基于真三軸實驗研究超稠油儲集層壓裂裂縫擴展規(guī)律
發(fā)布時間：2021-07-23 18:28
針對新疆風城油田超稠油儲集層蒸汽輔助重力泄油（SAGD）開采注汽量大、預熱周期長、產(chǎn)量低、局部資源無法開采的問題,基于超稠油儲集層及夾層的巖石力學和孔滲特征,考慮壓裂液排量、黏度、射孔密度和起裂位置的影響,開展真三軸水力壓裂與CT掃描實驗,研究在儲集層和夾層中壓裂微裂縫和宏觀裂縫的擴展規(guī)律。實驗發(fā)現(xiàn),在超稠油儲集層中壓裂僅造成微裂縫發(fā)育,且微裂縫無法突破夾層;在夾層中壓裂,施工排量越高（大于0.6 m3/min）,黏度越小,越易在夾層中形成宏觀線性裂縫,且穿層至儲集層中的裂縫延伸距離增加,增加射孔密度,可在儲集層-夾層互層中形成復雜的宏觀線性裂縫網(wǎng)絡。研究結(jié)果可為超稠油儲集層壓裂準確選層及夾層改造的施工參數(shù)優(yōu)化提供指導。圖12表4參34
【文章來源】：石油勘探與開發(fā). 2020,47(03)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
超稠油儲集層SAGD微壓裂預處理示意圖[24]
超稠油儲集層夾層厚度大（一般為0.5～3.0 m）、分布特征復雜、展布范圍廣和滲透率低等特點對SAGD開采過程中蒸汽腔的發(fā)育以及累計產(chǎn)量和最終采收率均有影響[22-27]。同時，夾層還阻礙蒸汽的上升、冷凝后蒸汽和加熱后原油的泄流，導致蒸汽腔發(fā)育不均勻。井對（I、P井）之間若存在連續(xù)的較厚夾層，則會導致注汽周期變長、兩井水力和熱力連通困難；當井對之間存在夾層時，需要明確在儲集層中微壓裂是否可以間接壓破井對間的夾層，建立夾層內(nèi)的局部滲流通道。當夾層分布于井對上方時，蒸汽腔無法到達上部儲集層，該區(qū)域大量的超稠油無法被采出。夾層同樣嚴重阻礙了其他超稠油熱采方式的熱對流作用，導致熱對流未波及的儲集層區(qū)域原油無法采出或采出程度極低。通過套管完井的直井（通常為已有的探井或觀察井）在夾層段下封隔器，輔助雙水平井壓裂改造（見圖2），能夠在夾層中形成貫穿夾層頂?shù)椎臐B流通道，明顯改善儲集層的滲流能力，可大幅度提高儲集層的采油速度、動用程度和最終產(chǎn)量。因此，明確夾層中裂縫的擴展規(guī)律對改造夾層具有重要的科學指導意義。風城油田超稠油儲集層中的夾層可分為泥質(zhì)夾層與泥巖夾層兩類，主要區(qū)別在于泥巖夾層固結(jié)成巖作用明顯，彈性模量（1.1～2.5 GPa）遠大于疏松程度類似儲集層的泥質(zhì)夾層（282～476 MPa），而其水測有效滲透率顯著小于泥質(zhì)夾層[28]；兩類夾層水測有效滲透率均遠低于儲集層。同一井下取心筒獲取的巖心呈現(xiàn)儲集層、泥質(zhì)夾層和泥巖夾層的分層交錯分布，可見儲集層具有明顯的非均質(zhì)性（見圖3）。
