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1、克拉美丽火成岩气藏勘探试油配套技术应用克拉美丽气IU位于准喝尔盆地腹部陆梁隆起滴南凸起，是新疆油发现的首个千亿 立方米大气田，主要包括滴西17、滴西14、滴西18、滴西10井4个天然气气藏。储 层裂缝发育，岩性复朵，但自然产能低，压裂改造增产措施难度大。在试油技术的采用 上，针对克拉美丽火成岩气藏地质特点，通过技术攻关和现场应用，形成了一整套包括 中途测试、射孔、压裂及试气工艺等适合于克拉美丽气田综合试油配套技术。为克拉美 丽气FH从勘探、评价到快速投产提供了技术保障。储层地质特点克拉美丽气田石炭系火成岩储层为裂缝、孔隙双重介质储层。根据薄片分析资料和 全岩矿物分析，该区石炭系发育沉积岩和岩浆
2、岩两大类岩石类型。岩浆岩是该区主要储 层岩石构成，包括浅成侵入岩、熔岩和火山碎屑岩，熔岩包括玄武岩、安山岩和流纹岩, 火山碎屑岩包括凝灰岩和角砾岩，其中火山角砾岩孔隙最发育，侵入岩裂缝最发育，凝 灰岩孔隙裂缝都不太发育。主要产层是沉积岩类中的砂砾岩、浅成侵入岩、熔岩和火山 碎屑岩类中的角砾岩。气层孔隙度5.9-25.6%,平均孔隙度9.6%,渗透率分布区间 O.OlmD844.00mD,平均0.161mD,为中孔特低渗储层。气藏底水发育，为带底水的岩 性凝析气藏。区域由东到西地层压力系数由1.07-1.4呈逐步抬升趋势，埋藏深度在 3000-3800mo试油工艺技术一、中途测试在快速评价储层中
3、的应用中途测试技术是快速认识和评价储层流体性质的有效手段，它能快速查清地层产液 性质、产液能力，并能取得压力、油、气、水样品资料，及吋认识油气层。2006-2007年 在克拉美丽气田探井共进行中途测试8井次，成功率100% （见表1）,为加快克拉美丽气 田的勘探部署提供了科学依据。（一）测试工艺优化1、测试管柱选择：针对克拉美丽气田石炭系火成岩储层根据井况及测试目的的不同，以快速评价储层 和为下部勘探部署为原则，尽量简洁测试管柱结构，主要采用以下两种管柱结构: 技术套管下深在气层顶界采用座套测裸方式 管柱结构由上至下：钻杆+断销式返循环阀+钻铤+RD安全循环阀+震击器+安全接头+RTTS封隔器
4、+筛管+压 力计托筒 技术套管距离气层距离较远，采用裸眼支撑方式 管柱结构由上至下：钻杆+断销式返循环阀+钻铤+震击器+安全接头+裸眼封隔器+裸眼封隔器+安全接头+筛 管+接杆器+钻铤+双母接头2、测试垫的选择考虑到测试流动初期如生产压差过大会造成井眼跨塌的风险，测试塑采用清水+氮 气，以平衡地层压力方式开井。其优点主要在于利用缓慢释放氮气压力达到逐渐放大生 产压差，以防止井眼跨塌。具体步骤为：将测试管柱下至预定位置后，先在钻秆内替入2n?高粘度隔离液， 以防止清水与泥浆接触造成沉淀；替入设计清水量后，再替入氮气至测试管柱内预留 50100m泥浆，替入氮气量可通过计量岀口返出泥浆量确定；座封后
5、采用油嘴控制释放 氮气开井。3、测试制度选择对于座套测裸方式选择一流一关，流动吋间2436小时，关井吋间24小吋；对于裸 眼支撑测试，采用一流到底方式，流动时间控制在810小时。（二）应用效果1、尾管支撑裸眼中途测试在滴西14井的应用滴西14井在石炭系见活跃气测显示，为快速打开克拉美丽天然气勘探局面，以取 得地层产出物性质和产量为原则，对该井进行中途测试。由于滴西14井244. 5mm技套 下深距离显示段较远，测试采用裸眼支撑管柱结构，测试制度选择一流到底方式，管柱 结构见图1：测试经过：2006年9月17日进行中途测试，测试井段:3581.69-3982.00m,管柱 下到位后钻杆内正替入高
