基于真三轴实验研究超稠油储集层压裂裂缝扩展规律
发布时间：2021-07-23 18:28
针对新疆风城油田超稠油储集层蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开采注汽量大、预热周期长、产量低、局部资源无法开采的问题,基于超稠油储集层及夹层的岩石力学和孔渗特征,考虑压裂液排量、黏度、射孔密度和起裂位置的影响,开展真三轴水力压裂与CT扫描实验,研究在储集层和夹层中压裂微裂缝和宏观裂缝的扩展规律。实验发现,在超稠油储集层中压裂仅造成微裂缝发育,且微裂缝无法突破夹层;在夹层中压裂,施工排量越高（大于0.6 m3/min）,黏度越小,越易在夹层中形成宏观线性裂缝,且穿层至储集层中的裂缝延伸距离增加,增加射孔密度,可在储集层-夹层互层中形成复杂的宏观线性裂缝网络。研究结果可为超稠油储集层压裂准确选层及夹层改造的施工参数优化提供指导。图12表4参34
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(03)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
超稠油储集层SAGD微压裂预处理示意图[24]
超稠油储集层夹层厚度大（一般为0.5～3.0 m）、分布特征复杂、展布范围广和渗透率低等特点对SAGD开采过程中蒸汽腔的发育以及累计产量和最终采收率均有影响[22-27]。同时，夹层还阻碍蒸汽的上升、冷凝后蒸汽和加热后原油的泄流，导致蒸汽腔发育不均匀。井对（I、P井）之间若存在连续的较厚夹层，则会导致注汽周期变长、两井水力和热力连通困难；当井对之间存在夹层时，需要明确在储集层中微压裂是否可以间接压破井对间的夹层，建立夹层内的局部渗流通道。当夹层分布于井对上方时，蒸汽腔无法到达上部储集层，该区域大量的超稠油无法被采出。夹层同样严重阻碍了其他超稠油热采方式的热对流作用，导致热对流未波及的储集层区域原油无法采出或采出程度极低。通过套管完井的直井（通常为已有的探井或观察井）在夹层段下封隔器，辅助双水平井压裂改造（见图2），能够在夹层中形成贯穿夹层顶底的渗流通道，明显改善储集层的渗流能力，可大幅度提高储集层的采油速度、动用程度和最终产量。因此，明确夹层中裂缝的扩展规律对改造夹层具有重要的科学指导意义。风城油田超稠油储集层中的夹层可分为泥质夹层与泥岩夹层两类，主要区别在于泥岩夹层固结成岩作用明显，弹性模量（1.1～2.5 GPa）远大于疏松程度类似储集层的泥质夹层（282～476 MPa），而其水测有效渗透率显著小于泥质夹层[28]；两类夹层水测有效渗透率均远低于储集层。同一井下取心筒获取的岩心呈现储集层、泥质夹层和泥岩夹层的分层交错分布，可见储集层具有明显的非均质性（见图3）。
风城油田超稠油储集层中的夹层可分为泥质夹层与泥岩夹层两类，主要区别在于泥岩夹层固结成岩作用明显，弹性模量（1.1～2.5 GPa）远大于疏松程度类似储集层的泥质夹层（282～476 MPa），而其水测有效渗透率显著小于泥质夹层[28]；两类夹层水测有效渗透率均远低于储集层。同一井下取心筒获取的岩心呈现储集层、泥质夹层和泥岩夹层的分层交错分布，可见储集层具有明显的非均质性（见图3）。综上所述，改造超稠油储集层研究的关键在于以下3个方面：(1)储集层压裂过程中微裂缝汇聚成宏观裂缝的机理；(2)夹层中起裂的裂缝能否贯穿夹层，以及到达储集层后如何延伸；(3)在储集层中形成的微裂缝汇聚成宏观裂缝后，能否突破夹层。通过室内真三轴压裂物模实验阐明储集层、夹层中裂缝的扩展规律，可为设计现场储集层压裂改造方案提供指导。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双水平井蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔扩展速度计算模型及其应用[J]. 周游,鹿腾,武守亚,石兰香,杜宣,王峻岭. 石油勘探与开发. 2019(02)
[2]致密砂岩水平井多段压裂裂缝扩展规律[J]. 刘乃震,张兆鹏,邹雨时,马新仿,张一诺. 石油勘探与开发. 2018(06)
[3]新疆风城油田SAGD井挤液扩容效果影响因素评价[J]. 林伯韬,金衍. 石油钻探技术. 2018(06)
[4]SAGD井挤液预处理储层扩容效果预测[J]. 林伯韬,金衍,陈森,潘竟军. 石油钻采工艺. 2018(03)
[5]泥质疏松砂岩裂缝起裂实验研究[J]. 袁文奎,黄杰,郭布民,袁征,杜建波. 内蒙古石油化工. 2018(04)
[6]风城陆相超稠油油砂微压裂扩容机理实验研究[J]. 林伯韬,陈森,潘竟军,金衍,张磊,庞惠文. 石油钻采工艺. 2016(03)
