致密砂岩气藏多层系水平井立体开发技术——以鄂尔多斯盆地致密气示范区为例

中国致密砂岩气资源丰富、分布广泛,但储层非均质性强,单井产量低,有效开发难度大。为提高致密砂岩气单井产量和储量动用程度,探索致密砂岩气藏多层系高效立体开发模式,以鄂尔多斯盆地苏里格气田致密气示范区盒8段、山1段等多套含气层系为例开展了研究,提出了一套致密砂岩气藏多层系水平井立体开发技术体系。首先,针对致密储层特征,通过利用三维地质建模与三维地震资料对各小层砂体空间展布进行精细刻画和含气有利区评价;其次,优选水平井开发主力层位和落实水平井部署有利区,整体部署盒8段、山1段2套水平井井网,进行多层系立体水平井开发;第三,应用地质—地震综合水平井地质导向技术,有效提高了气层钻遇率。基于该技术开发体系,完钻的多层系水平井气层钻遇率较邻近区块提高了10%以上,试气平均无阻流量达到87.3×10~4m³/d,实现了致密气藏的高效开发。     

Adaptive Channel沉积相建模在水平井地质导向中的应用

针对出发井和末端井的二维剖面地质导向技术不能充分体现邻井间立体地质关系,储层预测效果差的问题,利用现代辫状河沉积、野外露头、加密区构型解剖及水平井分析等资料,建立了研究区辫状河储层单层沉积微相参数地质知识库。以此为约束,采用基于目标对象的Adaptive Channel沉积相建模方法,构建多期河道叠置的三维沉积微相模型,建立了不同概率的预测模型,指导水平井地质导向。结果表明,该方法指导水平井地质导向的成功率达到90.9%,与传统方法相比,砂体钻遇率提高约8个百分点,气层钻遇率提高约5个百分点,试气产量及生产能力均明显提升。该方法对强非均质性致密砂岩气藏高效开发提供了技术支持。     

基于地质知识库的致密砂岩气藏储层建模——以苏里格气田苏X区块为例

针对苏里格致密砂岩气藏有效储层规模认识不清、致密气藏三维地质建模方法欠缺和水平井有效储层钻遇率低等问题,利用苏X区块169口井储层砂体解剖、实钻井对比分析与辫状河地质认识,建立储层地质知识库,再利用基于目标法建立三维训练图像,最后利用多点地质统计学建模方法建立三维地质模型。结果表明,苏里格致密砂岩气藏的辫状河砂体中,心滩有效储层规模参数为:宽度200~450 m、厚度3~10 m、长度450~1 000 m、宽/厚45∶1~55∶1,单一辫状河道宽度1 000~2 500 m;将以上储层地质知识库应用于三维训练图像中,体现了辫状河道与心滩规模的比例关系,及其在三维空间上的叠置迁移特征;多点地质统计学方法能够将辫状河三维训练图像成果应用到三维地质建模中,使地质模型更符合辫状河地质认识和致密砂岩气田有效储层的"砂包砂"二元结构。水平井实钻证实,地质模型能够准确预测井间有效砂体规模、指导致密砂岩气藏的水平井地质导向。以上建模方法对国内外类似致密砂岩气藏储层建模具有借鉴意义。     

非常规水平井地震导向关键参数分析及预测方法

水平井地震导向以三维地震资料为基础,综合地质、录井、测井和随钻实时地质评价等多种资料,为钻井工程提供靶体预估、趋势预判及风险预警等信息,即包括入靶导向（目标地层埋深预测）和水平钻进导向（地层倾角、小断层和微幅构造预测等）。然而,由于非常规储层地质特征不同,其水平井地震导向的难点或侧重点也不同。以滇黔川五峰—龙马溪组海相页岩气和松辽盆地泉四段致密油水平井地震导向为例,由于页岩分布广、箱体薄、成层性好,其地层埋深、地层倾角及小断层和微幅构造精细预测是难点,也是导向的关键问题;而致密砂岩相对较厚,其地层埋深、地层倾角、小断层和微幅构造在地震导向中的精度要求相对较低。砂体叠置关系复杂,横向变化快,是导致水平井出层的主要因素。所以,准确预测河道砂是其导向的难点和关键问题。根据储层地质特征分析,建立地质模型,通过钻探实例详细分析不同储层地震导向的关键问题,并基于水平井实时钻探的特点,应用动态地震勘探理论,建立“动态速度”,不断提高深度域地震数据精度,以解决页岩气地震导向关键问题;通过建立“动态属性”,不断提高致密砂体预测精度,解决致密油地震导向关键问题。这些手段有助于提高水平钻探效率和甜点钻遇率。     

