水力喷射径向射孔技术在白马庙气田蓬莱镇组气藏储层适应条件评价

2016-03-30杨渊宇王军程方敏刘柏王鲜张文娟

天然气勘探与开发 2016年1期

关键词：修井蓬莱射孔

杨渊宇王　军程方敏刘　柏王　鲜张文娟

（1.中国石油西南油气田分公司川西北气矿　2.成都理工大学）

水力喷射径向射孔技术在白马庙气田蓬莱镇组气藏储层适应条件评价

杨渊宇1，2王军1程方敏1刘柏1王鲜1张文娟1

（1.中国石油西南油气田分公司川西北气矿2.成都理工大学）

摘要水力喷射径向射孔技术是一种新的油气田增产及完井技术，它可改善储层渗流环境，突破近井储层污染带，连通远井地带未动用储层与井筒、扩大气井泄流面积，改善气田开发效果。白马庙蓬莱镇组气藏储层物性差，渗透率低、裂缝不发育、含水饱和度高，非均质性强，储量动用难度大，气藏于2001年投入正式试采，目前已进入开发中后期，开采程度仅为5.6%，为提高蓬莱镇气藏采收率，增加了如泡沫排水、增压机和柱塞气举等工艺措施进行辅助开采，但是，这些工艺措施不能够从根本上改善储层条件，增大渗流面积，为此，在气藏开展了水力喷射径向射孔技术的应用，针对该项技术在现场的应用情况进行分析研究，从地质上评价水力喷射径向射孔技术在白马庙气田蓬莱镇组气藏的储层适应条件，为该技术在白马庙浅层气藏的推广应用奠定基础。图7表4参8

关键词水力喷射径向射孔蓬莱镇气藏白马庙气田适应条件

0　引言

白马庙蓬莱镇气藏于2001年投入正式试采，截止2014年底，该气藏共计钻井112口，现阶段生产气井86口，累计产气量2.81×108m3，2006年通过复核蓬莱镇气藏一、二类储量，由于具有较好的可采性，平均采收率可取50%，计算出可采储量较高，具有经济效益[1]，现阶段开采程度仅为5.6%，具有较大的挖潜能力。由于该气藏为低产、低渗的气水同产气藏，所以在快速进入开采中后期后，增加了如泡沫排水、增压机和柱塞气举等工艺措施进行辅助开采[2]。但是，这些工艺措施不能够从根本上改善储层条件，增大渗流面积。为提高蓬莱镇气藏采收率，选取了BQ63 和BQ102井进行水力喷射径向射孔，根据修井后情况来看，仅BQ63井成功复产，所以需要对BQ63井和BQ102井地质情况进行对比分析，评价该技术在蓬莱镇气藏的储层适用条件。

1　白马庙蓬莱镇气藏地质背景

白马庙蓬莱镇气藏构造位置为龙门山断褶构造带南段山前隐伏带之成都低缓构造带大兴鼻状隆起之上的局部构造高点[3]，从白垩系底部构造图可以看出（图1），其表现为构造轴向为北北东向的背斜。长轴14.5 km、短轴6.0 km。以-120m为最低闭合线，其幅度为180 m，闭合面积为69.25 km2。

图1　白马庙构造白垩系底构造图

白马庙蓬莱镇组气藏储层物性差，表现为特低渗透、裂缝不发育、含水饱和度高、非均质性强、动用难度大。为从各井生产情况来看，蓬莱镇气藏单井具有低渗气藏典型的生产特征，总体表现为生产初期产量大、出水少，递减期出水多、递减快，稳产期时间长、产量低。

2　水力喷射径向射孔技术简介

水力喷射径向射孔施工原理是先用小钻头在油层部位的套管上开20 mm的窗口，然后使用19 mm连续油管连接带喷嘴的12.7 mm软管，借助高压射流的水力破岩作用在油层中的不同方向上钻出多个(直径40～50 mm、长达100 m左右)小井眼[4-6]。其针对气田主要作用为：①改善均质和非均质油气层渗流通道，有效的提高运移效率；②有效连通透镜体油气藏及岩性油气藏；③有效穿透近井污染带，有效盘活老井、老层。优势是：清理近井污染物、控制层间动用、沟通远储、增加原有储层渗透能力[7-8]。

