山東東營牛莊鎮(zhèn)地?zé)峋毓嗵接?/h1>
2020-07-01 03:38:50賀志鵬
云南化工 2020年6期
賀志鵬
（中石化新星山東新能源有限公司，山東 東營 257000）
1 牛莊鎮(zhèn)地質(zhì)及地?zé)醿犹卣?/h2>1.1 地質(zhì)特征
牛莊鎮(zhèn)位于山東省東營市東營區(qū)境內(nèi)，構(gòu)造上位于渤海灣盆地濟陽坳陷東營凹陷牛莊洼陷西南部緩坡帶，北接中央隆起帶，南靠東營凹陷南斜坡。牛莊洼陷是以古生界為基底發(fā)育起來的，其上沉積了中生界地層（侏羅-白堊），新生界地層的古近系（孔店組、沙河街組、東營組）及新近系地層（館陶組、明化鎮(zhèn)組）及第四系，四周分別與現(xiàn)河莊油田、梁家樓油田、廣利油田和王家崗油田相鄰，其構(gòu)造較為簡單。牛莊鎮(zhèn)所在地區(qū)大地構(gòu)造示意見圖1。
圖1 牛莊鎮(zhèn)所在地區(qū)大地構(gòu)造示意圖
1.2 熱儲層特征
牛莊鎮(zhèn)開發(fā)利用的主要熱儲層為新近系館陶組熱儲和古近系東營組熱儲，其次為古近系沙河街組熱儲和寒武系一奧陶系熱儲，館陶組、東營組和沙河街組熱儲屬層狀孔隙裂隙型熱儲，寒武系一奧陶系熱儲屬裂隙巖溶型熱儲。
1）古近系東營組（Ed）。由于該井處于牛莊洼陷深部，因而東營組發(fā)育齊全。自下而上可劃分為三組：
① 東三段（Ed3）。1803～2002m，厚199m，砂層厚81.6m，砂泥比為0.41，砂層多為灰白色含礫中-粗砂層，砂層單層平均厚度3.8m，最大單層厚度為9.6m，東三段沉積穩(wěn)定，無構(gòu)造破壞，在牛莊地區(qū)廣泛分布。
②東二段（Ed2）。1681～1803m，地層厚122m，砂層厚54.9m，砂泥比0.45，砂層多為灰白色中-細(xì)砂巖，顆粒細(xì)，砂層單層平均厚度4.4m，最大單層厚度為15.5m，東二段在向斜中心未受斷層切割，儲層相對較好。
③ 東一段（Ed1）。1530～1681m，地層厚151m，砂層厚57.4m，砂泥比0.38，砂層多為厚層含礫砂巖，砂層單層平均厚度4.1m，最大單層厚度為12.5m，具上細(xì)下粗的正韻律沉積特征。
2）新近系館陶組（Ng）。1066～1530m，厚464m，以砂巖泥巖互層沉積，砂層自下而上逐步增厚，顆粒也逐步增大，砂巖多為厚層狀中細(xì)砂巖為主。館陶組分兩個沉積旋回。館上段（1066～1252m），地層厚186m，砂層厚44.6m，砂巖上細(xì)下粗，上薄下厚的特征十分明顯，單層厚度多為4～6m，最大單層厚度為9.6m，砂體個數(shù)少。館下段（1252～1530m），地層厚278m，砂層厚125.1m，自泥巖開始沉積突變?yōu)樯皫r，砂層單層平均厚度4.9m，最大單層厚度為18m，砂層分布集中，本層作為熱水層的備用水層，作為熱水層的灌入層也是可行的。
3）新近系明化鎮(zhèn)組。其上段具淡水層，下段為巨厚泥巖，作為地?zé)釤醿Φ纳w層，其分布廣泛且泥巖質(zhì)純，厚度穩(wěn)定，由于不是熱儲層，不贅述。
2 現(xiàn)有的回灌成井工藝技術(shù)
2.1 包網(wǎng)纏絲濾水管成井技術(shù)
優(yōu)點：回灌井段采用包網(wǎng)纏絲濾水管成井技術(shù)，在目的層下入繞絲篩管，有利于增加進液通道，從而提高地層的回灌能力，適用于顆粒較粗且膠結(jié)程度較好的地層。
缺點：針對疏松的砂巖地層，其砂泥巖互層在大液量的沖刷下，容易導(dǎo)致其中的細(xì)粉砂隨著地?zé)嵛菜M入到地層中，堵塞孔吼，從而降低回灌量；易導(dǎo)致泥巖段垮塌后堵塞回灌井段，且泥巖隨著尾水進入地層后進一步的降低回灌能力。
2.2 管外礫石充填成井工藝