致密砂岩地震预测在水平井轨迹设计中的应用

鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系下石盒子组一段(盒一段)属于典型的辫状河道沉积,砂岩较厚,气层分布存在着较强的非均质性,气藏的水平井开发难度较大。为了提高致密砂岩气藏储层"甜点"钻遇成功率,在高分辨率层序地层和沉积体系分析的基础上,明确了盒一段辫状河道沉积相展布规律及沉积特征,提出了综合应用三维地震资料解释、地震波形分析、AVO含气检测及地质统计学反演等地震预测成果设计水平井轨迹的技术方法。其中,AVO负梯度异常和地质统计学反演等地球物理预测技术发挥了特别重要的作用,为大牛地致密砂岩气藏水平井开发提供了技术支持。层序地层理论和有效的地球物理预测方法结合是提高致密砂岩气藏储层"甜点"钻遇成功率的理想途径。     

榆林气田标志层法和沉积旋回法水平井导向技术

针对鄂尔多斯盆地榆林气田水平井钻进山23砂体时存在的入窗困难和入窗后井眼偏离气层段穿行等难题,分析了该气田30多口井的沉积层序和山23砂体沉积韵律,发现山2段发育3套距山23砂体厚度稳定的煤系地层,山23砂体由多个正韵律单砂体在垂向上叠加而成。因此,将煤系地层作为标志层预测山23砂体顶界垂深,形成了标志层法水平井入窗导向技术;将山23砂体沉积旋回特征与钻时、岩屑、气测值和随钻伽马变化特征结合,形成了沉积旋回法水平段穿行导向技术。该技术在YuH1井和YuH2井进行了应用,砂岩钻遇率分别达到了98.2%和95.6%。标志层法和沉积旋回法水平井导向技术为水平井准确入窗和提高砂岩钻遇率提供了高效的地质导向方法。      

应用地质成果优化致密气水平井压裂设计

致密气藏储层由于早期的沉积条件制约,储层厚度小、横向展布规律难于把握,砂岩钻遇率低(59%),加上黄土地表对地震信息采集的精度影响,钻井水平井段常规测试不产气或产微气,难以达到工业气井标准。虽然钻井的储层钻遇率低,但通过地质分析认为值得在泥岩水平井段优化水平井压裂分段设计,避免泥岩段压裂带来的超压、砂堵等风险,沟通主力产层的砂体,可以最大限度地提升水平井压后产能。应用野外剖面考察及沉积微相研究成果对工区砂泥岩叠置方式进行精细刻画,准确标定出目标井钻遇储层砂岩的纵向分布位置、横向砂体展布范围,据此预测水平井泥岩段压裂效果及风险,其成果可以有效应用于优化水平井压裂分段设计。根据优化设计的方案进行施工,钻井从没有常规测试价值达到产气量13.15×10~4m~3/d,折合无阻流量22.5×10~4 m~3/d,收到良好的产气效果。研究结果表明:①通过致密砂泥岩沉积微相研究成果,可准确论证低钻遇率水平井泥岩段压裂的可行性;②多级分段压裂技术可突破3 m以下的"泥质薄隔层",沟通邻近含气砂体,获得更高的工业产能,为致密气藏高效开发提供技术保障;③作业后,通过施工压力曲线、井下微地震监测及示踪剂产液剖面测试等技术对压后效果进行评价,验证压前地质认识。     

致密砂岩储层地质导向技术研究及其应用——以苏里格气田XX区为例

苏里格气田XX区上古生界含气层系为物性较差的低孔低渗致密砂岩储层,砂体空间结构复杂,非均质性强。围绕苏里格气田XX区致密砂岩储层进行砂体精细解剖,开展砂体空间结构特征研究,论证了水平井地质导向技术在该区的具体应用及其实施效果。针对垂向叠置的多套砂体内部单砂体与隔夹层发育特征,强化了水平井轨迹优化设计,明确了针对该区致密砂岩储层的水平井地质导向技术。实践表明,大斜度式与阶梯式水平井垂向上可钻遇两套或多套气层,有效提高了储量动用程度。     