3　现场试验情况及效果分析

2013～2014年选取了BQ63和BQ102井进行水力喷射径向射孔，主要利用该技术对老层进行改造，增大其渗流面积，同时BQ63井也希望利用该技术沟通其南、北方向的有利储层，根据修井后情况来看，仅BQ63井成功复产，现对2口井的现场试验情况及效果进行分析。

3.1BQ63井

BQ63井是大兴潜伏鼻状构造侏罗系蓬莱镇组顶界构造东南翼的一口评价井，以蓬莱镇组为目的层，直井，完钻井深1400 m，射孔完井。

2002年4月以1.53×104m3/d投产，2003年5月气产量下降至0.8×104m3/d左右（图2），日产地层产水1～2m3，由于排水措施未及时跟上，井筒快速水淹停产，2006年以后未生产，修井前累计产气676.33×104m3、产水398 m3，水气比5.8 m3/105m3,偏小，液面823 m，地层压力7.7 MPa。

图2　BQ63井修井前生产曲线

（1）修井依据

通过测井解释可知（表1），BQ63井在蓬莱镇组储层段，解释有一套气层（978.3～983.1 m），总厚度4.8 m，孔隙度为11.42%，同时，在960.4～966.6 m有一段致密砂岩层。2000年12日～2001年1月，通过对上述两段射孔后加砂试油，测试产气6.042×104m3/d。以上测井解释和试油数据说明该井还是具有一定开发潜力，由于低渗透率的储层特征决定了蓬莱镇气藏井控面积小、远储难以动用的特点，需要对储层进行改造，增大其渗流面积。

表1　BQ63井测井解释数据

同时从三幅不同时间段的蓬Ⅳ段地震属性图（图3）上可以看出，在BQ63井南、北方向，各分布有北东-南西向展布的蓬-Ⅳ②砂体，可以针对该情况利用水力喷射径向射孔技术沟通该井周围未动用储层。

单井压降计算可采储量为1371.067×104m3，剩余可采储量694.7367×104m3，具有修井作业产能基础。

图3　蓬-Ⅴ底向下40 ms、蓬-Ⅳ底向上40 ms、蓬-Ⅴ底向下70 ms地震属性图

（2）BQ63井修井后生产情况及储量预测

从采气曲线可以看出（图4），该井通过水力喷射径向射孔成功恢复了产能，且在合理的生产制度下，该井能够连续生产。

图4　bq63井修井后采气曲线

在气井中，对修井成功与否的判断，其中一个重要指标就是对动态储量的预测。根据蓬莱镇气藏低压、低渗特征以及该井生产时间不长且没有明显递减趋势的现象，决定选择压降法对该井进行动态储量预测。

BQ63井由于没用进行过测压或试井作业，所以无法取得真实的地层压降，在此选用2014年2月19日开井前最大油压7.2 MPa，和2015年3月12日～18日最大关井油压4.2 MPa计算（图5）。

图5　压降法计算BQ63井动态储量

由图5可知，BQ63井通过水力喷射径向射孔技术后，获得了较高的可采储量，与修井前预测储量基本吻合，说明水力喷射径向射孔技术增加了该井储层渗流面积，使不可动用储量变为可动用储量，成功恢复产能。但是其可采储量没有超过预测量，推断该技术并未沟通南、北方向远储。

