包郵海相縫洞型碳酸鹽巖儲層循縫找洞增產理論與技術

作者：趙海洋，劉志遠

出版社：科學出版社出版時間：2023-03-01

開本：其他頁數： 480

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版權信息
內容簡介
目錄
節選

海相縫洞型碳酸鹽巖儲層循縫找洞增產理論與技術版權信息

ISBN：9787030667779
條形碼：9787030667779 ; 978-7-03-066777-9
裝幀：一般膠版紙
冊數：暫無
重量：暫無
所屬分類：
工業技術
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能源與動力工程

海相縫洞型碳酸鹽巖儲層循縫找洞增產理論與技術內容簡介

本書針對深層縫洞型碳酸鹽巖儲層，系統闡述了地質力學基本特征，基于地震數據體的三維地應力場建模方法、油藏區域及斷層-溶洞局部區域的應力場分布規律，裂縫起裂、擴展的力學機理，巖石動態破裂機制，裂縫動態擴展理論，酸壓裂縫溝通縫洞儲集體的機制與模式，以多洞溝通為目標的儲層改造工程設計方法。重點實踐和討論了復雜縫酸壓技術、暫堵轉向酸壓技術、脈沖波壓裂技術、二氧化碳壓裂技術，裂縫導流能力，儲層改造評價與監測方法等問題。

海相縫洞型碳酸鹽巖儲層循縫找洞增產理論與技術目錄

目錄
前言
第1章儲層地質力學特征1
1.1儲層地質特征1
1.2巖石物理特征11
1.3巖石力學特征12
第2章地應力場20
2.1地應力場反演理論20
2.2油藏區域地應力場25
2.3斷層局部地應力場35
2.4溶洞局部地應力場51
第3章裂縫起裂56
3.1天然裂縫張開壓力56
3.2井周裂縫轉向壓力70
3.3巖石動態破裂77
主要參考文獻96
第4章裂縫擴展97
4.1基本理論與方法97
4.2水力裂縫擴展控制因素125
4.3暫堵裂縫擴展控制因素143
4.4裂縫動態擴展控制因素156
主要參考文獻188
第5章縫洞溝通機理及模式190
5.1井周縫洞溝通機理190
5.2近井縫洞溝通模式213
5.3遠井縫洞溝通模式218
5.4縫洞儲集體溝通模式222
第6章不同井型的縫洞體溝通227
6.1直井縫洞體溝通227
6.2斜井縫洞體溝通235
6.3水平井縫洞體溝通243
第7章復雜縫酸壓技術253
7.1復合滲透酸253
7.2可控反應酸266
7.3復雜縫酸壓技術方案270
7.4復雜縫酸壓參數設計278
7.5應用井例284
主要參考文獻286
第8章暫堵酸壓技術287
8.1高強度暫堵材料287
8.2暫堵酸壓技術方案313
8.3暫堵劑泵注參數設計316
8.4應用井例329
第9章脈沖波壓裂技術333
9.1藥劑體系333
9.2技術方案348
9.3參數設計354
第10章二氧化碳壓裂技術364
10.1二氧化碳物性特征364
10.2二氧化碳制備379
10.3二氧化碳壓裂設計393
主要參考文獻399
第11章裂縫導流能力401
11.1基于應力場的天然裂縫預測 401
11.2基于測井數據的裂縫寬度預測 410
11.3長期導流能力412
11.4支撐劑參數優化421
11.5脈沖波壓裂裂縫導流能力評估426
11.6井例分析431
主要參考文獻439
第12章儲層改造監測與評價440
12.1儲層改造監測方法440
12.2酸壓效果評價方法448
12.3典型井例463
主要參考文獻473

