楊淵宇王　軍程方敏劉　柏王　鮮張文娟

（1.中國(guó)石油西南油氣田分公司川西北氣礦　2.成都理工大學(xué)）

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水力噴射徑向射孔技術(shù)在白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏儲(chǔ)層適應(yīng)條件評(píng)價(jià)

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(guó)石油西南油氣田分公司川西北氣礦2.成都理工大學(xué)）

摘要水力噴射徑向射孔技術(shù)是一種新的油氣田增產(chǎn)及完井技術(shù)，它可改善儲(chǔ)層滲流環(huán)境，突破近井儲(chǔ)層污染帶，連通遠(yuǎn)井地帶未動(dòng)用儲(chǔ)層與井筒、擴(kuò)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(chǔ)層物性差，滲透率低、裂縫不發(fā)育、含水飽和度高，非均質(zhì)性強(qiáng)，儲(chǔ)量動(dòng)用難度大，氣藏于2001年投入正式試采，目前已進(jìn)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(jī)和柱塞氣舉等工藝措施進(jìn)行輔助開采，但是，這些工藝措施不能夠從根本上改善儲(chǔ)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(shù)的應(yīng)用，針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析研究，從地質(zhì)上評(píng)價(jià)水力噴射徑向射孔技術(shù)在白馬廟氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏的儲(chǔ)層適應(yīng)條件，為該技術(shù)在白馬廟淺層氣藏的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。圖7表4參8

關(guān)鍵詞水力噴射徑向射孔蓬萊鎮(zhèn)氣藏白馬廟氣田適應(yīng)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(jì)鉆井112口，現(xiàn)階段生產(chǎn)氣井86口，累計(jì)產(chǎn)氣量2.81×108m3，2006年通過(guò)復(fù)核蓬萊鎮(zhèn)氣藏一、二類儲(chǔ)量，由于具有較好的可采性，平均采收率可取50%，計(jì)算出可采儲(chǔ)量較高，具有經(jīng)濟(jì)效益[1]，現(xiàn)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(chǎn)、低滲的氣水同產(chǎn)氣藏，所以在快速進(jìn)入開采中后期后，增加了如泡沫排水、增壓機(jī)和柱塞氣舉等工藝措施進(jìn)行輔助開采[2]。但是，這些工藝措施不能夠從根本上改善儲(chǔ)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(jìn)行水力噴射徑向射孔，根據(jù)修井后情況來(lái)看，僅BQ63井成功復(fù)產(chǎn)，所以需要對(duì)BQ63井和BQ102井地質(zhì)情況進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)價(jià)該技術(shù)在蓬萊鎮(zhèn)氣藏的儲(chǔ)層適用條件。

1　白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏地質(zhì)背景

白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏構(gòu)造位置為龍門山斷褶構(gòu)造帶南段山前隱伏帶之成都低緩構(gòu)造帶大興鼻狀隆起之上的局部構(gòu)造高點(diǎn)[3]，從白堊系底部構(gòu)造圖可以看出（圖1），其表現(xiàn)為構(gòu)造軸向?yàn)楸北睎|向的背斜。長(zhǎng)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(gòu)造白堊系底構(gòu)造圖

白馬廟蓬萊鎮(zhèn)組氣藏儲(chǔ)層物性差，表現(xiàn)為特低滲透、裂縫不發(fā)育、含水飽和度高、非均質(zhì)性強(qiáng)、動(dòng)用難度大。為從各井生產(chǎn)情況來(lái)看，蓬萊鎮(zhèn)氣藏單井具有低滲氣藏典型的生產(chǎn)特征，總體表現(xiàn)為生產(chǎn)初期產(chǎn)量大、出水少，遞減期出水多、遞減快，穩(wěn)產(chǎn)期時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)量低。

2　水力噴射徑向射孔技術(shù)簡(jiǎn)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(gè)(直徑40～50 mm、長(zhǎng)達(dá)100 m左右)小井眼[4-6]。其針對(duì)氣田主要作用為：①改善均質(zhì)和非均質(zhì)油氣層滲流通道，有效的提高運(yùn)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(shì)是：清理近井污染物、控制層間動(dòng)用、溝通遠(yuǎn)儲(chǔ)、增加原有儲(chǔ)層滲透能力[7-8]。

3　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況及效果分析

2013～2014年選取了BQ63和BQ102井進(jìn)行水力噴射徑向射孔，主要利用該技術(shù)對(duì)老層進(jìn)行改造，增大其滲流面積，同時(shí)BQ63井也希望利用該技術(shù)溝通其南、北方向的有利儲(chǔ)層，根據(jù)修井后情況來(lái)看，僅BQ63井成功復(fù)產(chǎn)，現(xiàn)對(duì)2口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況及效果進(jìn)行分析。