6、粘隔离液2m3及清水22.9m3后，正注液氮2.8m3,井口压力 20MPao座封后，用3.175mm油嘴开井，氮气释放完后无油嘴观察，出口显示微弱。为 确定地层是否有流体产出，测试流动8小时后，用清水4.35m3灌满钻杆，无油嘴观察,观察期间井口返出清水（液垫），返出速度2.85升/min。测试流动10小时后投杆打开反 循环阀，用1.40g/cm3泥浆反循环压井，循环过程中见天然气（点火焰长3-5m）o本次中途测试虽然流动期间井口未见天然气显示，但在流动结束返循环期间见到天 然气，分析认为由于测试裸眼段长，地层产出天然气在短时间流动期间很难脱气溢出井 口。后经完井试油FI产气91430m3,
7、为气层。2、座套测裸工艺在滴西18井快速评价油气层中的应用滴西18井三开钻进到石炭系见到很好油气显示。钻井取芯岩芯裂缝发育，裂缝普 遍冒气。由于在取芯过程，石炭系上部乌尔禾泥岩段曾出现垮塌卡钻现象。因此本次测 试以遵循“重在发现获得工业油流为目的，在保证确保测试安全的前提下，在测试工艺 要求时间内使地层产出更多的流体，采取座套测裸一次流动的工作制度。测试管柱结构 见图22007年3月31日至4月2日成功对C层3345-3580m进行了中途测试，测试垫清水 1580m（14.7m3）,采用井口加注液氮24MPa开井，共流动2511min,测试获油压2. IMPa, 日产气67810m3,测试结论
8、为“气层”。滴西18井中途测试获得工业气流后，克拉美丽石炭系天然气勘探取得突破性进展, 第二轮井迅速部署，并很快见到成效，该层段的发现较采用常规完井试油。提前2个多 月时间。大大缩短了滴西18井区气藏的勘探周期。二、射孔技术的应用克拉美丽气田石炭系储层均为火成岩储层，储层裂缝发育，容易受钻井液污染，因 此，射孔完井后能否沟通天然裂缝是取得初产的关键。1、高能复合射孔弹（枪）的应用高能复合射孔是集射孔、压裂为一体的高效射孔技术。通过在加强型射孔枪内，将 作用性质不同的射孔弹与复合固体推进剂两种能量相结合，在射孔弹聚能射孔的同吋， 激发二次能量，产生高温、高压气体，沿射孔孔道进入地层进行压裂，形成
9、孔缝结合的 导流通道，对储层进行预处理，能有效穿透近井污染带，在近井带形成孔缝结合型网络, 大幅度提高近井带的渗透率。克拉美丽气田基本上以139. 7mm套管完井，使用的102枪配高能复合射孔弹，射孔 枪带预制泄压孔，以防止射孔及二次爆炸瞬间产生的高压造成射孔枪变形，孔密选择16 孔/米。在相位角的选择上，通过对不同相位角对后期压裂近井眼摩阻的影响对比分析, 选择对压裂施工压力影响相对较小的60相位角枪。射孔点火方式上，为充分发挥高能复合射孔弹对储层预处理的效果，选择上井口加 压近平衡点火方式。2、射孔丢枪技术的应用丢枪技术是将丢枪接头连同射孔枪一起下入井内，射孔后，通过井口投球后，经过 井口
10、加压，剪断丢手工具上的锁定销钉，丢手工具下接头连同枪身一起掉落到井底。其 优点：射孔丢手后可实现井内管柱全通径；射孔管柱结构可实现后期储层压裂改造，射 孔管柱也是压裂管柱，避免因更换管柱压井对储层造成的二次污染。2006-2008年共在现场应用高能复合射孔弹+射孔丢枪技术19井次，成功率100%, 保证了后期改造措施的顺利实施。三、压裂改造工艺的应用克拉美丽气田石炭系火山岩气藏为低孔低渗储层，裂缝发育，水敏指数70-80%,属 中偏强水敏，2006-2008年对石炭系火成岩储层共进行压裂24井次，压裂见效率75%。1、压裂液的优化针对克拉美丽储层特点，优选耐温性好、摩阻低的11B-100水基特
11、级孤胶压裂液体 系（特级呱胶有机硼胶联）。压裂液中添加4%以上高浓度KCL及复合阳离子粘土防膨剂, 以减小储层水敏。为减小水锁效应，在降低压裂液表面张力的前提下，优选助排剂，可 使液固两相接触角达到60 ,毛管压力较常规助排剂降低近40%。在返排方面，为减小 压裂液在地层中滞留时间对地层造成污染，结合施工过程中温度场的变化、压裂液性能 及施工规模，优化破胶剂及胶囊破胶剂的用量，使压裂液在施工结束后1-2小时完全破 胶，达到快速返排的目的。2、前置液段塞技术通过前置液支撑剂段塞产生很强的水力切割作用，在不完善的射孔孔眼处和近井眼 裂缝弯曲处进行水力切割、打磨，使液体的流通路径通畅，可有效的降低主
