镇泾油田红河12P40 与HH12P142水平井压窜技术分析

马文武(1.中石化华北油气分公司采油气工程服务中心；2.中石化华北油气分公司第一采油厂)

镇泾油田红河12P40 与HH12P142水平井压窜技术分析

马文武1，2(1.中石化华北油气分公司采油气工程服务中心；2.中石化华北油气分公司第一采油厂)

鄂尔多斯盆地镇泾油田红河区块水平井开采原油试验取得一定成效并在该区域广泛推广水平井钻井技术，该技术在红河区块开发钻采过程中，部分水平井在压裂环节总是会出现压窜现象，通过压窜事故追本溯源以结合大量的岩心观察、比对，现场录取资料、压窜井距等多项因素分析，而区块的地层孔隙结构、裂缝发育方向等也是影响钻采开发的因素之一，综合分析得出一些认识，以红河油田延长组长8层为例，水平井开发主要存在裂缝发育区，压裂期间压力过大可能致其压窜。

鄂尔多斯盆地;镇泾油田;红河油田;水平井;水平井压窜

鄂尔多斯盆地地质构造是我国大型含油气致密性砂岩盆地，该盆地勘探领域广阔、烃源岩发育、开发潜力大，根据第三次全国油气资源评价结果，盆地内石油总资源量85.88×108t，目前累计探明石油储量超过40×108t，年产原油3×107t，具有很高的开采价值；红河油田在区域构造上位于鄂尔多斯盆地西缘天环坳陷南端镇泾区块的中部，是油气勘探重要的区块，其目的层主要在三叠系延长组，而延长组长8油层中长81是红河油田最重要的产油层。(图1)

1 岩性构造

在镇泾红河区域打钻探井，通过从盆地延长组地层中钻探取心，将该组地层岩心做镜下显微观察鉴定，其延长组岩性主要为灰绿色、褐灰色(油迹～油斑)细粒长石砂岩、绿灰色粗粉砂岩、灰色砂质泥岩、灰黑色泥岩呈互层多旋回叠加；而延长组又分多项层其中以长8标志层和岩性(油迹～油斑)层为主，长8厚度约120～140m左右，岩性为浅灰绿色中、细砂岩和深灰、灰黑色泥岩呈不等厚互层，是具有油气的油藏层。(图2)

2 孔隙结构

红河油田长8储集层岩石的孔隙结构不仅对油气渗透、储量，而且对油气井产能和最终采收率都有影响，根据以往开发试验井与资料分析得出孔隙结构是否优质可用其参数来表面证实，并可将其数据运用于油气开发；通过对长8层构造研究分析，其储层砂岩类型以长石砂岩为主，为近源沉积体系，是典型的低孔低渗储集岩(在开采过程中需要超高压压裂)，在其油层组内不同小层储物性好，局部发育含油富集区。对长8砂岩薄片储集空间孔隙组合鉴定，长81层中6口油井的12块样品做的镜片统计：储集区主要由粒间孔、长石溶孔、碎屑溶孔构成，粒间孔平均为1.8%，长石溶孔1.10%，岩屑溶孔占0.19%；长82层中5口井的11块样品所做的薄片统计，其储集空间主要由粒间孔、长石溶孔、岩屑溶孔构成，粒间孔平均为1.25%，长石溶孔0.24%，岩屑溶孔占0.05%，长81、82主要孔隙类型都是粒间孔和溶蚀孔。在长8砂岩毛管压力特征、毛管压力曲线形态所做的试验，经分析可分三种类型：低排驱压力—粗喉道型、中排驱压力—中喉道型和高排驱压力—细喉道型，在砂岩储层中，中、高渗透储层的渗透率主要由大的喉道所贡献，而低渗透和特低渗透储层的渗透率主要由小的喉道组成。长8储层属特低渗油层，流体在低渗透和特低渗透储层中阻力较大，造成原油开采困难，需压裂酸化等技术性改造。

图1 镇泾油田长8层岩性油藏分布

3 压裂数据

利用高压泵组(压裂车组)，将压裂液用超过油层吸收能力的排量泵入井中，井底附近憋起的高压超过井壁附近的地应力及岩石的抗张强度时，在油层中形成裂缝，携砂液将支撑剂挤入裂缝中，支撑剂沿裂缝均匀排列分布，从而大大改善油层的渗透性，增加油层的导流能力，减少油流阻力，可恢复或者提高油井的生产力，压裂过程中根据地层性质与设计的施工压力作为依据显得尤为关键，HH12P40井在水平段钻遇砂岩548m，占水平段总长度的94.9%，根据水平段的长度压裂酸化会分成几段实施，每段压裂压力根据地层特性及其周围井井距制定相应的施工压力；录井显示油斑13层累计视厚394m，油迹5层，累计视厚109.0m，荧光2层，累计视厚45m，2012年该井进行分段压裂改造，施工排量2.5～3.0m³/min，施工泵压16-31MPa，破裂压力最高达到31MPa，入地总液量1157m³，单层加砂量14.7～34.1m³，总加砂量180.7m³，压裂后油井每天自喷油上百吨，说明压裂起到显著效果；HH12P142井水平段钻遇砂岩596m，占水平段总长度99.3%，录井显示油迹9层厚度等约304m，荧光10层多，累计厚度292m左右，从压裂施工曲线图可以明显的看出压裂进程，高泵加压达到预期效果，但监测数据显示两井被压窜，经压裂资料推断此次压窜很可能受高泵压和井间裂缝发育影响。

图2 长石砂岩(正交偏光×80)

4 井位间距

图3 水平井进尺

相对于直井，水平井至少有三个明显的优势：①储积岩暴露面积增大；②分散储层的横向连接能力；③变化的泄油几何特征。把长8层几口邻近的水平井井距数据作对比分析后，经计算HH12P142与HH12P40井的垂直深度仅相差83m，HH12P142井在钻井及压裂过程中，邻近井均已投产，并且HH12P142井A靶点距HH12P40井最近处为190m，同比其他井距为最小，在暴露面积增大及储层横向连接延伸过程中压裂存在压窜的风险。

5 裂缝发育

岩性对天然裂缝的控制主要体现在岩石中的矿物成分、结构和构造的差异性对岩石抵抗外力破坏性质的影响上，长8层岩性主要以细粒砂岩、灰色粉砂岩和砂质泥岩为主，与泥岩相比，砂岩可塑性成分含量更低，容易破裂形成裂缝，裂缝是低渗透储集层中油气重要的渗流通道和有效储集空间，并控制着低渗透储集层中油气的渗流系统及油气分布。在裂缝发育区多为累计产液量大、产油量高、含水率低的生产井，红河12P40井经过完钻压裂试喷日产百吨，含水率极低；红河12P142井压裂后每日自喷达到60～100m³液，但导致HH12P40井含水率急剧上升高达百分之九十几，其他井均未受影响，推断两口井之间有裂缝。

6 结语

红河12P142和HH12P40井压窜原因分析：①红河12P40井压裂段位于延长组长8裂缝段，HH12P40水平井压裂过程中裂缝横剖面增加延伸，红河12P142水平井压裂情况同上，两口井延伸段重合造成窜井，另一方面反应此段裂缝比较发育。②红河12P142井A靶点与HH12P40井井距较近，水平段距离仅为190m，因两口井间距较近，高泵压井可能致其压窜，长8层虽为低孔低渗油气藏，但在高泵压下会通过层理结构将其剖面撑开以致延伸使井压窜，另外可判断两口井间无断层。

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马文武(1990- )，男，湖北襄阳人，中国地质大学(武汉)学士学位，石油工程。