[7]油砂蒸汽辅助重力泄油开发过程中面临的夹层问题[J]. 梁光跃,刘尚奇,陈和平,刘洋,罗艳艳. 科学技术与工程. 2015(04)
[8]双水平井SAGD循环预热技术及现场应用[J]. 陈森,窦升军,游红娟,郭文德. 新疆石油天然气. 2012(S1)
[9]水力压裂模拟实验中的相似准则[J]. 柳贡慧,庞飞,陈治喜. 石油大学学报(自然科学版). 2000(05)
本文编号：3299809
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(03)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
超稠油储集层SAGD微压裂预处理示意图[24]
超稠油储集层夹层厚度大（一般为0.5～3.0 m）、分布特征复杂、展布范围广和渗透率低等特点对SAGD开采过程中蒸汽腔的发育以及累计产量和最终采收率均有影响[22-27]。同时，夹层还阻碍蒸汽的上升、冷凝后蒸汽和加热后原油的泄流，导致蒸汽腔发育不均匀。井对（I、P井）之间若存在连续的较厚夹层，则会导致注汽周期变长、两井水力和热力连通困难；当井对之间存在夹层时，需要明确在储集层中微压裂是否可以间接压破井对间的夹层，建立夹层内的局部渗流通道。当夹层分布于井对上方时，蒸汽腔无法到达上部储集层，该区域大量的超稠油无法被采出。夹层同样严重阻碍了其他超稠油热采方式的热对流作用，导致热对流未波及的储集层区域原油无法采出或采出程度极低。通过套管完井的直井（通常为已有的探井或观察井）在夹层段下封隔器，辅助双水平井压裂改造（见图2），能够在夹层中形成贯穿夹层顶底的渗流通道，明显改善储集层的渗流能力，可大幅度提高储集层的采油速度、动用程度和最终产量。因此，明确夹层中裂缝的扩展规律对改造夹层具有重要的科学指导意义。风城油田超稠油储集层中的夹层可分为泥质夹层与泥岩夹层两类，主要区别在于泥岩夹层固结成岩作用明显，弹性模量（1.1～2.5 GPa）远大于疏松程度类似储集层的泥质夹层（282～476 MPa），而其水测有效渗透率显著小于泥质夹层[28]；两类夹层水测有效渗透率均远低于储集层。同一井下取心筒获取的岩心呈现储集层、泥质夹层和泥岩夹层的分层交错分布，可见储集层具有明显的非均质性（见图3）。
风城油田超稠油储集层中的夹层可分为泥质夹层与泥岩夹层两类，主要区别在于泥岩夹层固结成岩作用明显，弹性模量（1.1～2.5 GPa）远大于疏松程度类似储集层的泥质夹层（282～476 MPa），而其水测有效渗透率显著小于泥质夹层[28]；两类夹层水测有效渗透率均远低于储集层。同一井下取心筒获取的岩心呈现储集层、泥质夹层和泥岩夹层的分层交错分布，可见储集层具有明显的非均质性（见图3）。综上所述，改造超稠油储集层研究的关键在于以下3个方面：(1)储集层压裂过程中微裂缝汇聚成宏观裂缝的机理；(2)夹层中起裂的裂缝能否贯穿夹层，以及到达储集层后如何延伸；(3)在储集层中形成的微裂缝汇聚成宏观裂缝后，能否突破夹层。通过室内真三轴压裂物模实验阐明储集层、夹层中裂缝的扩展规律，可为设计现场储集层压裂改造方案提供指导。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双水平井蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔扩展速度计算模型及其应用[J]. 周游,鹿腾,武守亚,石兰香,杜宣,王峻岭. 石油勘探与开发. 2019(02)
[2]致密砂岩水平井多段压裂裂缝扩展规律[J]. 刘乃震,张兆鹏,邹雨时,马新仿,张一诺. 石油勘探与开发. 2018(06)
[3]新疆风城油田SAGD井挤液扩容效果影响因素评价[J]. 林伯韬,金衍. 石油钻探技术. 2018(06)
[4]SAGD井挤液预处理储层扩容效果预测[J]. 林伯韬,金衍,陈森,潘竟军. 石油钻采工艺. 2018(03)
[5]泥质疏松砂岩裂缝起裂实验研究[J]. 袁文奎,黄杰,郭布民,袁征,杜建波. 内蒙古石油化工. 2018(04)
[6]风城陆相超稠油油砂微压裂扩容机理实验研究[J]. 林伯韬,陈森,潘竟军,金衍,张磊,庞惠文. 石油钻采工艺. 2016(03)
[7]油砂蒸汽辅助重力泄油开发过程中面临的夹层问题[J]. 梁光跃,刘尚奇,陈和平,刘洋,罗艳艳. 科学技术与工程. 2015(04)
[8]双水平井SAGD循环预热技术及现场应用[J]. 陈森,窦升军,游红娟,郭文德. 新疆石油天然气. 2012(S1)
[9]水力压裂模拟实验中的相似准则[J]. 柳贡慧,庞飞,陈治喜. 石油大学学报(自然科学版). 2000(05)
本文编号：3299809
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