繆 云 宋 毅 曾 波 劉俊辰

(中國石油西南油氣田分公司工程技術研究院， 四川 廣漢 618300)

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九龍山珍珠沖組砂礫巖儲層改造技術研究與實踐

繆 云 宋 毅 曾 波 劉俊辰

(中國石油西南油氣田分公司工程技術研究院， 四川 廣漢 618300)

四川盆地九龍山珍珠沖組礫巖儲層基質孔滲條件差，非均質性強，裂縫及其溶蝕孔洞是重要的儲集空間和主要的滲流通道。針對該區(qū)儲層特征，結合室內評價實驗和儲層評價結果，對于裂縫發(fā)育的儲層，采用土酸酸化；對于裂縫欠發(fā)育的儲層，在酸化工藝無效的情況下開展加砂壓裂工藝試驗，通過施工管柱、施工參數的優(yōu)選，成功地實施了對礫巖儲層的加砂壓裂改造，取得了一定的改造效果。

九龍山； 珍珠沖組； 礫巖； 土酸酸化； 加砂壓裂

1 儲層地質簡況

在全球范圍內, 構造油氣藏、復合油氣藏和隱蔽油氣藏的儲量比例分別為 35%、30%、35%,隱蔽油氣藏占有重要的地位[1]。砂礫巖油氣藏作為隱蔽油氣藏的一員, 盡管在隱蔽油氣藏中所占比例較小, 但分布廣泛。砂礫巖儲層一般具有近源、快速堆積的特征，儲層縱向上沉積厚度變化大, 巖相變化快, 儲層非均質性極強，其中絕大部分屬于低孔低滲油藏[2]。

九龍山構造位于川西坳陷北部，該區(qū)以小規(guī)模的逆斷層為主，在平面上呈雁行式排列。該區(qū)珍珠沖組埋深通常大于3 000 m，厚度介于130～210 m，為沖積扇和扇三角洲前緣沉積。儲層巖性以灰色 — 灰白色塊狀礫巖為主，礫石成分主要為石英砂巖，礫石粒徑大小不均(一般為35～60 mm，最大為230 mm)，礫石間充填物以中 — 粗粒砂質為主，局部層段含泥質，砂質充填物成分主要為石英，次為燧石及巖屑。儲層孔隙類型有溶孔、晶間微孔和裂縫。

研究區(qū)發(fā)育4組裂縫。其中以東西向和近南北向裂縫最發(fā)育，其次為北西西向和北東東向裂縫，且高低角度裂縫均有發(fā)育。分別測定了直徑為2.5 cm的常規(guī)巖心和直徑為12 cm的全直徑巖心的物性參數。常規(guī)巖心避開天然裂縫取樣，代表了基質孔隙的物性數據。全直徑巖心中發(fā)育天然裂縫，結果則反映基質孔隙和天然裂縫總的物性參數。表1為該區(qū)儲層物性參數測試結果。從測定結果可以看出，天然裂縫是研究區(qū)重要的儲集空間，水平滲透率遠遠大于垂直滲透率，說明了裂縫是該區(qū)珍珠沖組致密礫巖儲層最主要的滲流通道[3]。

表1 九龍山珍珠沖巖心物性數據統(tǒng)計表

注：φ1和φ2分別為全直徑巖心和常規(guī)巖心的孔隙度；K水平、K垂直、K分別為全直徑巖心水平滲透率、全直徑巖心垂直滲透率、常規(guī)巖心滲透率

2 儲層室內評價

(1) 礦物組成分析。薄片分析、X射線衍射、環(huán)境掃描電鏡分析表明：研究區(qū)礫石成分以石英砂巖礫、變質石英礫為主，含少量硅質礫、碳酸鹽礫石(灰?guī)r礫，少量白云巖礫)礫間砂質為巖屑砂巖，黏土填隙為主，缺乏硅質膠結，見礫間溶孔和晶間孔，有片狀綠泥石(見圖1)。

