降低產量以刺激流入的基 本原理
目 前， 我 們 還 沒 有 確 定 裂 縫中流體充填類型的地球物理方 法。 作 為 解 決 這 一 任 務 的 一 種 方 法， 流 入 井 柱 測 試 一 直 很 流 行。壓降的基本原理是保證從裂 縫中獲取流體。由于裂縫壓縮系 數不小于比巖石孔隙壓縮系數大 一個數量級的事實，裂縫開度隨 著巖石上應力的變化而顯著變 化， 這 預 先 確 定 了 裂 縫 流 動 能 力。
雖然地層壓力大于井底壓力 рпл>рзаб) 是 從 粒 間 儲 層孔隙中增產石油的充分必要條 件，但滿足裂縫的這一條件是非 常必要的。而滿足第二個條件， 即 –рпл>σθ 就足夠了。 較高的裂縫壓縮系數預先確 定了壓降和油井產能之間的強相 關性 ( 圖 5)。正如從圖中所示， 裂縫僅在一定的壓降范圍內屈服， 產生壓降是為了刺激流入。超過 壓降的臨界值會導致地層流體無 法進入井內的情況。為了防止這 種情況，應遵守一個基于各種目 標測試結果制定的簡單規則 : 在 特定的地下條件和測試設備下， 用于刺激裂縫流入的壓降必須盡 可能低。 實踐中已經知道多個案例， 當在鉆井過程中在井柱中記錄了 當前裂縫的生動跡象，而在相應 地層段的測試過程中實際上沒有 接收到流體流入時。來自各個石 油生產領域的統計數據表明，當 在鉆井過程中使用鉆桿測試器測 試裂縫性儲層時，不少于 70% 的 下鉆作業導致無流體流入，測試 目標顯示為“干燥”。之后，當 完井時，所有這些目標都產生了 地層流體的流入。 在初步試驗中， 由于為了達到最大尺寸而錯誤地 選擇了壓降，導致了它的缺失。
量估算容積法
主要任務是估算裂縫網絡容 量 ( 裂縫孔隙度系數 кптр), 這是預測油氣儲量的主要解決方 案。確定這一因素的第一種方法包括找出巖石總孔隙度和基質孔 隙度之間的差異。中子測井和密 度測井確定總孔隙度，而聲波測 井或電測井可以確定基質孔隙度。 然而后者的結果受到壓裂的影響， 這種方法不能作為估算 кптр 的標準。此外，使用地球物理方 法估算孔隙度的絕對誤差超過了 裂縫形成因素，因此地球物理方 法原則上不適合解決這一任務。 建議應用包圍技術來估計 кптр 值。這種方法的實施需 要在不同的時間進行兩次視電阻 率測量，具有兩個不同的沖洗流 體阻力值。然后，利用在某些假 設下導出的公式計算裂紋形成因 子。該方法的生理數學模型以及 將獲得的結果與 кптр 模型進 行比較，表明了用于估算裂縫形 成因子的包圍技術的主要不可接 受性。
一些工作包含根據巖石骨架 壓縮系數、基質和裂縫的定義估 算 кптр 的描述。建議使用巖 心分析材料、橫截面的地球物理 和流體力學勘測來評估壓縮系數， 即通過研究相互之間幾乎不可比 的巖石體積。 人們也不應該在巖 心和薄片中應用估計裂縫形成因 素的數據。這是因為我們觀察到 的斷裂是在鉆井和舉升到地面的 過程中巖石變形的結果。 因此，目前缺少任何估計裂 紋形成因子的方法。一種可能的 解決方法如下。使用從開發中移 除的裂縫性儲層的礦點，可以使 用 кптр 體積法公式進行回描 計算，接受生產的碳氫化合物的 總累積體積。此類計算的結果表 明，裂縫網絡的實際能力遠低于 個別出版物中出現的 кптр 值。 上述描述和測量裂縫儲層的 方法不僅在勘探和開采階段，而 且在分析和重新解釋先前鉆井的 材料期間都是可取的。這些方法 的特點是實現簡單，每個公司都 可以使用。在不同地區和油田進 行的試驗證明，它們在解決設定 的任務方面是有效的，并證實了 裂縫性儲層結構的確定性。對其 中一個區域使用所述方法的結果 作為一個說明性的例子，該例子 使得有可能使用累積多年材料的 分析結果，在原則上以一種新的 方式強調大面積區域的含油能力 的前景。
關于裂縫性油藏流體運動 理論