12、体加砂压裂 的施工压力。同时小粒径段塞有效的降低天然裂缝及张开裂缝产生的压裂液滤失严重问 题，提高压裂液效率，减小施工过程中砂堵的的可能性。针对克拉美丽气田石炭系多裂 缝火成岩气藏，压裂中根据储层裂缝的发育情况，采用40-70目陶粒或100目粉陶作为 前置液段塞支撑剂，并根据压裂规模的大小选择1-2个段塞，段塞浓度一般为5-10%o3、施工管柱的选择为有效的降低施工泵压，全部采用88. 9mm光油管管柱注入方式，较常规0 73mm 管柱结构施工泵压降低近20MPa,同时通过监测套压反映井底压力变化，及时对实际施 工参数进行调整。4、施工规模的优选针对克拉美丽气田底水气藏及裂缝发育的特点，压裂规
13、模的优选充分考虑压裂层段 的测录井资料及试油目的。针对气水界面的层段，在达到认识储层目的后避免进行压 裂改造，以免压裂沟通天然裂缝对上部井段试油造成影响；对于测、录井资料反映可 能含水的储层，先采用抽汲等方法认识储层产液性质，如需进行压裂，采用小规模压裂 （加砂量控制在12m3以内）。如滴西183井石炭系第一层3830-3840m射后经抽汲诱喷 后FI产气5000m3左右，水2.16m3,本层压裂中实际主体加砂8n?,后经退液试产获6mm 油嘴,油压23.79MPa,套压27.08MPa,日产气11.3万方，日产水21.72m3,日产油9.84 吨；经验证为纯气层，尽量采取顶部压裂改造；对于厚
14、的纯气储层，可采用大规模 压裂改造。如滴西18井石炭系3510-3530m压裂共加砂60n?,获日产气25万方，凝析 油 35.4m3o5、裂缝监测技术的应用压裂施工中地层岩石破裂会产生的微地震波，通过接受微震波经计算处理进而给岀 裂缝的方位、长度、高度、产状及地应力方向等地层参数。2007年分别在滴西17、滴 西18井实施微地震裂缝监测2井次，为以后在压裂规模及各项参数的优选提供了可靠 的参考。6、纤维辅助加砂压裂的应用传统水力压裂是靠胶联压裂液悬浮携带支撑剂，进入储层的支撑剂在水力裂缝未闭 合时，压裂液破胶后容易产生自然沉降，使得支撑剂不能均匀铺设在压裂形成的水力裂 缝中，而主要集中在裂缝
15、底部，特别是对有底水的油气藏，影响压裂效果；同时对于多 裂缝性气藏，压裂液滤失严重很容易导致施工砂堵。纤维加砂压裂通过压裂液中纤维形成的网状结构，可有效降低支撑剂的沉降，可使 压裂液破胶后支撑剂均匀铺设在水力裂缝中，从而最大可能提高产能，同时由于纤维形 成的网状结构可有效减小压裂后排液过程中的支撑剂返吐。抑制裂缝滤失2008年对滴西182井成功进行了纤维加砂压裂，压裂总用液40891?,前置液 200m3,携砂液193.1m顶替液15.8m3,加纤维1075kg,加砂36.6m3,加砂比20.7%, 泵压46-39MPa,排量4.5-4.4m3/min,套压2627MPa。日产油5.28t,日
16、产气10.24万方, 排液及试气过程中未见支撑剂返吐。四、地面测试技术应用针对滴西地区石炭系火山岩气层压裂后采用快速返排，地层易返吐支撑剂的特点， 在返排方面釆用除砂器和三相分离器并结合地面数釆系统进行返排，其优点在于避免 支撑剂返吐对地面设备产生安全隐患，在岀气后可以立即进入流程进行放喷计量，保 证系统试气的安全顺利进行，可实现远程监控，减少现场人员进入高压试气流程滞留 时间。五、地层封闭克拉美丽气FH储层压力系数较高（1.2-1. 4）,采用常规注水泥塞方法容易形成蜂窝 状灰塞，很难成功达到封闭效果，因此针对克拉美丽气田气层的封闭采用在单层结束后, 通过泥浆压井，在泥浆中下电桥封闭。同时为达到封闭效果，避免在上返层射孔瞬间产 生的高压对桥塞封闭效果的影响，桥塞封闭后用清水替出泥浆，再在桥塞上注
