河道致密砂岩螺旋射孔完井压裂优化设计

范宇,汤继周,陈伟华,张卓,唐波涛,杨文涛

(1.中国石油西南油气田公司工程技术研究院,四川成都610017;2.同济大学海洋与地球科学学院,上海200092;3.同济大学海洋地质国家重点实验室,上海201306;4.南开大学化学学院,天津300071)

0 引 言

川中地区秋林区块沙溪庙组河道致密砂岩储层岩石类型多以细粒长石砂岩为主,储层矿物主要由石英(45.0%)、长石(33.3%)和岩屑(21.3%)组成[1]。粒间以钙质胶结为主,粒间充填物主要为黏土矿物;储层孔隙度、渗透率比较小,属于致密储层范畴[2];且天然裂缝不发育,基于弹性模量和泊松比计算的岩石脆性指数比较小,水力压裂后难以形成复杂的裂缝网络[3];同时,该区域发育河道砂,河道在横向上大面积分布,在纵向上多层叠置,在平面上展布形态复杂,造成储层岩石矿物组分不均衡,且不同区域河道砂体压力系数差异较大[4]。相比常规压裂,围绕“甜点区”的分段多簇射孔压裂不仅能缩短作业周期,还能保证裂缝最大程度开启,提升储层改造效果[5-6]。前期采用水平井分段多簇等孔径的射孔、高强度加砂压裂技术对致密砂岩储层进行改造[3],现场压裂后,基于广域电磁法[7]探测发现,各簇裂缝延伸长度介于18～277 m,出现裂缝延伸长度不均衡现象,射孔效率比较低,使得储层改造效果不明显。

目前常规射孔方式主要包含定面射孔、螺旋射孔及定向射孔[8],裂缝起裂和扩展受到储层岩石力学参数、地应力场演化规律及缝间干扰等因素影响[9-10]。相关学者对此开展了大量研究,发现优化射孔不仅能间接影响油气井产能,还能直接影响储层增产效果[11]。……