填礫層可以有效阻擋尾水中的顆粒，且受填礫的支撐作用，孔壁較穩(wěn)定，不易造成孔隙的堵塞，可以保證回灌的長期運行，利于回灌。但是后期難以處理。
2.3 固井射孔完井技術(shù)
該工藝適于深度大于1500m的鉆孔，固結(jié)性好、滲透率大的熱儲層。如東營區(qū)域通過精細(xì)刻畫砂巖熱儲分布規(guī)律，選擇正韻律厚層射孔完井。
技術(shù)優(yōu)點：1）固井防止泥巖垮塌，封堵細(xì)粉砂地層，減少細(xì)小顆粒堵塞；2）孔喉射孔形成的滲流通道長、滲透率大，避免了濾水管的阻力；3）優(yōu)選大段回灌層，有效避免層間干擾。
2.4 回灌井酸化工藝技術(shù)
針對礦化度較高的地?zé)峋?，在溫度壓力降低時，容易在地面管網(wǎng)、井下設(shè)備中出現(xiàn)結(jié)鹽結(jié)垢現(xiàn)象，一方面微小垢物隨著尾水進入地層，堵塞孔吼；另一方面垢物附著在濾水管上，造成進液通道變得狹小，影響進水量。酸化以解除近井地帶污染為目的，即酸有效作用距離等于或略微超過傷害半徑時停止施工。在砂巖儲層酸化中，酸作用的有效距離一般在1.5m，基質(zhì)酸化對解除近井地帶傷害非常有效。
3 回灌試驗
為更好的研究不同的成井工藝對古近系東營組熱儲的回灌效果，本次選擇牛莊鎮(zhèn)區(qū)域采用不同的完井工藝的兩口地?zé)峋?，分別是射孔完井的NR1井和包網(wǎng)纏絲濾水管成井技術(shù)完井的XF2井，兩口回灌井相距5km，地質(zhì)情況相同，進行回灌試驗效果的對比，兩口地?zé)峋拘畔⑷绫?。
表1 地?zé)峋畢?shù)
4 回灌試驗分析
通過達西徑流公式對兩種完井方式的回灌能力進行評價。根據(jù)滲流力學(xué)方法，按徑向流達西公式，計算直井理論最大回灌量：
其中，儲層泄壓半徑Re，參考油藏極限供油半徑公式求得：
對該厚度取水層，分別計算得出射孔完井和繞絲篩管的回灌量分別為：102m2和83m2?？紤]目前該井未出現(xiàn)出砂情況，因此綜合對比后優(yōu)選射孔完井的完井方式。
5 結(jié)語
東營市牛莊鎮(zhèn)地區(qū)主要開采層位為館陶組砂巖，完鉆層位為東營組。通過對比分析不同完井工藝技術(shù)，這說明在該區(qū)塊采取射孔的完井方式回灌量要優(yōu)于繞絲篩管完井方式，回灌量可達到完全回灌的要求。
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圖1 牛莊鎮(zhèn)所在地區(qū)大地構(gòu)造示意圖
1.2 熱儲層特征
牛莊鎮(zhèn)開發(fā)利用的主要熱儲層為新近系館陶組熱儲和古近系東營組熱儲，其次為古近系沙河街組熱儲和寒武系一奧陶系熱儲，館陶組、東營組和沙河街組熱儲屬層狀孔隙裂隙型熱儲，寒武系一奧陶系熱儲屬裂隙巖溶型熱儲。
1）古近系東營組（Ed）。由于該井處于牛莊洼陷深部，因而東營組發(fā)育齊全。自下而上可劃分為三組：
① 東三段（Ed3）。1803～2002m，厚199m，砂層厚81.6m，砂泥比為0.41，砂層多為灰白色含礫中-粗砂層，砂層單層平均厚度3.8m，最大單層厚度為9.6m，東三段沉積穩(wěn)定，無構(gòu)造破壞，在牛莊地區(qū)廣泛分布。
②東二段（Ed2）。1681～1803m，地層厚122m，砂層厚54.9m，砂泥比0.45，砂層多為灰白色中-細(xì)砂巖，顆粒細(xì)，砂層單層平均厚度4.4m，最大單層厚度為15.5m，東二段在向斜中心未受斷層切割，儲層相對較好。
③ 東一段（Ed1）。1530～1681m，地層厚151m，砂層厚57.4m，砂泥比0.38，砂層多為厚層含礫砂巖，砂層單層平均厚度4.1m，最大單層厚度為12.5m，具上細(xì)下粗的正韻律沉積特征。