裂縫儲層中的流體運動通過 裂縫網絡發生。在這種儲層中， 不可滲透的基質塊被認為是基質 固體物質的結節，而裂縫則充當 粒間空間。 使用這種裂縫性儲層 和具有粒間儲層的地層之間的類 比，假設兩個系統中的流體運動 過程可以使用相同的方程來描述； 例如，如果有層流條件，運動方 程是根據達西定律推導出來的。 這個問題的起點是絕緣裂縫中的 流動方程，最簡單的模型是兩個 平行板之間狹窄空間中的水流。 如果基質巖石是可滲透的， 關于這種裂縫性儲層中流體運動 的理論假設是基于一種介質插入 另一種介質的想法 (“雙重孔隙 度”、“雙重洞穴性”)，首先在 工作中闡明。假設流動區域的條 件實際上是一定量的流體從基質永久轉移到裂縫網絡，同時等量 流體向油井移動的結果。
穿過雙 重孔隙系統的已形成的水流與穿 過無孔隙裂隙巖石的水流相同。 雙重孔隙概念的發展在國內 外都發生在對各種裂縫介質模型的 理論解的水平上，具有不同的假設 和求解方法。已公布的解決方法純 粹基于作者對他們選擇的介質模型 中流體流動過程的沉思概念，他們 中沒有一個人證明他的觀點是正確 的。在此方面，對許多油田的研究 結果具有特殊的實踐和學術意義， 這些油田的特性對于裂縫性儲層來 說是不尋常的。 在其中一個區域發現了厚度 為 55~70 米 的 石 灰 巖 油 藏， 孔 隙度為 25~30%，基質滲透率為 20~40 毫達西。根據測井資料處 理結果，這些沉積物的水飽和系 數始終等于 1кв(кв= 1)。也 就是說，孔隙體積完全被地層水 填充。
這一結論初看起來得到了 流入目標測試結果的證實 : 當在 鉆井過程中使用鉆桿測試器進行 RIH 作業時，油井總是在一開始 就產生地層水。然而，在進行鹽 酸處理后，許多井開始井噴并含 水和油。節流器越小，總液體流 入量中的含油量越高 ( 見表 1)。 所考慮的產狀儲層實際上是 具有滲透性巖石基質的裂縫儲層， 后者充滿水，而油占據近垂直裂 縫。 人們發現，為刺激流入而建 立的過大壓力導致剪切應力超過 地層壓力。換句話說，從裂縫流 入的第二個必不可少的先決條件 沒有得到滿足。 當在鉆井過程中使用鉆桿測 試器刺激流入時，以及在一些射 孔作業之后，流體從基巖流入井 內。
由于基質是水飽和的，因此 每次都會獲得地層水的流入量。 鹽酸處理可以恢復裂縫和鉆孔之 間的連接， 進而確保流體 ( 即石 油 ) 滲透到裂縫網絡中。在此類 事件的開發過程中，沒有一口井 從一開始就生產含水原油，水與 油的相關性取決于工作節流器直 徑的總流量。 所描述的結果本身是有趣的， 但是它們對于理解具有可滲透基質的裂縫儲層中的流體流動過程 以及理解油氣聚集具有特殊的重 要性。 盡管如此，它還是來了。表 1 中的數據表明，即使在裂縫閉 合后，利用空隙向井內過濾流體。 因此，基巖供給裂隙網絡的概念 沒有適當的基礎。此外雙重孔隙 儲層中裂縫的滲透率不低于孔隙 滲透率的一個數量級，流體通過 基質孔隙的速度不支持流體穩定 流入裂縫。裂縫中的壓力下降比 基質中的壓力下降快，這提供了 流體從基質流入裂縫的可能性， 這是這種情況下壓力波動過程的 純理論假設。
以上所述說明了這樣一個事 實，即關于具有可滲透基質的裂 縫儲層，每種介質，即基質巖石 和裂縫網絡，單獨地提供了分別 包含在那些介質中的流體流入井 內。 當礦點開發一段持續時間后， 由于基質巖石在經歷某種極限變 形后破裂，基質巖石對裂隙網絡 的補給可能發生 ( 僅是理論假設 )。 許多研究人員建議解決流體 流動的任務，無論是第一種還是 第二種裂縫性儲層結構的變體， 都由他們選擇一種模型。但是不 管一種變型如何，示意流體流向 井的模型表明地層中從排水區域 的外邊界到井眼的徑向流動。相 應的模型在文獻中以其作者和作 者的名字為人所知，并在工作中 被詳細考慮。 應該注意到所有裂縫儲層的 分析模型都表明水平裂縫的存在， 這與其真實結構不相符。此外， 排除了僅沿水平方向沿裂縫的流 體運動，因為垂直方向的壓差明 顯高于徑向流內的壓差。
