張麗蓉 張勝 陳安波

【摘要】火山巖儲層致密、低孔、低滲、連通性差，微裂縫發(fā)育，油氣藏自然產(chǎn)量較低，開采困難，因此很多該類型油氣藏需要通過改造才能使油氣藏高效開采。火山巖儲層壓裂技術(shù)和常規(guī)沉積巖儲層壓裂技術(shù)有所不同。本文闡述了松南火山巖儲層特點、火山巖儲層壓裂存在的主要難點、松南火山巖儲層壓裂采取的關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】火山巖 壓裂 難點 關(guān)鍵技術(shù)

松南火山巖氣藏地處松遼盆地南部，面積達7240km²，主要分布在白堊系，天然氣資源量2430×108m³。松南火山巖氣藏主要分布在十屋地區(qū)、腰英臺地區(qū)和東嶺地區(qū)。腰英臺氣田是松南火山巖氣藏的主力區(qū)塊，已探明地質(zhì)儲量537×108m³。

火山巖地層是一種脆性地層，延展性很小，其地層致密、低孔、低滲、連通性差，微裂縫發(fā)育，氣藏產(chǎn)量較低，開采困難，因此很多該類型氣藏需要通過改造技術(shù)才能使油氣藏高效開采。由于火山巖構(gòu)造復雜，增產(chǎn)改造難度極大。

1 松南火山巖氣藏儲層特征

2 松南火山巖儲層改造難點分析

2.1 火山巖裂縫起裂和延伸規(guī)律復雜

火山巖儲層屬雙重介質(zhì)，脆性比較強，延展性很小，發(fā)育大量天然裂縫和熔孔，其力學性質(zhì)和砂巖油氣藏差別很大，壓裂時多裂縫破裂與延伸，與砂巖有根本的不同，主要表現(xiàn)在模擬的壓力特征與實際施工壓力變化特征有很大區(qū)別，其起裂和延伸規(guī)律認識不清楚，因此無法優(yōu)化出有針對其復雜特點的壓裂施工方案。

2.2 火山巖儲層巖相變化快，巖石力學性質(zhì)差異大

長嶺斷陷火山巖噴發(fā)模式分為中心式噴發(fā)和裂隙式噴發(fā)兩種類型，一種是 以酸性熔巖為主的中心式噴發(fā)模式 ，一種是以中基性熔巖流為主的裂隙式噴發(fā)模式不同的噴發(fā)模式導致巖性、巖相的分布模式不相同。

松南火山巖還呈現(xiàn)出多期次多旋回的特征，長嶺斷陷深層火山巖噴發(fā)可以分為三個大的期次，包括火石嶺期、沙河子期和營城期，其中火石嶺和營城期是火山活動強烈期，而沙河子期屬于火山活動間歇期。根據(jù)火山巖地震反射特征，腰英臺地區(qū)營城組火山巖噴發(fā)可以大致劃分為3個旋回。

從營城組火山巖相平面分布圖中可以看出，本區(qū)巖相以溢流相為主，爆發(fā)相次之，火山通道相最少。平面上相序以火山通道相-溢流相為主，火山通道相-爆發(fā)相/火山沉積相次之。巖相展布方向為近南北向，受南北向斷裂控制。

火山體相互疊置見（圖1），且?guī)r性多樣，依據(jù)鉆井巖心及巖屑統(tǒng)計，松遼盆地南部火山巖類別主要分為流紋巖、凝灰?guī)r、玄武巖、安山巖、火山角礫巖、侵入巖。

不同區(qū)域的不同井層巖石力學性質(zhì)差別很大，楊氏模量1.643×1 04～5.885×104MPa，柏松比0.18～0.32，松南火山巖巖山力學性質(zhì)比較復雜，不同火山區(qū)域差別比較大。楊氏模量（E）越大，破裂壓力和施工壓力越高，裂縫寬度越小。

3 松南火山巖氣藏壓裂關(guān)鍵技術(shù)

通過對火山巖儲層分析評價表明：火山巖巖性致密，喉道狹窄，低孔低滲儲層。裂縫普遍發(fā)育，提高了儲集性能。壓裂液傷害重點是裂縫傷害。 顆粒堵塞是裂縫傷害的主要因素，因此水力壓裂作業(yè)中儲層保護的重點是防止顆粒的侵入。

根據(jù)顆粒在孔喉中堆積相關(guān)原則，支撐劑喉道約為其直徑的1/7，水不溶物與殘渣粒徑控制不高于10μm。壓裂液中水不溶物與殘渣來源：稠化劑、配液用水、各種添加劑、支撐劑、配液儲液設備以及施工設備，實驗分析稠化劑是不溶物與殘渣的主要來源。

4 現(xiàn)場應用

松南氣田是典型的火山巖氣藏，微裂縫發(fā)育，壓裂改造時壓裂液濾失嚴重，壓裂改造初期的8口井，壓裂施工成功率僅為43%。通過系統(tǒng)壓裂技術(shù)措施研究，應用上述關(guān)鍵技術(shù)，實施13口井，壓裂成功率已達93%（見表2）。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

（1）火山巖油氣藏具有埋藏深、滲透低、巖石致密，儲集空間復雜等特點，必須進行壓裂才能高效開發(fā)。

（2）由于火山巖構(gòu)造復雜，增產(chǎn)改造難度極大，屬于世界級難題。

（3）針對火山巖儲層壓裂的難點，形成了比較完整的壓裂工藝技術(shù)體系，從壓裂液體系、壓裂設計優(yōu)化、小型壓裂測試、二元復合降濾、多裂縫控制等方面進行了系統(tǒng)研究，取得了明顯的現(xiàn)場應用效果。

5.2 建議

（1）開展網(wǎng)絡酸化技術(shù)試驗，網(wǎng)絡裂縫酸化技術(shù)是針對天然裂縫發(fā)育、連通性好、微裂縫被方解石充填，加砂壓裂難以進行的情況下，通過酸蝕裂縫實現(xiàn)裂縫網(wǎng)絡的連通。

（2）網(wǎng)絡酸化+縫網(wǎng)加砂復合技術(shù)，在既有方解石充填，又具備部分加砂條件時，可近井加砂，遠井酸化、酸壓，在地層中形成更遠的裂縫網(wǎng)絡。

（3）建立松南火山巖氣藏巖石力學數(shù)據(jù)庫，松南火山巖氣藏分布面積大、巖相變化快、巖性變化大，儲集體類型多樣，并且儲集體是不連續(xù)的。建議集成地球物理解釋、氣藏精細描述、測錄井資料、室內(nèi)實驗等建立松南氣藏不同區(qū)域、層位、相段的巖性巖相數(shù)據(jù)庫，為鉆井、完井、改造以及后期的開發(fā)服務。

參考文獻

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