風城油田超稠油儲集層中的夾層可分為泥質(zhì)夾層與泥巖夾層兩類，主要區(qū)別在于泥巖夾層固結(jié)成巖作用明顯，彈性模量（1.1～2.5 GPa）遠大于疏松程度類似儲集層的泥質(zhì)夾層（282～476 MPa），而其水測有效滲透率顯著小于泥質(zhì)夾層[28]；兩類夾層水測有效滲透率均遠低于儲集層。同一井下取心筒獲取的巖心呈現(xiàn)儲集層、泥質(zhì)夾層和泥巖夾層的分層交錯分布，可見儲集層具有明顯的非均質(zhì)性（見圖3）。綜上所述，改造超稠油儲集層研究的關鍵在于以下3個方面：(1)儲集層壓裂過程中微裂縫匯聚成宏觀裂縫的機理；(2)夾層中起裂的裂縫能否貫穿夾層，以及到達儲集層后如何延伸；(3)在儲集層中形成的微裂縫匯聚成宏觀裂縫后，能否突破夾層。通過室內(nèi)真三軸壓裂物模實驗闡明儲集層、夾層中裂縫的擴展規(guī)律，可為設計現(xiàn)場儲集層壓裂改造方案提供指導。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙水平井蒸汽輔助重力泄油蒸汽腔擴展速度計算模型及其應用[J]. 周游,鹿騰,武守亞,石蘭香,杜宣,王峻嶺. 石油勘探與開發(fā). 2019(02)
[2]致密砂巖水平井多段壓裂裂縫擴展規(guī)律[J]. 劉乃震,張兆鵬,鄒雨時,馬新仿,張一諾. 石油勘探與開發(fā). 2018(06)
[3]新疆風城油田SAGD井擠液擴容效果影響因素評價[J]. 林伯韜,金衍. 石油鉆探技術. 2018(06)
[4]SAGD井擠液預處理儲層擴容效果預測[J]. 林伯韜,金衍,陳森,潘竟軍. 石油鉆采工藝. 2018(03)
[5]泥質(zhì)疏松砂巖裂縫起裂實驗研究[J]. 袁文奎,黃杰,郭布民,袁征,杜建波. 內(nèi)蒙古石油化工. 2018(04)
[6]風城陸相超稠油油砂微壓裂擴容機理實驗研究[J]. 林伯韜,陳森,潘竟軍,金衍,張磊,龐惠文. 石油鉆采工藝. 2016(03)
[7]油砂蒸汽輔助重力泄油開發(fā)過程中面臨的夾層問題[J]. 梁光躍,劉尚奇,陳和平,劉洋,羅艷艷. 科學技術與工程. 2015(04)
[8]雙水平井SAGD循環(huán)預熱技術及現(xiàn)場應用[J]. 陳森,竇升軍,游紅娟,郭文德. 新疆石油天然氣. 2012(S1)
[9]水力壓裂模擬實驗中的相似準則[J]. 柳貢慧,龐飛,陳治喜. 石油大學學報(自然科學版). 2000(05)
本文編號：3299809
【文章來源】：石油勘探與開發(fā). 2020,47(03)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
超稠油儲集層SAGD微壓裂預處理示意圖[24]
超稠油儲集層夾層厚度大（一般為0.5～3.0 m）、分布特征復雜、展布范圍廣和滲透率低等特點對SAGD開采過程中蒸汽腔的發(fā)育以及累計產(chǎn)量和最終采收率均有影響[22-27]。同時，夾層還阻礙蒸汽的上升、冷凝后蒸汽和加熱后原油的泄流，導致蒸汽腔發(fā)育不均勻。井對（I、P井）之間若存在連續(xù)的較厚夾層，則會導致注汽周期變長、兩井水力和熱力連通困難；當井對之間存在夾層時，需要明確在儲集層中微壓裂是否可以間接壓破井對間的夾層，建立夾層內(nèi)的局部滲流通道。當夾層分布于井對上方時，蒸汽腔無法到達上部儲集層，該區(qū)域大量的超稠油無法被采出。夾層同樣嚴重阻礙了其他超稠油熱采方式的熱對流作用，導致熱對流未波及的儲集層區(qū)域原油無法采出或采出程度極低。通過套管完井的直井（通常為已有的探井或觀察井）在夾層段下封隔器，輔助雙水平井壓裂改造（見圖2），能夠在夾層中形成貫穿夾層頂?shù)椎臐B流通道，明顯改善儲集層的滲流能力，可大幅度提高儲集層的采油速度、動用程度和最終產(chǎn)量。