2）新近系館陶組（Ng）。1066～1530m，厚464m，以砂巖泥巖互層沉積，砂層自下而上逐步增厚，顆粒也逐步增大，砂巖多為厚層狀中細(xì)砂巖為主。館陶組分兩個沉積旋回。館上段（1066～1252m），地層厚186m，砂層厚44.6m，砂巖上細(xì)下粗，上薄下厚的特征十分明顯，單層厚度多為4～6m，最大單層厚度為9.6m，砂體個數(shù)少。館下段（1252～1530m），地層厚278m，砂層厚125.1m，自泥巖開始沉積突變?yōu)樯皫r，砂層單層平均厚度4.9m，最大單層厚度為18m，砂層分布集中，本層作為熱水層的備用水層，作為熱水層的灌入層也是可行的。
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2.1 包網(wǎng)纏絲濾水管成井技術(shù)
優(yōu)點：回灌井段采用包網(wǎng)纏絲濾水管成井技術(shù)，在目的層下入繞絲篩管，有利于增加進液通道，從而提高地層的回灌能力，適用于顆粒較粗且膠結(jié)程度較好的地層。
缺點：針對疏松的砂巖地層，其砂泥巖互層在大液量的沖刷下，容易導(dǎo)致其中的細(xì)粉砂隨著地?zé)嵛菜M入到地層中，堵塞孔吼，從而降低回灌量；易導(dǎo)致泥巖段垮塌后堵塞回灌井段，且泥巖隨著尾水進入地層后進一步的降低回灌能力。
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填礫層可以有效阻擋尾水中的顆粒，且受填礫的支撐作用，孔壁較穩(wěn)定，不易造成孔隙的堵塞，可以保證回灌的長期運行，利于回灌。但是后期難以處理。
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技術(shù)優(yōu)點：1）固井防止泥巖垮塌，封堵細(xì)粉砂地層，減少細(xì)小顆粒堵塞；2）孔喉射孔形成的滲流通道長、滲透率大，避免了濾水管的阻力；3）優(yōu)選大段回灌層，有效避免層間干擾。
2.4 回灌井酸化工藝技術(shù)
針對礦化度較高的地?zé)峋?，在溫度壓力降低時，容易在地面管網(wǎng)、井下設(shè)備中出現(xiàn)結(jié)鹽結(jié)垢現(xiàn)象，一方面微小垢物隨著尾水進入地層，堵塞孔吼；另一方面垢物附著在濾水管上，造成進液通道變得狹小，影響進水量。酸化以解除近井地帶污染為目的，即酸有效作用距離等于或略微超過傷害半徑時停止施工。在砂巖儲層酸化中，酸作用的有效距離一般在1.5m，基質(zhì)酸化對解除近井地帶傷害非常有效。
3 回灌試驗
為更好的研究不同的成井工藝對古近系東營組熱儲的回灌效果，本次選擇牛莊鎮(zhèn)區(qū)域采用不同的完井工藝的兩口地?zé)峋?，分別是射孔完井的NR1井和包網(wǎng)纏絲濾水管成井技術(shù)完井的XF2井，兩口回灌井相距5km，地質(zhì)情況相同，進行回灌試驗效果的對比，兩口地?zé)峋拘畔⑷绫?。
表1 地?zé)峋畢?shù)
4 回灌試驗分析
通過達西徑流公式對兩種完井方式的回灌能力進行評價。根據(jù)滲流力學(xué)方法，按徑向流達西公式，計算直井理論最大回灌量：
其中，儲層泄壓半徑Re，參考油藏極限供油半徑公式求得：
對該厚度取水層，分別計算得出射孔完井和繞絲篩管的回灌量分別為：102m2和83m2?？紤]目前該井未出現(xiàn)出砂情況，因此綜合對比后優(yōu)選射孔完井的完井方式。
5 結(jié)語
東營市牛莊鎮(zhèn)地區(qū)主要開采層位為館陶組砂巖，完鉆層位為東營組。通過對比分析不同完井工藝技術(shù)，這說明在該區(qū)塊采取射孔的完井方式回灌量要優(yōu)于繞絲篩管完井方式，回灌量可達到完全回灌的要求。
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