大庆外围油田砂泥岩薄互层岩性隔层选择方法.pdf

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1、大庆石油学院学报第34卷第3期2010年6月JOURNALOFDAQINGPETROlEUM】NSTII、UTEVoJ．34No．3Jtin．2010大庆外围油田砂泥岩薄互层岩性隔层选择方法吴忠胜，汪玉梅(大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆163453)摘要：大庆外围油田薄互储层及隔层厚度薄，如果按地应力和隔层厚度选择隔层，压裂中易出现丢层问题．针对大庆外围砂泥岩薄互层特点，分析影响小层动用程度低的因素，通过室内实验和现场试验．提出不具备应力遮挡条件的隔层可按岩性遮挡作用选择隔层的观点，阐述按测井曲线选择

2、泥岩隔层的标准和工艺控制方法．现场应用结果表明，利用泥岩隔层选择标准进行压裂工艺优选、卡段划分、射孔、施工参数优化等成功率高，小层动用程度高．这对经济有效开发外围低渗透薄互层具有指导意义．关键词：薄互层；压裂；岩性隔层；遮挡；大庆油田中图分类号：I'E142文献标识码：A文章编号：1000一l89l(20l0)03—0048—060引言大庆外围油田砂泥岩薄互储层具有油层及隔层厚度薄、岩性复杂、物性差、丰度低等特点，必须通过压裂改造才能投入开发．由于对隔层的遮挡作用认识不清，导致开发过程中工艺针对性差，压后单井产能低，

3、储层动用程度低，不能保证外围油田砂泥岩薄互储层投入正常开发．统计敖南油田353口压裂井，1．0In以下的薄差层占总层数的91．6，平均隔层厚度为2．6m．前期采用普通压裂投产的20口井，初期平均单井产油为1．2t／d，未达到平均单井产油2．ot／d的设计要求，测试表明压后产液小层数占压裂小层数的47．6．一般对隔层的遮挡作用从层间最小水平主应力差异、弹性模量差异]、泊松比]、断裂韧性“]、界面效应_～等方面进行研究．对于砂泥岩储层，最小水平主应力差异是控制裂缝垂向延伸的主要因素，随着地应力差异变小，隔层控制程度降低．

4、杨氏模量差异也影响裂缝高度的增长，在火山岩储层中，如果边界层的模量比目的层的模量大，在高模量的边界层中，裂缝宽度窄，流动阻力比较高，能够阻止裂缝增加．砂岩的杨氏模量高，泥岩的杨氏模量低，从而削弱杨氏模量对缝高的限制作用．断裂韧性的增加使裂缝的缝长和缝高下降，裂缝发展的形状取决于裂缝前缘的应力强度因子，储集层纵向断裂韧性差异大，可控制裂缝的延伸．当裂缝延伸到弱界面，即抗剪切强度小的界面时，将产生位移的不连续，使裂缝不能延伸入隔层．大庆外围油田砂泥岩薄互储层、隔层地应力差一般小于2．0MPa[j，不满足应力差大于5．0M

5、Pa的条件分层，目前现场以5．0m厚度隔层为分层界限，即隔层小于5．0m时合层压裂，这样部分小层会因压裂时隔层不窜得不到改造，从而出现丢层的问题．为实现经济有效地改造每个小层，研究隔层的岩性遮挡作用对压裂设计至关重要，对经济有效开发外围低渗透薄互层具有指导意义．1泥岩隔层遮挡条件当不具备应力遮挡条件，按岩性遮挡选择隔层时，应该满足条件：(1)泥岩纯度高，压裂液不能渗入隔层；(2)裂缝不能穿人隔层，储层、隔层界面岩性差异产生界面效应，可以阻止裂缝尖端效应产生的穿层作用；收稿日期：2009～l2一lO；审稿人：宋延杰；编

6、辑：任志平作者简介：吴忠胜(1968一)，男，工程师，主要从事井下压裂技术及现场技术方面的研究·48·第3期吴忠胜等：大庆外围油田砂泥岩薄互层岩性隔层选择方法(3)隔层具有一定的塑性，裂缝滑移时不会拉坏隔层．通过岩心岩性与沉积相带观察描述及矿物学鉴定、泥岩隔层水化试验、泥岩隔层渗透性试验、泥岩隔层塑性试验等方法，证明泥岩隔层满足以上遮挡条件．由此，建立一套按常规测井曲线选择泥岩隔层的新标准．1．1岩心与沉积相带观察描述选择大庆外围油田的茂72井、茂73井及敖12井岩心，观察与描述隔层岩心．敖南油田姚一段(葡萄花油层)

7、沉积为三角洲外前缘的河口坝、席状砂、远砂坝沉积，沉积环境表现为深湖相～半深湖相沉积、三角N#t-前缘一半深湖相间互沉积、三角洲前缘一浅湖相沉积形式，沉积组合主要表现为薄层砂与薄层泥互层．(1)深湖相一半深湖相沉积．岩性为灰色一深灰色泥岩、粉砂质泥岩，偶夹极薄层粉砂，岩性易碎，泥状结构，水平层理．相对较纯泥岩段最厚可达2m．(2)三角洲外前缘一半深湖相间互沉积．岩性为灰绿色粉砂质泥岩，泥一粉状结构，层理不发育，岩性致密．(3)三角洲前缘一浅湖相沉积．岩性为灰色一深灰色极薄层的粉砂质泥岩与浅灰色泥质粉砂岩韵律互层，泥一粉

8、状结构，水平互层层理，含碳屑(污手)及植物碎屑．1．2岩石矿物学鉴定特征1．2．1显微镜鉴定(1)茂72—1井(1292．73m)岩心．灰色、深灰色泥岩问互极薄层粉砂质泥岩，镜下特征：泥状结构，纹层状构造；泥质主要由黏土矿物与极细的长英质碎屑、有机质胶团等组成，黏土矿物镜下显光性；长英质碎屑(粒径小于0．001mm)零星分布．(2)茂72—5井