因此，明確夾層中裂縫的擴展規(guī)律對改造夾層具有重要的科學指導意義。風城油田超稠油儲集層中的夾層可分為泥質(zhì)夾層與泥巖夾層兩類，主要區(qū)別在于泥巖夾層固結(jié)成巖作用明顯，彈性模量（1.1～2.5 GPa）遠大于疏松程度類似儲集層的泥質(zhì)夾層（282～476 MPa），而其水測有效滲透率顯著小于泥質(zhì)夾層[28]；兩類夾層水測有效滲透率均遠低于儲集層。同一井下取心筒獲取的巖心呈現(xiàn)儲集層、泥質(zhì)夾層和泥巖夾層的分層交錯分布，可見儲集層具有明顯的非均質(zhì)性（見圖3）。
風城油田超稠油儲集層中的夾層可分為泥質(zhì)夾層與泥巖夾層兩類，主要區(qū)別在于泥巖夾層固結(jié)成巖作用明顯，彈性模量（1.1～2.5 GPa）遠大于疏松程度類似儲集層的泥質(zhì)夾層（282～476 MPa），而其水測有效滲透率顯著小于泥質(zhì)夾層[28]；兩類夾層水測有效滲透率均遠低于儲集層。同一井下取心筒獲取的巖心呈現(xiàn)儲集層、泥質(zhì)夾層和泥巖夾層的分層交錯分布，可見儲集層具有明顯的非均質(zhì)性（見圖3）。綜上所述，改造超稠油儲集層研究的關鍵在于以下3個方面：(1)儲集層壓裂過程中微裂縫匯聚成宏觀裂縫的機理；(2)夾層中起裂的裂縫能否貫穿夾層，以及到達儲集層后如何延伸；(3)在儲集層中形成的微裂縫匯聚成宏觀裂縫后，能否突破夾層。通過室內(nèi)真三軸壓裂物模實驗闡明儲集層、夾層中裂縫的擴展規(guī)律，可為設計現(xiàn)場儲集層壓裂改造方案提供指導。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙水平井蒸汽輔助重力泄油蒸汽腔擴展速度計算模型及其應用[J]. 周游,鹿騰,武守亞,石蘭香,杜宣,王峻嶺. 石油勘探與開發(fā). 2019(02)
[2]致密砂巖水平井多段壓裂裂縫擴展規(guī)律[J]. 劉乃震,張兆鵬,鄒雨時,馬新仿,張一諾. 石油勘探與開發(fā). 2018(06)
[3]新疆風城油田SAGD井擠液擴容效果影響因素評價[J]. 林伯韜,金衍. 石油鉆探技術. 2018(06)
[4]SAGD井擠液預處理儲層擴容效果預測[J]. 林伯韜,金衍,陳森,潘竟軍. 石油鉆采工藝. 2018(03)
[5]泥質(zhì)疏松砂巖裂縫起裂實驗研究[J]. 袁文奎,黃杰,郭布民,袁征,杜建波. 內(nèi)蒙古石油化工. 2018(04)
[6]風城陸相超稠油油砂微壓裂擴容機理實驗研究[J]. 林伯韜,陳森,潘竟軍,金衍,張磊,龐惠文. 石油鉆采工藝. 2016(03)
[7]油砂蒸汽輔助重力泄油開發(fā)過程中面臨的夾層問題[J]. 梁光躍,劉尚奇,陳和平,劉洋,羅艷艷. 科學技術與工程. 2015(04)
[8]雙水平井SAGD循環(huán)預熱技術及現(xiàn)場應用[J]. 陳森,竇升軍,游紅娟,郭文德. 新疆石油天然氣. 2012(S1)
[9]水力壓裂模擬實驗中的相似準則[J]. 柳貢慧,龐飛,陳治喜. 石油大學學報(自然科學版). 2000(05)
本文編號：3299809
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