2006年6月油气井测试 谢宇陈华中(塔里木油田分公司新疆库尔勒841000) 摘要 针对塔里木探区轮南碳酸岩储层非均质性强的特点,根据酸压施工曲线形态,结合测录 井资料,可大致判断酸压裂范围内储层的基本情况。施工时,根据压力曲线起始阶段和裂缝延伸阶 段的特征,及时调整施工方案,以期达到好的施工效果。 关键词 施工曲线 储层特性 曲线形态储层特征与压裂施工相关性 轮南奥陶系碳酸岩性主要为一套包括亮晶内碎 间类型;主要储集空间类型为晶间孔、晶间溶孔、溶缝、溶洞和构造裂缝。目前,轮南碳酸岩主要为灰 岩,储层以裂缝型、裂缝一孑L隙型和裂缝孔洞型为 主。部分地区的缝洞系统由于地层水的作用被方解 石和泥岩充填。 酸化压裂施工通常以测录井提供的有关地质资 料作为施工设计的有关依据。在设计过程中,往往 由于地质资料的偏差或不全面,造成在施工过程中 对施工方案的怀疑。由于在工作液性能及施工排量 不变的情况下,导致施工压力变化的最直接的因素 是储层特性。所以,可以根据施工压力的变化,判断 储层特性,即 储层的岩性变化导致人工裂缝几何形态的变 化,从而使工作液在人工裂缝内的摩阻增加或减少, 使施工压力变化。储集空间类型特征的变化可导 致施工压力有较大的变化。断层也是影响施工压 力变化的因素之一。 塔里木轮南奥陶系碳酸岩储层岩性基本以灰岩 为主,酸压裂成功率较高。所以,酸压裂液体系在这 一地区比较成熟,酸压工艺普遍采用两级注人工艺。 酸压裂液体系根据地质情况一般采用高温降阻胶凝 酸体系,高渗层采用乳化酸降低酸岩反应速率提供 工作液的效率。用有机硼交联HPG压裂液作为前 置液。分两级注入井筒,即前置液一酸液一前置液 一酸液(或闭合酸)一后顶液。 储层特性判别方法 1.酸压裂井例施工分析 (1)轮南621井酸压裂施工分析 轮南621井层位0,井段5645.0~5670.0 施工前为消除部分地应力,对液体起导向作用,对井段5645.0~5655.0 m进行裸眼射孔后再进行酸压 施工,高挤交联压裂液320.7 m3、胶凝酸195 m3、顶 替液25.5 m3、混注液氮11 m3,泵压86~63—70 MPa,套压28.9—22 MPa,荆F量5—4.5~3.7 m3/ min,挤入地层总量515.6 m3。 由于在两级注入过程中,有机硼交联HPG压裂 液不参与岩石反应,在施工过程中性能基本保持相 对稳定。相对于酸液来说,第一级有机硼交联HPG 压裂液的注入压力更能准确的判别储层特性。 在轮南621井酸压施工过程中,初期前置压裂 液在未胶联的情况下以5 m3/min排量施工压力很 快达到了85 MPa,表明近井筒附近裂缝系统不发 育,地层吸液很差。从钻井取芯情况看,储层岩性为 通性较差,说明施工压力与实际情况比较相符。为了降低注入胶联压裂液时的施工压力,降低施工排 量到4 m3/min,施工压力也降低到75 MPa。开始注 [作者简介]冯广庆,男,工程师,1969年出生,1991年7月毕业于大庆石油学院钻井工程专业,目前从事试油工程设计、试油设备改 进、储层改造等工作。 万方数据 油气井测试 2006年6月 人胶联压裂液,施工排量一直稳定在4 m3/min,施 工压力一直升高到84 MPa左右。表明附近没有缝 洞系统,只显示人工裂缝在均质地层中延伸。在往 地层中注第一级胶凝酸的过程中,除了密度差表现 的初期施工压力降外,其它表现是正常的酸岩反应 速度所反映的压力降。从压力降也能看出,地层中 的碳酸岩的含量比较均一,井筒附近没有缝洞发育 层,不能形成较大压降漏斗。在第二级注入胶联压 裂液初期,仍然表现的是人工裂缝在均质延伸的过 程。后期在排量稳定的情况下,有一个压力降的过 程,说明地层渗透性转好。图1是轮南621井井下 电子压力计监测的压裂测试施工压力曲线图。图2 是施工前关井恢复压力的双对数诊断曲线图。从图 2可以看出,地层在关井的后期反映压力下掉,远处 地层物性有所转好。 图2施工前恢复压力的双对数诊断曲线图图3表明了压裂施工时井下压力的变化情况。 从图中可以看出,施工注前置液初期压力较高,在定 排量条件下,压力持续上升,而后出现非常明显的人 工裂缝延伸的过程,表明井周附近无天然裂缝或未 沟通到天然裂缝;而在注前置液舶后期有小幅的压 力降,说明沟通了一定的天然裂缝系统,但这个裂缝 系统很小。注一级胶凝酸的过程中,记录的压力降 表明的是酸岩反应过程;后期记录的15 min压力由 100.97 MPa下降到98.97 MPa,井下压力下降2 MPa,压力扩散较慢,而地面压力记录也显示压力下 降较慢,显示储层物性较差,地面反映与井下反映结 果相符。 