圖1 珍珠沖組巖心掃描電鏡掃描結果圖

(2) 溶蝕率實驗。通過室內實驗對九龍山珍珠沖組儲層不同井的巖屑進行了58組巖樣的HCl溶蝕實驗，測定結果表明樣品的溶蝕率在0.3%～18.7%。

(3) 巖石力學實驗。研究區(qū)礫巖儲層楊氏模量在(6.0～7.2)×104MPa，平均為6.4×104MPa，泊松比介于0.058～0.152，平均為0.107。相對于常規(guī)砂巖而言具有楊氏模量高、泊松比低的特點，加砂壓裂改造難度較大。

3 儲層改造工藝選擇

儲層改造工藝的選擇需要針對不同的儲層特征。研究區(qū)儲層物性差異大，非均質性極強，為了更好地指導研究區(qū)儲層改造工藝的選擇，建立了研究區(qū)儲層物性分類評價標準。根據該區(qū)儲層的測井響應特征，結合取芯情況(見圖2)，將該區(qū)的儲層分成3類。Ⅰ類儲層在鉆井過程中一般均有較為明顯的氣侵、井漏或氣測異常等顯示，因此儲層改造工藝的選擇以解除鉆完井過程中對儲層的污染為目標，可采用解堵酸化工藝；Ⅱ類、Ⅲ類儲層一般裂縫不發(fā)育，鉆井過程中顯示較差。前期針對Ⅱ類、Ⅲ類儲層開展了土酸酸化工藝試驗，均未取得明顯的改造效果，因此宜采用改造力度更大、波及范圍更廣的加砂壓裂工藝，力求溝通裂縫發(fā)育區(qū)域，獲得較好的改造效果。

4 酸化改造現場試驗

一般而言，鹽酸對巖心的溶蝕率大于20%時采用鹽酸酸化，小于20%時采用HF酸化。根據研究區(qū)溶蝕率實驗結果，該區(qū)選用土酸酸化工藝。選用具有較好緩速、能控制二次沉淀的有機多元土酸體系。前期采用籠統(tǒng)酸化改造，后期對于大斜度井采用分層酸化改造工藝，部分井取得了較好的改造效果，測試產量最高達112.8×104m3d。

圖2 3類儲層典型巖心照片

5 加砂壓裂改造現場試驗

(1) 加砂壓裂難點。儲層巖石楊氏模量高、壓裂時形成的人工裂縫相對較窄，對支撐劑粒徑和濃度敏感性較強。壓裂過程中如果溝通了天然裂縫發(fā)育區(qū)域，容易砂堵。九龍山珍珠沖組儲層破裂壓力高，裂縫延伸壓力高，儲層埋藏深(3 000 m以上)，沿程摩阻高，采用常規(guī)的加砂壓裂管柱難以達到足夠的排量。儲層非均質性較強，巖性復雜，且礫石對壓裂施工影響較大。研究表明礫石粒徑越大，破裂面越不規(guī)則，改造過程中裂縫內凈壓力越高[4]。

(2) 微型壓裂測試。為了獲取儲層參數，降低施工風險，進行了微型壓裂測試。測試表明研究區(qū)裂縫延伸壓力梯度在0.024～0.030 MPam，裂縫較為發(fā)育，液體效率低(41%)。由于礫石影響造成了裂縫彎曲，因此存在較大的近井摩阻。

