川西致密砂巖氣藏增產(chǎn)技術(shù)

內(nèi)容概要

川西致密砂巖氣藏增產(chǎn)技術(shù)介紹了川西致密砂巖氣藏儲(chǔ)層工程地質(zhì)特征、滲流特征和壓裂傷害機(jī)理，低傷害壓裂液體系，壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，大型壓裂、多層分層壓裂、水平井分級(jí)分段壓裂、超高壓壓裂等特色工藝，把“壓得開、進(jìn)得去、撐得起、出得來、排得盡、穩(wěn)得住”的川西致密砂巖氣藏儲(chǔ)層改造技術(shù)精髓體現(xiàn)得淋漓盡致，理論與實(shí)踐結(jié)合，可操作性強(qiáng)。
川西致密砂巖氣藏增產(chǎn)技術(shù)可供從事常規(guī)和非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)的科研人員、工程技術(shù)人員參考，也可作為石油院校師生的教學(xué)參考用書。

書籍目錄

序前言第一章 川西致密砂巖氣藏特征與增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié) 工程地質(zhì)背景和特征一、工程地質(zhì)背景二、工程地質(zhì)特征第二節(jié) 滲流特征一、產(chǎn)氣率、產(chǎn)水率與含氣飽和度、含水飽和度關(guān)系二、巖心應(yīng)力敏感特性三、近井地層水鎖效應(yīng)四、啟動(dòng)壓力梯度及可流動(dòng)含水飽和度測(cè)試第三節(jié) 壓裂傷害機(jī)理及其實(shí)驗(yàn)分析一、傷害機(jī)理定量模擬二、壓裂液固體物傷害三、壓裂液水鎖傷害四、壓裂液返排傷害實(shí)驗(yàn)分析五、壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)傷害機(jī)理實(shí)驗(yàn)分析第四節(jié) 儲(chǔ)層改造難點(diǎn)與增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)一、致密砂巖氣藏儲(chǔ)層改造難點(diǎn)二、致密砂巖儲(chǔ)層增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)第二章 壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)第一節(jié) 低傷害壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)一、低傷害壓裂基本理論二、壓裂材料的選擇原則三、壓裂方案的優(yōu)化第二節(jié) 測(cè)試壓裂與壓裂設(shè)計(jì)一、測(cè)試壓裂技術(shù)二、壓裂施工設(shè)計(jì)第三章 低傷害壓裂材料第一節(jié) 壓裂液一、壓裂液概述二、壓裂液添加劑三、壓裂液優(yōu)化技術(shù)四、低傷害壓裂液體系第二節(jié) 支撐劑一、支撐劑類型二、支撐劑物理性能三、支撐劑導(dǎo)流能力四、支撐劑優(yōu)選第四章 淺層、中深層侏羅系儲(chǔ)層壓裂工藝第一節(jié) 大型壓裂技術(shù)一、大型壓裂的必要性與可行性二、大型壓裂工藝三、應(yīng)用效果第二節(jié) 多層壓裂技術(shù)一、多層分層壓裂必要性和可行性二、多層分層壓裂工藝三、應(yīng)用效果第三節(jié) 斜井壓裂技術(shù)一、斜井壓裂的特點(diǎn)二、斜井壓裂工藝三、應(yīng)用效果第四節(jié) 水平井壓裂技術(shù)一、水平井壓裂的必要性二、水平井壓裂裂縫優(yōu)化三、水平井分段壓裂工藝四、水平井壓裂工藝配套技術(shù)五、應(yīng)用效果第五節(jié) 高效返排配套工藝一、高效返排措施二、應(yīng)用效果第五章 深層、超深層須家河組儲(chǔ)層改造工藝第一節(jié) 高破裂壓力儲(chǔ)層改造工藝一、地應(yīng)力剖面分析及破裂壓力預(yù)測(cè)二、異常高破裂壓力成因及對(duì)策三、高應(yīng)力儲(chǔ)層復(fù)合改造工藝第二節(jié) 