h的压力恢复双对数曲线未出现径向流。虽然地面关井存在井筒储 集问题,但总体说,酸压措施未能对储层进行有效的 改造。说明储层整体发育较差,储集空间有限,导致 最后该井共排残液264.62 m3,返排率51.2%。El 产天然气2988 m3。 时间/h 7h的压力恢复双对数曲线从以上对轮南621井现场地面施工压力分析, 结合井下电子压力计记录的压力数据来看,地面施 工压力变化的趋势与井下压力变化的趋势是一致 的。在无法进行地面直读井下压力的情况下,地面 记录的施工压力可以直接做为评判储层物性的定性 工具。 2.轮古39井酸压裂施工分析 2004年9月10日对轮古39井5790.8— 5846.0 m井段进行了两级注入前置液胶凝酸酸压 施工。挤入井筒总液量452.5 m3,其中前置液 236.5 m3,胶凝酸190 in3,顶替液26.3 m3。挤入地 层总液量452.5 m3,其中前置液236.5 189.7m3。本次酸压施工平均排量5.0~5.3 m3, 施工压力为70~87 MPa。施工曲线见图5。 冯广庆等:利用酸化压裂施工曲线分析判断碳酸岩储层特征29 3幂asa.210施工时间 图5轮南39井施工曲线图 从图5可以看出,注酸过程中,第一级胶凝酸的 注入压力高于第二级胶凝酸注人压力。在排量略有 增加的情况下,施工压力下降了3 MPa;第一级前置 液注入过程中,排量为5 m3/min时,施工压力不断 上升,说明所使用的前置液能有效的控制滤失,裂缝 正常延伸。前置液注入过程施工压力的变化,是由 于前置液的摩阻和酸液的摩阻及两种液体的密度差 引起的。消除摩阻和密度差异,从施工压力变化的 总体趋势看,压力总体呈下降趋势,说明储层裂缝发 育,但未沟通大的孑L洞系统。 施工结束后测压降20 min,井底压力下降6 MPa。压力扩散较快,储层滤失较大,说明储层物性 好,裂缝比较发育。但从压力变化情况看,工作液未 能沟通大的孔洞系统。 用4.76 mm油嘴,油压稳定在44.49 MPa,获 得日产24104 m3气,取得了预期的效果。 3.利用施工压力曲线判别储层物性的方法 1.熟悉并了解有关措施井的测录井等相关地质 资料。特别是岩芯的缝洞发育情况、微裂缝的方向、 相隔距离及缝洞的填充物。对碳酸岩来说,填充物 是方解石与填充泥质,就地应力有较大的区别,酸岩 反应残留物也不一样,填充有泥质的灰岩在酸压施 工时会增加工作液在裂缝中流动阻力,生成的酸渣 微粒也会充填部分较为发育的微裂缝,造成施工压 力不降反而增高。 2.在做酸压裂设计之前,取岩芯样品做有关工 作液体的相关性实验,了解液体的滤失性。控制较 低的滤失对准确判断裂缝延伸时周边的岩性有利。 3.做一些有关措施层岩石的力学性质实验,了 解地层应力剖面,预知起缝的位置、方向、起缝形态 4.进行压裂施工设计,利用压裂软件设计时,由于碳酸岩的非均质性强,设计软件本身有缺陷,更大 程度上依赖实验和实践经验。施工时,由于工作液 已经配好,无法更改性能,只能根据施工情况,对其 它方面做部分调整。 5.在施工初始阶段,先用0.8 in3/min排量向井 内注入压裂液20 min左右,直至施工压力出现拐 点,这时能够大致判断出地层的闭合压力;紧接着出 现地层延伸压力。这两个值都是估算值(延伸压力 略大于闭合压力),它们对施工并没有实际意义,但 对判断裂缝起缝的位置很有帮助。如果井筒附近本 身裂缝比较发育,那么就可能不出现闭合压力,只出 现延伸压力,初始阶段可以当作一个小型测试阶段。 6.在初始阶段,可以对地层物性进行初步判断, 对施工方案做一个相应的调整。相同体系的压裂液 尽量按一个比较稳定的排量注入。 7.记录停泵压力降很重要,可以修正闭合压力, 也可以根据压力扩散情况了解地层吸液情况,从而 了解地层的渗透性。 认识及结论 1.如果在施工压力上反映的是跳跃,压力起伏 较大,井周附近可能存在溶洞型的储层。 2.如果起始阶段施工压力上反映的没有闭合压 力,裂缝延伸压力平稳上升,压力较快抬升,可能在 井周附近存在裂缝,到达裂缝系统边缘重新起缝,起 缝点为自然缝且未被填充。 3.在施工压力上反映的是阶段性压力降,停泵 压力为地层压力,没有压力降,可能沟通较大的缝洞 系统。 4.在施工压力上反映起始阶段有闭合压力,但 延伸压力较高,净压力持续增高,井周附近可能没有 裂缝或天然缝被填充物填充。 本文收稿日期:2004—12—29 修改稿返回日期:2006—05—18编辑:王军 万方数据