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海相縫洞型碳酸鹽巖儲層循縫找洞增產理論與技術節選

第1章儲層地質力學特征塔里木盆地碳酸鹽巖油氣藏在構造演化過程中形成了以縫洞為主要儲集空間的儲層，非均質性強，縫洞分布隨機。本章以塔里木盆地塔河油田托甫臺區塊為對象，簡要介紹與碳酸鹽巖改造有關的儲層地質、巖石物理及巖石力學特征，同時著重指出碳酸鹽巖的力學性質一方面由巖石固有特性控制，另一方面更重要的是受酸液作用引發巖石內部結構改變帶來的影響。本章涉及的試驗方法可參考關于巖石物理和巖石力學等相關方面的文獻和著作。 1.1 儲層地質特征 1.1.1 區域地質背景塔河油田托甫臺區塊構造位置處于塔里木盆地東北拗陷沙雅隆起 -阿克庫勒凸起西南傾末端，北東方向毗鄰油田主體區，北西方向與哈拉哈塘凹陷相接，南為順托果勒隆起，如圖 1.1.1所示。區域內斷裂發育，主要發育有北北西、北北東向逆斷裂。奧陶系碳酸鹽巖是主要的油氣儲層，平面上具有“南北分帶、東西分異”的特征，頂面呈現由西南向北東抬升的斜坡形態，分為構造低洼、構造緩坡和構造陡坡三個構造單元。儲層基質孔隙度較低，溶蝕孔、洞、縫和構造縫為主要的儲集空間。圖 1.1.1 塔河油田托甫臺區塊構造位置 1. 構造演化過程塔里木盆地在加里東中晚期發生了區域性擠壓構造運動，盆地性質由被動大陸邊緣盆地向擠壓型盆地轉變，盆地內形成隆拗交替的構造格局。塔河油田托甫臺區塊所在的阿克庫勒凸起在該時期初具雛形，該時期構造運動源于塔里木板塊南部與南昆侖板塊的碰撞，阿克庫勒凸起距板塊碰撞地較遠，受影響相對較弱，主要表現為整體小幅度抬升，形成向北緩慢抬升的緩坡形態。在海西期，阿克庫勒凸起受區域性擠壓抬升，逐漸形成向西南傾伏、北東向展布的大型鼻凸，后經印支—燕山和喜馬拉雅運動進一步改造而昀終定型。托甫臺區塊處于阿克庫勒凸起的西南斜坡部位，總體構造格局呈南西低、北東高的單斜形態，頂面產狀平緩，構造變形相對較弱。區塊內奧陶系油藏 T74頂面構造軸向以北北西、北北東、東西向為主，構造傾角為 10°～40°，構造幅度為 20～150m。加里東中期是該區塊巖溶儲層形成的關鍵時期，古地貌、斷裂或裂縫作用、高能礁灘體等是控制儲層發育的重要因素，表現出明顯的層控和斷控性。有利儲層位于加里東中期古地貌高部位或巖溶殘丘、斷裂和裂縫密集帶、高能礁灘體的復合部位，主要分布在區塊的中、北部。 2. 斷裂形成過程托甫臺區塊根據斷裂斷開的層位、展布方向、斷距大小、垂向上的變化特征、區域構造應力場，將區域內斷裂系統的活動劃分為三期：加里東早期—加里東中期、加里東晚期—海西早期、海西晚期—印支期。加里東早期—海西早期形成的斷裂規模較大，切割層位較多且深，發育形成一系列北北東和北北西向的主控斷裂，構成了托甫臺區域的斷裂格架，對奧陶系碳酸鹽巖儲層油氣向上運移、局部構造的形成具有一定的控制作用。貫穿托甫臺全區域的主干斷裂延伸長度達 45km，在構造演化過程中多次變換扭動方向，寬度時窄時寬，變形強度有強有弱，拉張、擠壓、壓扭現象共存，并伴生形成一系列的次級斷裂。次級斷裂與主干斷裂呈現為平行、不連續的斜交。受巖溶作用影響，在剖面上呈漏斗形、V字形、梯形或線形，在平面上表現為延伸不連續、寬窄不相等、邊界不規則的分布特征。 3. 儲層類型與特征斷控巖溶縫洞型碳酸鹽巖儲層，儲集空間類型多樣、大小不均、分布隨機，主要為孔隙、裂縫、孔洞三大類。 