粉砂巖和砂質泥巖為主，與泥巖相比，砂巖可塑性成分含量更低，容易破裂形成裂縫，裂縫是低滲透儲集層中油氣重要的滲流通道和有效儲集空間，并控制著低滲透儲集層中油氣的滲流系統及油氣分布。在裂縫發育區多為累計產液量大、產油量高、含水率低的生產井，紅河12P40井經過完鉆壓裂試噴日產百噸，含水率極低；紅河12P142井壓裂后每日自噴達到60～100m3液，但導致HH12P40井含水率急劇上升高達百分之九十幾，其他井均未受影響，推斷兩口井之間有裂縫。

6 結語

紅河12P142和HH12P40井壓竄原因分析：①紅河12P40井壓裂段位于延長組長8裂縫段，HH12P40水平井壓裂過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，另一方面反應此段裂縫比較發育。②紅河12P142井A靶點與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8層雖為低孔低滲油氣藏，但在高泵壓下會通過層理結構將其剖面撐開以致延伸使井壓竄，另外可判斷兩口井間無斷層。

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[3]侯瑞云.柳林旺鎮涇油田長8油層組特低滲巖性油藏成藏機制研究[J].石油實驗地質.2011,(04).

馬文武(1990- )，男，湖北襄陽人，中國地質大學(武漢)學士學位，石油工程。