油氣聚集
油氣聚集假說認為，分散狀 態的油氣從其形成地通過巖體遷 移，并以礦點的形式聚集。在礦 點內部流動意味著在水中漂浮， 從孔隙中驅動水，并通過碳氫化 合物將其置換。上述在具有滲透 性基質的裂縫性儲層中出現的石 油同樣與其形成的初始階段有關。 巖石基質在其整個寬度上充滿了 水，石油也充滿了寬度上已經打 開的裂縫。如果我們考慮到裂縫 的滲透率比基質巖石的滲透率高 得多，則可以得出以下結論 : 正 是近乎垂直的裂縫是油氣進入礦 點的運移途徑。
液壓接頭劣化
通過對試驗調查結果的分析， 確定了裂縫與井眼之間水力連接 的惡化發生在建井的哪個階段。 為此，選擇了具有相同巖性組成、 巖石地球物理特征和測試條件的 目標。對于一些井，測試是在鉆 井過程中進行的，使用了初步鹽 酸處理和未進行鹽酸處理的鉆桿 測試器。經過初步鹽酸處理的靶 層流入的地層流體體積不小于未 經過鹽酸處理的靶層流入體積的 13~40 倍。考慮到鉆穿目標后立 即在裸眼井中進行了鉆桿測試這 一事實，唯一的結論是 : 裂縫與 井之間的水力連接從裂縫油藏鉆 井和與沖刷液接觸的那一刻起就開始惡化。在鉆井使用過程中， 隨著沖洗液密度的增大，該接頭 快速劣化的可能性越來越高。流 體流入量的顯著差異僅取決于鹽 酸處理操作。
井底結構
基于上述結果，井底結構的 選擇是非常重要的。因此，研究 了完井方法如何影響裂縫性油藏 目標開發效率和產能的問題。分 析了與三種結構相關的數據 : 裸 眼、帶篩管的尾管、帶固井的生 產套管和后續射孔。油藏開發計 劃中沒有規定裸眼完井。這種井 底結構通常在鉆井過程中由于沖 洗液損失而無法在井下下套管時 使用，有時會產生災難性后果。 盡管如此，裸眼井目標的完成沒 有任何問題。 即使為了控制井漏，使用了 特殊填料 ( 橡膠屑、木屑等 ), 并 隨后鉆孔，對鉆孔進行了膠結， 還注入了膨潤土塞。此外，在形 成所需的壓降后，在完井過程中 立即獲得了油流入量。裸眼井采 油具有壓降小、產能系數高、生 產周期長的特點。后者說明了這 樣一個事實，即所考慮的井柱中 巖石的持續應力確保了井眼在其 出現條件下的穩定性。 對于使用帶篩管完井的井， 觀察到以下情況。在篩管上方的 襯管段未進行固井的情況下，目 標開發沒有任何問題。
這種靶的 特征在于具有與上述井底結構相 同的優點。在篩管上方的襯管上 進行固井時，目標開發通常需要 額外的時間投資和材料。這種情 況是由固井作業期間使用的技術 設備不能保證水泥漿不會進入篩 管區域這一事實決定的，導致裂 縫閉合和篩管開口堵塞。任何隨 后的操作在試圖清除屏幕和裂縫 時都是無效的。結果為裂縫和井 之間的水力聯系惡化 : 以高壓降 和低效率進行采油。 作為一個例子，我們可以給 出在同一個區域完成兩口井的結 果。顯影靶由石灰巖組成。在篩 管上方的襯管段進行固井作業時， 需要進行三倍鹽酸處理來完井。
盡管強化了目標，但建立的壓降 等 于 35Mpa， 生 產 率 為 0.8 噸 / 天 *MP。對于另一口井，在沒 有進行上述固井作業的情況下， 用水替換加重鉆井液后，立即實 現了油的沖洗流動。壓降不超過 2 MPa， 生 產 率 為 130 噸 / 天 *MPa。 通常，生產套管下入井眼、 固井和后續射孔的完井與篩管下 入井眼和篩管上方襯管固井的完 井相同。這種井需要額外的時間 和材料投入 ( 為了可靠地恢復裂 縫和鉆孔之間的水力聯系，有時 要進行多達 5 次鹽酸處理 )。在主 要由石灰石組成的橫截面中，鹽 酸處理可以有效地恢復裂縫和鉆 孔之間的連接。 因此，裂縫性儲 層的最大采油能力可以在裸眼完 井或無需固井的現成篩管期間實 現。因此，裂縫性儲層的最大采 油能力可以在裸眼完井或無需固 井的現成篩管期間實現。（待續）
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