东海水平井地质导向技术及应用

为提升东海水平井实施效果,针对储层埋深大、储层厚度薄、横向变化快、砂体内部结构复杂的特点,开展了水平井地质导向技术研究,总结了一套适合东海水平井实施的地质导向策略和方法,基于测井、录井等随钻资料,开展地层精细对比,实时预判目的层深度,保障合适井眼井斜角顺利着陆;建立地质导向模型指导水平段钻进,提高水平段有效储层钻遇率,提升水平井实施效果。采用地质导向技术,平均砂岩钻遇率80.3%,平均有效储层钻遇率74.9%,取得了显著的实施效果,对东海后续水平井实施具有较高的借鉴和应用价值。     

低渗透气藏水平井优化部署及地质导向钻进方法研究与实践——以苏里格气田东区南部为例

水平井开发技术对于低渗透气藏具有提高单井产量和气田开发效益的独特优势。以砂体精细描述及储层评价为重要手段,优选水平井开发有利目标区;针对苏里格气田东区南部上、下古生界储层发育特点,以立体开发、整体开发及大井丛水平井组开发部署结合的方式,进行水平井优化部署;水平井设计根据不同的砂体及有效砂体发育特点,采用平直型、顶穿底型及阶梯型3种水平段轨迹;地质导向以提高储层钻遇率为目标,以入靶跟踪和水平段跟踪调整为核心,形成4种靶点调整和6种轨迹控制的水平井地质导向跟踪技术。研究成果应用于水平井开发中效果良好,获百万方高产井2口,有效储层钻遇率最高达91.6%。     

川东南JA侧钻水平井地质导向技术

川东南焦石坝及其外围页岩地层地质导向钻井存在井震矛盾突出、岩屑代表性差、地质设计与实钻地层之间往往存在较大偏差等技术难点。针对上述技术难点,基于地震及邻井资料,建立了钻前地质导向模型,以预测可能钻遇的地层;在入靶前的地质导向阶段,根据随钻测井资料和录井资料,进行地层精细对比,并修正地质导向模型,调整靶点深度,确保水平井安全、高效着陆;在水平段地质导向阶段,充分利用随钻测井、气测、钻时、岩性等数据,准确判断钻头位置,并实时修正地质导向模型,以确保钻头始终处于目的层,形成了适用于该地区的页岩水平井地质导向钻井技术。该技术在焦石坝外围的JA侧钻水平井进行了应用,气层钻遇率达到100%,优质气层钻遇率85.5%,取得了良好的应用效果。现场应用表明,该页岩水平井地质导向钻井技术适用于川东南地区页岩水平井钻井,能够有效提高气层钻遇率,对国内类似页岩气区块地质导向钻井也有借鉴作用。      

苏里格气田水平井随钻地质导向技术及应用

苏里格气田是典型的低渗、低压、低丰度的强非均质性致密岩性气田。 水平井开发对于提高单井产量作用显著,然而水平井随钻地质导向难度大是制约其高效开发的瓶颈。针对地质导向过程中微幅构造难判断、井底岩性难识别以及易钻遇泥岩隔夹层等问题,在水平井部署与设计的基础上,通过分析水平段钻遇泥岩时的具体情况,并结合砂体垂向叠置关系及储层内部构型分析,总结了一套适合苏里格气田盒 8 段气藏的水平段导向调整措施,并以 AH 井实钻为例加以说明。 多年的水平井开发实践表明,采用水平井随钻地质导向技术进行水平井开发,平均砂岩钻遇率达 85.7%,平均有效储层钻遇率达 62.5%,水平井单井产量是直井的 3～5 倍。     