3.1BQ63井

BQ63井是大興潛伏鼻狀構(gòu)造侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組頂界構(gòu)造東南翼的一口評(píng)價(jià)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(chǎn)，2003年5月氣產(chǎn)量下降至0.8×104m3/d左右（圖2），日產(chǎn)地層產(chǎn)水1～2m3，由于排水措施未及時(shí)跟上，井筒快速水淹停產(chǎn)，2006年以后未生產(chǎn)，修井前累計(jì)產(chǎn)氣676.33×104m3、產(chǎn)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(chǎn)曲線

（1）修井依據(jù)

通過(guò)測(cè)井解釋可知（表1），BQ63井在蓬萊鎮(zhèn)組儲(chǔ)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(shí)，在960.4～966.6 m有一段致密砂巖層。2000年12日～2001年1月，通過(guò)對(duì)上述兩段射孔后加砂試油，測(cè)試產(chǎn)氣6.042×104m3/d。以上測(cè)井解釋和試油數(shù)據(jù)說(shuō)明該井還是具有一定開發(fā)潛力，由于低滲透率的儲(chǔ)層特征決定了蓬萊鎮(zhèn)氣藏井控面積小、遠(yuǎn)儲(chǔ)難以動(dòng)用的特點(diǎn)，需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造，增大其滲流面積。

表1　BQ63井測(cè)井解釋數(shù)據(jù)

同時(shí)從三幅不同時(shí)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(duì)該情況利用水力噴射徑向射孔技術(shù)溝通該井周圍未動(dòng)用儲(chǔ)層。

單井壓降計(jì)算可采儲(chǔ)量為1371.067×104m3，剩余可采儲(chǔ)量694.7367×104m3，具有修井作業(yè)產(chǎn)能基礎(chǔ)。

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(chǎn)情況及儲(chǔ)量預(yù)測(cè)

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

圖4　bq63井修井后采氣曲線

在氣井中，對(duì)修井成功與否的判斷，其中一個(gè)重要指標(biāo)就是對(duì)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)。根據(jù)蓬萊鎮(zhèn)氣藏低壓、低滲特征以及該井生產(chǎn)時(shí)間不長(zhǎng)且沒有明顯遞減趨勢(shì)的現(xiàn)象，決定選擇壓降法對(duì)該井進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量預(yù)測(cè)。

BQ63井由于沒用進(jìn)行過(guò)測(cè)壓或試井作業(yè)，所以無(wú)法取得真實(shí)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(guān)井油壓4.2 MPa計(jì)算（圖5）。

圖5　壓降法計(jì)算BQ63井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量

由圖5可知，BQ63井通過(guò)水力噴射徑向射孔技術(shù)后，獲得了較高的可采儲(chǔ)量，與修井前預(yù)測(cè)儲(chǔ)量基本吻合，說(shuō)明水力噴射徑向射孔技術(shù)增加了該井儲(chǔ)層滲流面積，使不可動(dòng)用儲(chǔ)量變?yōu)榭蓜?dòng)用儲(chǔ)量，成功恢復(fù)產(chǎn)能。但是其可采儲(chǔ)量沒有超過(guò)預(yù)測(cè)量，推斷該技術(shù)并未溝通南、北方向遠(yuǎn)儲(chǔ)。

3.2 BQ102井

BQ102井位于大興潛伏鼻狀構(gòu)造蓬萊鎮(zhèn)組頂界構(gòu)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(chǎn)后，一般日產(chǎn)氣（0.6～0.9）×104m3，井口壓力緩慢下降，生產(chǎn)情況良好；2003年8月-9月，進(jìn)行穩(wěn)定和不穩(wěn)定試井，試井后未能復(fù)產(chǎn)，累計(jì)生產(chǎn)天然氣136.85×104m3，產(chǎn)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(fù)產(chǎn)，說(shuō)明儲(chǔ)層已遭受破壞，滲流通道被堵塞；2011年7月9日～22日實(shí)施加砂壓裂，加砂后應(yīng)排液292 m3，實(shí)際經(jīng)過(guò)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(rèn)為748.36～761.7 m泥巖段已垮塌，對(duì)原儲(chǔ)層造成損害。

圖6　BQ102徑向射孔前采氣曲線

（1）修井依據(jù)

通過(guò)測(cè)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(cè)試日產(chǎn)氣2.569×104m3/d，并產(chǎn)微量水，天然氣折算無(wú)阻流量4.679×104m3/d，原始地層壓力10.108 MPa，壓力系數(shù)1.27。以上測(cè)井解釋和試油數(shù)據(jù)說(shuō)明該井還是具有一定開發(fā)潛力，由于低滲透率的儲(chǔ)層特征決定了蓬萊鎮(zhèn)氣藏井控面積小、遠(yuǎn)儲(chǔ)難以動(dòng)用的特點(diǎn)，需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造，增大其滲流面積。