(3) 加砂壓裂對策。儲層裂縫發(fā)育，壓裂液濾失過大易造成砂堵，必須盡可能地提高施工排量；而研究區(qū)儲層埋藏深、裂縫延伸壓力梯度大，施工泵壓高，為了滿足上述要求必須盡可能地降低施工管串的摩阻。目的層油層套管外徑為177.8 mm，施工時采用外徑為127 mm套管作為加砂壓裂管串。同時為了滿足大排量施工和后期生產的需要，配套使用了多路進液裝置、180 mm-105 MPa大通徑井口裝置。針對儲層破裂壓力高的特點，在壓裂之前進行酸液預處理。針對儲層高楊氏模量的特點，采用 4070 目和3050目的小粒徑陶粒，同時將最高砂濃度控制在480 kgm3。針對儲層裂縫發(fā)育容易導致砂堵的問題，前期采用100目粉砂進行暫堵，同時將前置液比例設計在40%以上。針對由于礫石的影響，導致的近井地帶摩阻大的問題，采用多段塞進行預處理。通過以上措施，有效地提高了施工的成功率，成功地實現了對礫巖儲層的加砂壓裂改造。研究區(qū)典型的施工曲線如圖3所示。

圖3 研究區(qū)典型施工曲線圖

(4) 加砂壓裂現場試驗。以L105井為例，該井珍珠沖段儲層深度為3 291 — 3 326 m。鉆井過程中見1次氣侵、1次氣測異常顯示。測井解釋孔隙度為1.7%～3.2%，主要發(fā)育Ⅱ類儲層。首先對該井進行了土酸酸化改造，測試產氣1.6×104m3d，未達到理想改造效果。后期對該井進行了加砂壓裂改造，采用外徑為127 mm套管作為加砂壓裂的施工管串，累計注入液量823.8 m3，注入4070目和3050目組合陶粒30 m3，加砂壓裂后測試日產氣5.5×104m3。

6 結 語

(1) 針對裂縫較為發(fā)育的Ⅰ類儲層采用土酸酸化工藝效果較好，對裂縫欠發(fā)育的Ⅱ類、Ⅲ類儲層，嘗試進行了加砂壓裂改造，取得了一定的效果。

(2) 采用大尺寸管串、大排量泵注、酸液預處理、小粒徑陶粒、高前置液比例、多段塞預處理、低砂比加砂壓裂模式，可有效地對礫巖儲層進行加砂壓裂改造。

[1] 郝芳,鄒華耀,方勇.隱蔽油氣藏研究的難點和前沿[J].地學前緣,2005，12(4):381-488.

[2] 咎靈,王順華,張枝煥,等.砂礫巖儲層研究現狀[J].長江大學學報(自然科學版),2011,8(3):63-66.

[3] 李躍綱,鞏磊,曾聯波,等.四川盆地九龍山構造致密礫巖儲層裂縫特征及其貢獻[J],天然氣工業(yè),2012,32(1):22-26.

[4] 孟慶民,張士誠,郭先敏,等.砂礫巖水力裂縫擴展規(guī)律初探[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報),2010,32(4):119-123.Research and Practice of Conglomerate Reservoir Stimulation Technique in Zhenzhuchong Group, Jiulongshan

MIAOYunSONGYiZENGBoLIUJunchen

(Engineering Technology Research Institute of Petrochina, Southwest Oil & Gas Field Company,Guanghan Sichuan 618300, China)

The conglomerate reservoir of Zhenzhuchong Group, Jiulongshan in Sichuan Basin features with low matrix porosity, low matrix permeability and strong inhomogeneity; fissures and corroded cavities are the dominant reservoir spaces and fundamental seepage channels. In view of the reservoir characteristics of this region, mud acid acidizing treatment has been deployed in fracture-propagated reservoirs, based on laboratory evaluation experiments and reservoir assessment results. With respect to fracture-under-propagated reservoirs, sand fracturing technology has been tested on condition of non-effective acidizing treatment. Based on optimization of the operating strings and parameters, sand fracturing stimulation has been successfully applied to the conglomerate reservoir and some certain effect of stimulation has been attained.

Jiulongshan; Zhenzhuchong Group; conglomerate; acid acidification treatment; sand fracturing

2016-02-26

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(2011ZX05047)

繆云(1981 — )，男，碩士，工程師，研究方向為油氣藏儲層改造工藝。

TE357

A

1673-1980(2016)05-0055-03