超高壓大型加砂壓裂工藝一、超高壓壓裂井口裝置與壓裂設(shè)備二、超高壓壓裂關(guān)鍵技術(shù)三、超高壓壓裂技術(shù)關(guān)鍵四、超高壓壓裂應(yīng)用實(shí)例第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)裂縫酸化工藝一、大型網(wǎng)絡(luò)裂縫酸壓工藝適用條件二、大型網(wǎng)絡(luò)裂縫酸壓酸液體系研究三、大型網(wǎng)絡(luò)裂縫酸壓應(yīng)用實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第一章 川西致密砂巖氣藏特征與增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)川西氣田地質(zhì)背景復(fù)雜，賦存的淺層蓬萊鎮(zhèn)組透鏡狀近致密砂巖氣藏、中深層沙溪廟組似層狀致密砂巖氣藏、深層超深層須家河組層狀塊狀超致密砂巖氣藏的工程地質(zhì)特征、天然氣滲流特征、水力壓裂傷害機(jī)理特殊，對(duì)儲(chǔ)層增產(chǎn)技術(shù)有“壓得開、進(jìn)得去、撐得起、出得來、排得盡、穩(wěn)得住”的高要求，需要采用低傷害壓裂液體系和大型壓裂工藝、多層分層壓裂工藝、水平井分段壓裂工藝、超高壓壓裂工藝等增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)川西致密砂巖氣藏的規(guī)?？碧介_發(fā)。第一節(jié) 工程地質(zhì)背景和特征一、工程地質(zhì)背景川西拗陷是四川盆地西部晚三疊世以來形成的前陸盆地，北接西秦嶺褶皺帶，西以龍門山斷裂帶為界，南接峨眉、瓦山斷塊，東與川中隆起平緩相接。主要經(jīng)歷了印支、燕山、喜馬拉雅三大構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，特別受西側(cè)龍門山推覆帶的影響，形成了眾多的壓性、壓剪性斷裂。川西拗陷劃分為三個(gè)構(gòu)造帶，即龍門山前陸沖斷帶、川西前陸拗陷帶、龍泉山前陸隆起帶。由于這三大構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)該區(qū)的作用強(qiáng)烈程度、方向不同，形成了一系列不同方向和規(guī)模的逆斷層，特別是延伸較長(zhǎng)、規(guī)模較大、對(duì)區(qū)域構(gòu)造具有控制作用的大斷裂。整個(gè)中、新生代，在區(qū)域上升的背景下，川西拗陷一直是四川盆地中相對(duì)明顯的沉降部分：上三疊統(tǒng)在地臺(tái)上為退覆沉積；侏羅系為河、湖相；白堊系與古近系既見巨厚的風(fēng)成砂體，也有含鹽沉積；第四系主要為沖積洪積砂礫層；現(xiàn)今地表為白堊系、古近系、新近系和第四系覆蓋。川西拗陷陸相地層經(jīng)歷早印支運(yùn)動(dòng)、安縣運(yùn)動(dòng)、晚印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)、喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)生了早期圈閉規(guī)模成藏、盆地定型圈閉規(guī)模成藏、構(gòu)造復(fù)合破裂運(yùn)移次生成藏、SN向斷裂破壞油藏四次成藏變化，具有上三疊統(tǒng)須家河組（T3x）五段與下侏羅統(tǒng)（J1）角度不整合界面、千佛崖組（J2q）與沙溪廟組（J2x+J2s）角度不整合界面、遂寧組（J3sn）與蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）平行不整合界面、蓬萊鎮(zhèn)組與劍門關(guān)組（K1j）平行不整合界面等九個(gè)運(yùn)動(dòng)界面，以及中上三疊統(tǒng)、中下侏羅統(tǒng)上侏羅統(tǒng)遂寧組、上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組白堊系、新近系第四系四個(gè)構(gòu)造層，地質(zhì)背景復(fù)雜（郭正吾，1996；郭新江等，2012）（圖1.1、表1.1）。二、工程地質(zhì)特征（一）含氣地質(zhì)特征復(fù)雜多樣1.滿盆富砂、滿拗含氣、氣田連片分布四川盆地滿盆富砂、川西拗陷滿拗含氣、川西拗陷中段氣田連片分布，目前已發(fā)現(xiàn)了新場(chǎng)、馬井、洛帶、新都、東泰、合興場(chǎng)、孝泉等大、中、小型氣田以及大邑、豐谷等含氣構(gòu)造（圖1.2）。