松南火山岩储层压裂改造关键技术

张丽蓉 张胜 陈安波

【摘要】火山岩储层致密、低孔、低渗、连通性差，微裂缝发育，油气藏自然产量较低，开采困难，因此很多该类型油气藏需要通过改造才能使油气藏高效开采。火山岩储层压裂技术和常规沉积岩储层压裂技术有所不同。本文阐述了松南火山岩储层特点、火山岩储层压裂存在的主要难点、松南火山岩储层压裂采取的关键技术。

【关键词】火山岩 压裂 难点 关键技术

松南火山岩气藏地处松辽盆地南部，面积达7240km²，主要分布在白垩系，天然气资源量2430×108m³。松南火山岩气藏主要分布在十屋地区、腰英台地区和东岭地区。腰英台气田是松南火山岩气藏的主力区块，已探明地质储量537×108m³。

火山岩地层是一种脆性地层，延展性很小，其地层致密、低孔、低渗、连通性差，微裂缝发育，气藏产量较低，开采困难，因此很多该类型气藏需要通过改造技术才能使油气藏高效开采。由于火山岩构造复杂，增产改造难度极大。

1 松南火山岩气藏储层特征

2 松南火山岩储层改造难点分析

2.1 火山岩裂缝起裂和延伸规律复杂

火山岩储层属双重介质，脆性比较强，延展性很小，发育大量天然裂縫和熔孔，其力学性质和砂岩油气藏差别很大，压裂时多裂缝破裂与延伸，与砂岩有根本的不同，主要表现在模拟的压力特征与实际施工压力变化特征有很大区别，其起裂和延伸规律认识不清楚，因此无法优化出有针对其复杂特点的压裂施工方案。

2.2 火山岩储层岩相变化快，岩石力学性质差异大

长岭断陷火山岩喷发模式分为中心式喷发和裂隙式喷发两种类型，一种是 以酸性熔岩为主的中心式喷发模式 ，一种是以中基性熔岩流为主的裂隙式喷发模式不同的喷发模式导致岩性、岩相的分布模式不相同。

松南火山岩还呈现出多期次多旋回的特征，长岭断陷深层火山岩喷发可以分为三个大的期次，包括火石岭期、沙河子期和营城期，其中火石岭和营城期是火山活动强烈期，而沙河子期属于火山活动间歇期。根据火山岩地震反射特征，腰英台地区营城组火山岩喷发可以大致划分为3个旋回。

从营城组火山岩相平面分布图中可以看出，本区岩相以溢流相为主，爆发相次之，火山通道相最少。平面上相序以火山通道相-溢流相为主，火山通道相-爆发相/火山沉积相次之。岩相展布方向为近南北向，受南北向断裂控制。

火山体相互叠置见（图1），且岩性多样，依据钻井岩心及岩屑统计，松辽盆地南部火山岩类别主要分为流纹岩、凝灰岩、玄武岩、安山岩、火山角砾岩、侵入岩。

不同区域的不同井层岩石力学性质差别很大，杨氏模量1.643×1 04～5.885×104MPa，柏松比0.18～0.32，松南火山岩岩山力学性质比较复杂，不同火山区域差别比较大。杨氏模量（E）越大，破裂压力和施工压力越高，裂缝宽度越小。

3 松南火山岩气藏压裂关键技术

通过对火山岩储层分析评价表明：火山岩岩性致密，喉道狭窄，低孔低渗储层。裂缝普遍发育，提高了储集性能。压裂液伤害重点是裂缝伤害。 颗粒堵塞是裂缝伤害的主要因素，因此水力压裂作业中储层保护的重点是防止颗粒的侵入。

根据颗粒在孔喉中堆积相关原则，支撑剂喉道约为其直径的1/7，水不溶物与残渣粒径控制不高于10μm。压裂液中水不溶物与残渣来源：稠化剂、配液用水、各种添加剂、支撑剂、配液储液设备以及施工设备，实验分析稠化剂是不溶物与残渣的主要来源。

4 现场应用

松南气田是典型的火山岩气藏，微裂缝发育，压裂改造时压裂液滤失严重，压裂改造初期的8口井，压裂施工成功率仅为43%。通过系统压裂技术措施研究，应用上述关键技术，实施13口井，压裂成功率已达93%（见表2）。

5 结论与建议

5.1 结论

（1）火山岩油气藏具有埋藏深、渗透低、岩石致密，储集空间复杂等特点，必须进行压裂才能高效开发。

（2）由于火山岩构造复杂，增产改造难度极大，属于世界级难题。

（3）针对火山岩储层压裂的难点，形成了比较完整的压裂工艺技术体系，从压裂液体系、压裂设计优化、小型压裂测试、二元复合降滤、多裂缝控制等方面进行了系统研究，取得了明显的现场应用效果。

5.2 建议

（1）开展网络酸化技术试验，网络裂缝酸化技术是针对天然裂缝发育、连通性好、微裂缝被方解石充填，加砂压裂难以进行的情况下，通过酸蚀裂缝实现裂缝网络的连通。

（2）网络酸化+缝网加砂复合技术，在既有方解石充填，又具备部分加砂条件时，可近井加砂，远井酸化、酸压，在地层中形成更远的裂缝网络。

（3）建立松南火山岩气藏岩石力学数据库，松南火山岩气藏分布面积大、岩相变化快、岩性变化大，储集体类型多样，并且储集体是不连续的。建议集成地球物理解释、气藏精细描述、测录井资料、室内实验等建立松南气藏不同区域、层位、相段的岩性岩相数据库，为钻井、完井、改造以及后期的开发服务。

参考文献

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