表2　BQ102井測(cè)井解釋數(shù)據(jù)

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(shù)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(shí)該井壓降儲(chǔ)量0.5324×108 m3，具有修井作業(yè)儲(chǔ)量基礎(chǔ)。

（2）BQ102井修井后生產(chǎn)情況

從前期生產(chǎn)情況、地質(zhì)條件和鉆井過(guò)程中的油氣顯示來(lái)看，該儲(chǔ)層含氣，但修井過(guò)程中和修井后油套壓均顯示為0，推斷儲(chǔ)層在早期已遭受嚴(yán)重破壞，無(wú)法通過(guò)該工藝恢復(fù)產(chǎn)能，說(shuō)明該工藝具有一定局限性。

4　蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲(chǔ)層適應(yīng)條件分析

從現(xiàn)場(chǎng)施工效果分析看，BQ63進(jìn)行水力噴射徑向射孔，修井后成功復(fù)產(chǎn)，但BQ102井無(wú)效，因此有必要對(duì)BQ63井和BQ102井地質(zhì)情況進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)該技術(shù)在蓬萊鎮(zhèn)氣藏的儲(chǔ)層適用條件。

4.1 BQ63儲(chǔ)層適應(yīng)條件分析

根據(jù)BQ63井地質(zhì)情況和水力噴射徑向射孔技術(shù)施工參數(shù)分析，決定該技術(shù)在蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲(chǔ)層的適應(yīng)條件，主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：

（1）通過(guò)測(cè)井和地震資料明確了該井射孔層位在962～982.5 m之間，鉆進(jìn)方位為以正南向?yàn)橹鳎睘檩o，在增大滲流面積的同時(shí)，建立與蓬-Ⅳ②砂體的導(dǎo)流通道，獲得遠(yuǎn)端儲(chǔ)量；

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

（3）根據(jù)《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(yàn)數(shù)據(jù)（表3）分析表明，蓬萊鎮(zhèn)組地層對(duì)低礦化度水十分敏感，損害率為59%～68%，屬中等偏強(qiáng)水敏；而對(duì)于較高礦化度的水（大于34.4 g/L）敏感性不強(qiáng)，其水敏傷害率小于20%，屬弱水敏。對(duì)于堿性工作液，當(dāng)pH值大于或等于13后，產(chǎn)生極強(qiáng)損害，滲透率損失可達(dá)90%，屬?gòu)?qiáng)堿敏地層；對(duì)于速敏和酸敏較弱。除此之外，蓬萊鎮(zhèn)組地層還具有強(qiáng)水鎖損害特征，因此在各種生產(chǎn)作業(yè)中特別是鉆井、儲(chǔ)層改造等過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制工作液，特別是低礦化度水進(jìn)入地層。所以，根據(jù)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(yán)格控制了注入量（每孔2 m3），盡量減小了其對(duì)儲(chǔ)層的損害。

表3　白馬廟地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組儲(chǔ)層水敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

4.2 BQ102儲(chǔ)層適應(yīng)條件分析

根據(jù)BQ102井地質(zhì)情況和水力噴射徑向射孔技術(shù)施工參數(shù)分析，決定該技術(shù)在蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲(chǔ)層的適應(yīng)條件，主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：

（1）鉆遇蓬-Ⅳ②砂體（有利砂體），且具產(chǎn)能基礎(chǔ)；

（2）白馬廟蓬萊鎮(zhèn)組屬弱水敏，強(qiáng)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(jīng)驗(yàn)來(lái)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(chǔ)層上段泥巖垮塌，2005年下連續(xù)油管、2011年壓裂均未能復(fù)產(chǎn)，判斷儲(chǔ)層已遭受嚴(yán)重?fù)p壞；

4.3 BQ63和BQ102井儲(chǔ)層適應(yīng)條件對(duì)比分析

上述分別對(duì)BQ63和BQ102井水力噴射徑向射孔技術(shù)儲(chǔ)層適應(yīng)條件進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，表5將兩口井進(jìn)行對(duì)比分析，提取有利參數(shù)，作為水力噴射徑向射孔技術(shù)在白馬廟蓬萊鎮(zhèn)氣藏的適用條件。

表4　儲(chǔ)層條件對(duì)比表

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

5　結(jié)論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果分析，得出水力噴射徑向射孔技術(shù)在蓬萊鎮(zhèn)氣藏儲(chǔ)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(chǔ)量基礎(chǔ)；

（3）原儲(chǔ)層未遭受破壞；

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

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（修改回稿日期2015-06-18編輯文敏）

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