2.縱向含氣層位多、深度跨度大川西氣田縱向含氣層位多、深度跨度大（圖1.3）。以新場(chǎng)氣田為例，自上而下在下白堊統(tǒng)劍門關(guān)組，侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組、沙溪廟組、千佛崖組、白田壩組，上三疊統(tǒng)須家河組等7個(gè)層位50余套砂組均有天然氣分布；主力氣藏為淺層蓬萊鎮(zhèn)組氣藏、中深層沙溪廟組氣藏、深層須家河組氣藏，埋深從200m到5300m，跨度可達(dá)5100m。各砂層縱向呈串珠狀疊置，平面上呈塊狀或帶狀展布，具備優(yōu)越的立體開發(fā)條件。3.縱向儲(chǔ)層物性差異大、橫向非均質(zhì)性強(qiáng)儲(chǔ)層巖性以中細(xì)砂巖為主，粗粉砂巖、礫巖次之?？v向儲(chǔ)層物性存在由淺往深呈常規(guī)―近致密―致密―極致密的變化趨勢(shì)。白堊系、蓬萊鎮(zhèn)組屬中低孔、常規(guī)近常規(guī)儲(chǔ)層，孔隙度平均大于10%、滲透率平均大于1×10-3mm2；遂寧組、沙溪廟組、千佛崖組、須四段上部?jī)?chǔ)層屬中特低孔、近致密致密儲(chǔ)層，孔隙度一般為5%~10%、滲透率一般為0.1×10-3~1×10-3mm2；須四下亞段儲(chǔ)層、須二段儲(chǔ)層屬特低孔、致密超致密儲(chǔ)層，孔隙度一般為2%~4%、滲透率為0.001×10-3~0.1×10-3mm2。由于成巖作用及沉積微相的差異，儲(chǔ)層物性橫向非均性強(qiáng)，平面上存在相對(duì)高滲帶不均勻分布的特征。4.儲(chǔ)集類型多樣儲(chǔ)集類型既有孔隙型儲(chǔ)層，也有裂縫型儲(chǔ)層；同時(shí)還有裂縫孔隙型儲(chǔ)層和孔隙裂縫型儲(chǔ)層。以新場(chǎng)氣田為例，中淺層以孔隙型儲(chǔ)層為主，裂縫孔隙型儲(chǔ)層次之，少數(shù)為裂縫型儲(chǔ)層；深層須四段氣藏以孔隙型為主，裂縫型和裂縫孔隙型次之；超深層須二段氣藏以裂縫孔隙型為主，裂縫型和孔隙型次之。5.縱橫向儲(chǔ)層敏感性特征存在差異堿敏性：洛帶氣田蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組及新場(chǎng)氣田須四、須二段表現(xiàn)為無―弱―中，合興場(chǎng)氣田、馬井氣田蓬萊鎮(zhèn)組、新都?xì)馓锼鞂幗M、新場(chǎng)氣田沙溪廟組表現(xiàn)為中等，新場(chǎng)氣田蓬萊鎮(zhèn)組、千佛崖組和大邑構(gòu)造須三、須二段表現(xiàn)為中―強(qiáng)。水敏性：馬井氣田蓬萊鎮(zhèn)組、洛帶氣田遂寧組、新場(chǎng)氣田須二段表現(xiàn)為無―弱―中偏弱，其余氣田（含氣構(gòu)造）層位表現(xiàn)為中―強(qiáng)。速敏性：蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組、沙溪廟組及新場(chǎng)氣田須二段均表現(xiàn)為無―弱―中，新場(chǎng)氣田千佛崖組、須四段及大邑構(gòu)造須三、須二段表現(xiàn)為中―強(qiáng)。酸敏性：洛帶、新都?xì)馓锼鞂幗M和新場(chǎng)氣田須四、須二段表現(xiàn)為無―弱，馬井、洛帶氣田蓬萊鎮(zhèn)組表現(xiàn)為弱―中偏強(qiáng)，合興場(chǎng)、新場(chǎng)氣田蓬萊鎮(zhèn)組、新場(chǎng)氣田沙溪廟組、千佛崖組及大邑構(gòu)造須三、須二段表現(xiàn)為中―極強(qiáng)。圖1.3 新場(chǎng)氣田氣藏分布情況鹽敏性：馬井、合興場(chǎng)氣田蓬萊鎮(zhèn)組、洛帶氣田蓬萊鎮(zhèn)組和遂寧組、新場(chǎng)氣田須四、須二段表現(xiàn)為無―弱―中，新場(chǎng)氣田沙溪廟組表現(xiàn)為中等，新都?xì)馓锱钊R鎮(zhèn)組表現(xiàn)為強(qiáng)。應(yīng)力敏感性：新場(chǎng)氣田千佛崖組、須四、須二段及大邑構(gòu)造須三、須二段儲(chǔ)層表現(xiàn)為中―強(qiáng)，其余氣田（含氣構(gòu)造）層位均表現(xiàn)為較弱。6.縱向儲(chǔ)層地溫差異大氣藏縱向深度跨度大，導(dǎo)致淺、中、深層地溫差異大。