1）孔隙碳酸鹽巖經歷深埋藏和后期改造，原生孔隙幾乎消失殆盡，次生孔隙是碳酸鹽巖儲層的主要儲滲空間類型之一。次生孔隙主要為粒間溶孔、粒內溶孔、晶間孔、晶間溶孔。粒間溶孔、粒內溶孔大小不等，鏡下多呈微溶孔，巖心上多呈斑狀、透鏡狀和薄層狀分布，孔徑一般為 0.1～0.5mm。晶間孔、晶間溶孔分布廣泛，晶間孔孔徑多在 0.001～0.01mm，晶間溶孔孔徑一般小于 1mm，常含油或被瀝青充填。 2）裂縫經多期構造運動及多期巖溶改造后，構造縫、溶蝕縫較發育，對儲層儲滲性能貢獻較大。儲層的儲集性、裂縫長度、開啟度、密度、充填性在縱橫向變化較大，導致碳酸鹽巖儲層具有強烈的非均質性，宏觀上表現為構造軸部強、翼部弱，高部位強、低部位弱，北部強、南部弱等主要特征。 3）孔洞孔洞是奧陶系碳酸鹽巖儲層的重要儲集空間，其形成和發育主要與巖溶作用有關，多見沿先期滲透帶（古地貌凸起、斷裂帶）發育，常與裂縫一起構成縫洞型儲層。按照大小，孔洞可分為溶蝕孔洞和大型洞穴：溶蝕孔洞多見沿裂縫、縫合線發生溶蝕作用形成，表現為密集分布或孤立發育，部分被泥質、方解石全充填-半充填；洞穴指直徑大于 100mm的溶洞，在巖心上無法進行完整觀察，往往通過洞穴角礫巖、地下暗河沉積物、巨晶方解石充填、鉆井放空、鉆井液漏失、鉆時變化等數據資料來判斷。根據儲集空間的組合特征，奧陶系碳酸鹽巖一般有三類儲集層：裂縫型、裂縫 -孔洞型、裂縫-溶洞型。 1）裂縫型儲集層裂縫型儲層表現為孔隙度小但滲透率大的特征，不排除溶蝕孔洞的貢獻。常規物性分析資料顯示碳酸鹽巖巖石基質部分孔滲性差，對儲層或產層的影響小，而裂縫系統的發育使孔隙度小的儲集巖具有一定的產能。塔河油田奧陶系碳酸鹽巖發育裂縫型儲層，尤其是一間房組、鷹山組的純石灰巖，性脆，受北北西、北北東向深大斷裂的影響，發育次級小型斷裂，局部地區有效裂縫發育。 2）裂縫-孔洞型儲集層裂縫-孔洞型儲集層儲集空間內裂縫和孔洞發育，兩者對油氣的儲集和滲濾均有相當貢獻，但溶蝕孔洞的貢獻更大。該類儲集層主要分布在中奧陶統一間房組開闊臺地相沉積，受巖石組構控制，礁灘相顆�；規r比泥微晶灰巖更易于形成溶蝕孔隙，并在構造應力或上覆壓力作用下產生裂縫、微裂縫，形成較好的儲集性能；受巖相控制，平面上呈片狀分布。 3）裂縫-溶洞型儲集層裂縫-溶洞型儲集層以大型洞穴為主要儲集空間，裂縫主要起滲濾通道和連通孔洞的作用，其分布與裂縫和古巖溶發育帶密切相關，是Ⅰ類優質儲層。該類儲層在鉆進過程中常發生放空、鉆井液漏失、井涌等現象，卻因巖心破碎或取不到巖心而缺乏實測物性數據，但測試動態資料、測井解釋資料、后期生產數據說明大型縫、洞型儲層是極好的儲集體。 1.1.2 裂縫與孔洞分布特征裂縫可以有多種不同的分類，一般而言裂縫的分類方案可以歸納成幾何學分類、地質分類、成因分類等。根據裂縫的地質成因，可以將裂縫分為成巖裂縫、風化裂縫、溶蝕裂縫、卸載裂縫、構造裂縫等。根據裂縫的力學性質，可以分為張性縫、張剪性縫、剪切縫和壓剪性縫。在油氣田開發中一般使用以下三個分類標準：①根據裂縫與水平面的夾角可以分為垂直縫、高角度縫、低角度縫、水平縫，多種傾角裂縫互相交切成網狀則稱為網狀縫；②根據裂縫的開度將裂縫分為大縫、中縫、小縫、微縫；③根據裂縫的充填情況可以分為未充填、部分充填及充填縫。根據孔洞尺寸大小，將儲層分為溶洞型、溶蝕孔洞型、溶蝕裂縫型與縫洞型等幾種類型。