3.2 BQ102井

BQ102井位于大兴潜伏鼻状构造蓬莱镇组顶界构造南端轴线附近，以蓬莱镇组为目的层，为小斜度井，完钻井深880 m，裸眼完井。

2003年1月投产后，一般日产气（0.6～0.9）×104m3，井口压力缓慢下降，生产情况良好；2003年8月-9月，进行稳定和不稳定试井，试井后未能复产，累计生产天然气136.85×104m3，产地层水28 m3（图6）；2005年12月17日～20日，下连续油管，2处遇阻（750～754 m、775～810 m），反出紫红色岩屑粉末，气举排液未能复产，说明储层已遭受破坏，渗流通道被堵塞；2011年7月9日～22日实施加砂压裂，加砂后应排液292 m3，实际经过防喷、气举和返注氮排液147.5 m3，返出紫红色泥浆，泥岩占25%，分析认为748.36～761.7 m泥岩段已垮塌，对原储层造成损害。

图6　BQ102径向射孔前采气曲线

（1）修井依据

通过测井解释可知（表2），BQ102井在蓬莱镇组裸眼段，解释有四套气层（761.1～768.8m、768.8～774.1m、812.2～817.1 m、818.4～824.2 m），总厚度23.5 m。2003年在流压8.065 MPa下测试日产气2.569×104m3/d，并产微量水，天然气折算无阻流量4.679×104m3/d，原始地层压力10.108 MPa，压力系数1.27。以上测井解释和试油数据说明该井还是具有一定开发潜力，由于低渗透率的储层特征决定了蓬莱镇气藏井控面积小、远储难以动用的特点，需要对储层进行改造，增大其渗流面积。

表2　BQ102井测井解释数据

蓬Ⅳ段地震属性图上可以看出（图7），在BQ102 井761.7～774.3 m砂体位于蓬Ⅳ②主河道上，可以利用水力喷射径向射孔技术增大其渗流面积。

图7　白马庙蓬Ⅳ③、②砂体展布图

试采资料证实该井压降储量0.5324×108 m3，具有修井作业储量基础。

（2）BQ102井修井后生产情况

从前期生产情况、地质条件和钻井过程中的油气显示来看，该储层含气，但修井过程中和修井后油套压均显示为0，推断储层在早期已遭受严重破坏，无法通过该工艺恢复产能，说明该工艺具有一定局限性。

4　蓬莱镇气藏储层适应条件分析

从现场施工效果分析看，BQ63进行水力喷射径向射孔，修井后成功复产，但BQ102井无效，因此有必要对BQ63井和BQ102井地质情况进行分析，评价该技术在蓬莱镇气藏的储层适用条件。

4.1 BQ63储层适应条件分析

根据BQ63井地质情况和水力喷射径向射孔技术施工参数分析，决定该技术在蓬莱镇气藏储层的适应条件，主要归纳为以下几点：

（1）通过测井和地震资料明确了该井射孔层位在962～982.5 m之间，钻进方位为以正南向为主，正北为辅，在增大渗流面积的同时，建立与蓬-Ⅳ②砂体的导流通道，获得远端储量；

（2）同时该井周围没有其它同层位生产井，所以钻进距离可以尽可能取到最大（100 m左右）；

（3）根据《白马庙气田蓬莱镇气藏开发方案》可知，蓬莱镇组蒙脱石含量较高，遇水膨胀性大，注水开采中容易堵塞喉道。并且水敏试验数据（表3）分析表明，蓬莱镇组地层对低矿化度水十分敏感，损害率为59%～68%，属中等偏强水敏；而对于较高矿化度的水（大于34.4 g/L）敏感性不强，其水敏伤害率小于20%，属弱水敏。对于碱性工作液，当pH值大于或等于13后，产生极强损害，渗透率损失可达90%，属强碱敏地层；对于速敏和酸敏较弱。除此之外，蓬莱镇组地层还具有强水锁损害特征，因此在各种生产作业中特别是钻井、储层改造等过程中应严格控制工作液，特别是低矿化度水进入地层。所以，根据上述分析，本次水力喷射径向钻孔采用地层水喷射（pH＜13），且严格控制了注入量（每孔2 m3），尽量减小了其对储层的损害。