淺層白堊系、蓬萊鎮(zhèn)組氣藏地溫約為25~57℃，中深層遂寧組、沙溪廟組、千佛崖組、白田壩組氣藏地溫為47~85℃，深層須家河組氣藏地溫為85~140℃。7.縱向地層水水型多樣、礦化度差異大縱向地層水水型多樣，包含Na2SO4、NaHSO4、CaCl2水型；其中以CaCl2水型為主體的氣藏居多，僅新場(chǎng)氣田蓬萊鎮(zhèn)組、洛帶氣田遂寧組氣藏以Na2SO4水型為主，NaHSO4、CaCl2水型次之。地層水礦化度差異較大，從淺至深，地層水礦化度為0.1~116g／L，深層較中淺層礦化度偏高，各氣藏內(nèi)部礦化度也存在較大差異。8.氣藏類型多樣氣藏類型主體存在兩種：層狀、塊狀砂巖有水氣藏和透鏡狀、似層狀砂巖無水氣藏。中淺層多屬無邊底水彈性氣驅(qū)透鏡狀、似層狀砂巖氣藏，開采中多數(shù)井不產(chǎn)水或產(chǎn)少量地層水（主要是殘余地層水）；深層須家河組多屬層狀、塊狀砂巖有水氣藏，新場(chǎng)氣田須二段氣藏屬層狀砂巖邊水氣藏、合興場(chǎng)氣田須二段氣藏屬塊狀砂巖底水氣藏。9.沉積特征、儲(chǔ)層特征、開采特征復(fù)雜具有多物源、近物源、礦物及其結(jié)構(gòu)成熟度低和沉積相帶變化快等沉積特征；具有非均質(zhì)、泥質(zhì)含量高、低孔滲、高毛管壓力、高含水飽和度等儲(chǔ)層特征；具有縱向多層疊置儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡、存在啟動(dòng)壓力梯度、滲流規(guī)律不遵循達(dá)西定律、異常高壓彈性能量小、產(chǎn)量和壓力下降快、穩(wěn)產(chǎn)期末產(chǎn)出程度低，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育是穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)、天然裂縫發(fā)育是高產(chǎn)的關(guān)鍵、天然裂縫不發(fā)育的氣井自然產(chǎn)能低依靠壓裂改造投產(chǎn)才具備工業(yè)開采價(jià)值等開采特征。（二）巖石力學(xué)參數(shù)特征差異大由于埋藏深度跨度大、巖石致密化程度不同、巖石礦物組分、膠結(jié)成分、結(jié)構(gòu)面差異及地下溫度、壓力、天然裂縫等多種因素影響，巖石力學(xué)參數(shù)縱橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，存在較大特征差異。1.抗張強(qiáng)度抗張強(qiáng)度一般為2~10MPa，須四段以淺儲(chǔ)層平均在6MPa左右，須二段儲(chǔ)層較大，平均在9MPa左右。2.抗壓強(qiáng)度地層條件下干巖樣測(cè)定表明，新場(chǎng)、馬井氣田蓬萊鎮(zhèn)組砂巖抗壓強(qiáng)度為55~156MPa，新都?xì)馓锼鞂幗M砂巖為256MPa，新場(chǎng)氣田沙溪廟組砂巖為114~329MPa、泥巖為61~219MPa，新場(chǎng)氣田須家河組砂巖為108~392MPa、泥巖為100~300MPa；飽和水地層條件下測(cè)定，大邑構(gòu)造須家河組砂巖為176~575MPa、泥巖為64~248MPa。由于巖石類型、巖石組構(gòu)、實(shí)驗(yàn)溫度、圍壓條件等差異，同地區(qū)同層位同巖類間抗壓強(qiáng)度值均存在較大差異；相對(duì)而言，須家河組砂巖三軸抗壓強(qiáng)度最高，遂寧組砂巖次之，其余層位、巖類相對(duì)較低。

編輯推薦

《川西致密砂巖氣藏增產(chǎn)技術(shù)(精)》由楊克明、王世澤、郭新江、任山和劉林著。為高效開發(fā)川西致密砂巖氣藏，該書作者研究建立了有效、適用的壓裂系列配套技術(shù)：研制開發(fā)了低傷害壓裂液、線性自生熱泡沫壓裂液、超低稠化劑壓裂液和高溫壓裂液等低傷害壓裂液體系，形成和完善了大型壓裂工藝、多層分層壓裂工藝、水平井分級(jí)分段壓裂工藝、超高壓壓裂工藝等特色工藝和定向射孔、酸化、燃爆誘導(dǎo)壓裂等高應(yīng)力儲(chǔ)層降低破裂壓力預(yù)處理技術(shù)以及裂縫網(wǎng)絡(luò)酸化解堵技術(shù)，應(yīng)用效果顯著，創(chuàng)造了多個(gè)全國(guó)壓裂紀(jì)錄和世界致密砂巖氣藏壓裂紀(jì)錄。

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