大型溶洞型儲層是指以大型溶洞為主要儲集空間的儲層，在共軛裂縫的交叉處，受溶蝕作用易發育成大溶洞，因此大型溶洞儲層往往伴隨著溶蝕孔洞和溶蝕裂縫。溶蝕孔洞型儲層是以溶蝕孔洞為主要儲集空間的儲層，不發育大型溶洞。溶蝕裂縫型儲層是指以溶蝕裂縫為主要儲層空間的儲層，不發育大型溶洞，裂縫往往被溶蝕，有些甚至被溶蝕形成小的溶蝕孔洞。 1. 裂縫分布特征根據巖心觀察和測井提取裂縫分布的數據信息，包括裂縫的走向、傾向、傾角、長度、高度、開度及密度。以塔河油田托甫臺區塊為例，裂縫的產狀：①走向主要集中在 40°～80°、220°～240°區間內，基本上與斷層走向保持一致；②傾向主要集中在 10°～20°、160°～170°、300°～ 330°區間內，占統計數的 60%以上，其中主要集中在 320°～330°區間內，如圖 1.1.2所示；③傾角可見高角度立縫（ 60°～90°）、低角度水平縫（ 0°～30°）及少量伴隨高角度縫或低角度縫發育的斜縫（ 30°～60°），主要以大角度裂縫為主，傾角在 60°～90°，占統計數的 80%以上，如圖 1.1.3所示。裂縫的尺度：①長度為每平方米井壁的裂縫長度之和，單位為 m/m2，長度一般小于 6m，其中小于 4m的裂縫占統計數的 70%以上；②高度主要集中在 0～2m，占統計數的 90%以上；③儲層發育的天然裂縫多為小縫，開度小于0.1mm。區塊內主斷裂區域天然裂縫的密度為 2.71條/m，次級斷裂區域天然裂縫的密度為 0.6條/m。天然裂縫多為半充填和全充填，充填物以方解石為主，如圖 1.1.4所示。圖 1.1.2 塔河油田托甫臺區塊天然裂縫傾向分布圖 1.1.3 塔河油田托甫臺區塊天然裂縫走向分布圖 1.1.4 裂縫充填情況分布根據地震數據體提取裂縫信息，包括走向和傾角：①走向上主要發育北北西與北北東兩組共軛裂縫，如圖 1.1.5所示；②傾角主要為高角度裂縫，大部分裂縫的傾角在 60°以上，如圖 1.1.6所示。圖 1.1.5 深度域離散裂縫走向分布圖 1.1.6 地震數據體識別出的裂縫傾角分布 2. 孔洞分布特征溶蝕孔洞主要是生物灰巖中的粒內溶孔或原生孔隙溶蝕擴大而成粒間溶孔，有類似原生孔隙的特征，分布比較均勻。塔河油田在 T74與 T76界面之間的奧陶系中發育有大量不同規模的溶洞，當其達到一定規模后在地震資料上（如地震反射、地震振幅變化、波形與波阻抗）有明顯的響應特征，根據這些響應特征識別和提取地層中的溶洞。以托甫臺區塊為例，溶洞在平面上呈現孤立狀、分布隨機且不均勻，縱向上主要分布在高部位，即 T74界面附近，縱深部位發育程度降低，靠近 T76界面溶洞發育較弱，如圖 1.1.7所示為自北向南三個不同地區的東西向地震剖面。溶洞具體分布規律如圖 1.1.8所示：①串珠狀反射，T74界面以下溶洞在地震反射剖面上呈現串珠狀特征，對應的時間為 3900～ 4100ms；②平面分布，在 T74界面附近中部地區少有溶洞存在，北部區域溶洞發育中等； T74界面向下 25ms切片，南部區域有少量溶洞出現，中部地區溶洞數量少，北部區域溶洞發育程度增大；在 50ms與 75ms切片上，北部地區的溶洞較南部區域發育； 100ms至 T76界面，整個地區的溶洞發育較少；③垂直分布，南部地區溶洞發育較少，中部地區整體溶圖 1.1.7 不同位置處地震剖面溶洞顯示

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