页岩气水平井钻井的随钻地质导向方法

四川盆地川南地区页岩气开发的主力目标层位为厚约6 m的下志留统龙马溪组海相页岩,具有靶窗较小、构造复杂、地层倾角变化大等特点,实钻井眼轨迹存在脱靶和出层的风险。为此,以该盆地威远区块页岩气水平井为例,通过分析该区水平井地质导向过程中出现的技术难点及其原因,从入靶导向和水平段地质导向等关键环节入手寻找出解决上述难点的办法:1应用随钻自然伽马依次测量地层剖面上的高伽马页岩标志层,配合地质录井确定轨迹精确入靶点,保证井眼轨道按设计井斜角姿势入靶,避免了提前入靶和推迟入靶;2应用随钻自然伽马测量优质页岩储层低值层段特征,配合地震深度剖面判断地层大致视倾角以及微构造的发育情况,实现实钻轨迹在钻进箱体中位置的正确确认,确保了储层的钻遇率。2年的现场应用效果表明,该区块已完钻27口水平井,平均深度为5 043 m,平均水平段长度为1 428.96 m,优质页岩箱体钻遇率达95.75%。结论认为,优质页岩箱体地质导向方法配合地质、三维地震、气测全烃含量等多种方式,可实现箱体的准确着陆及水平段的精准穿行。     

珠江口盆地XJ油田薄油层水平井三维地质导向技术

针对XJ油田薄油层厚度小、砂体展布特征不确定、岩性变化快和井眼轨迹出层风险大等问题,开展了薄油层水平井三维地质导向技术研究。通过沉积微相精细描述明确砂体展布特征,深入研究储层岩性特征,建立精细地质模型,并充分应用地层边界探测仪、结合其他测录井资料,准确判断井眼轨迹在目的层中的位置,预测地层变化情况。研究表明,XJ油田薄油层中浊积砂体多呈条带状分布,厚度大于前缘席状砂体,是水平井部署的有利相带;沉积微相分布对储层岩性有重要影响,沉积微相约束下建立的岩相模型能准确预测水平井所钻遇地层岩性;地层边界探测仪能获得井眼轨迹周围较大范围内的地质特征,可有效指导油层中的水平井钻进。该技术在XJ油田油层厚度小于5.00 m的3口薄油层水平井进行了应用,储层钻遇率均高于90%。研究与应用表明,XJ油田薄油层水平井三维地质导向技术应用效果良好,对其他地区的薄油层地质导向钻井具有很好的借鉴作用。      

鄂尔多斯盆地苏里格气田降本增效系列技术

为了应对国际油价持续低位徘徊的严峻形势和适应国内环境保护工作的新要求,中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地苏里格气田开展了地质、开发技术攻关。通过地震+储层构型分析,对该气田上古生界河流相砂岩气藏储层进行了定量表征;开展成藏机理及主控因素综合分析,对下古生界海相碳酸盐岩气藏储层进行了整体评价。在此基础上,从井位部署、轨迹设计、地质导向等3个方面完善了致密砂岩水平井开发技术,形成了大井组布井技术及针对上古生界、下古生界气藏多层系含气特点的立体开发技术。上述勘探开发系列技术在该气田的实施效果表明:(1)上古生界气藏新增建产有利区150 km~2,下古生界气藏筛选出含气有利区450 km~2;(2)水平井开发技术的完善,提高了水平井在上古生界气藏的实施效果,2016年完钻水平井平均有效储层钻遇率超过60%、平均试气无阻流量达45×10~4 m~3/d;(3)上古生界、下古生界气藏立体开发技术大幅度提高了天然气储量的动用程度,提高了单井产量;(4)大井组开发技术的规模应用使单井平均占地面积缩减49.9%、单井平均建井周期缩短10 d,同时还便于气井生产管理、减少了环境污染。结论认为,该系列技术为苏里格气田降本增效提供了技术支撑,可供同类型气田借鉴。     

利用多属性融合方法预测新疆滴西178井区梧桐沟组薄砂岩储层

滴西178井区梧桐沟组发育上、下2套气层,天然气地质储量为31.49×108m,是下步开发建产的有利区。但是梧桐沟组储层构造幅度低、砂体薄,现有地震资料频率较低,勘探开发的投资成本高、风险大,因此要提高水平井砂体的钻遇率,对薄砂体识别方法的研究至关重要。常规叠后地震反演方法能够识别厚度较大的砂岩储层,但对较薄的砂体由于受到地震分辨率的限制,预测结果不能满足勘探开发的需要。在精细地震资料处理基础上,基于波形特征、阻抗属性和烃类活动因子属性,结合测井信息,对砂体厚度进行多属性融合预测,刻画出滴西178井区梧桐沟组砂体发育分布区,并利用预测结果部署实施了4口水平井。预测结果与钻井、气测结果吻合,有效地提高了水平井砂体钻遇率,取得了良好的开发效果。     

水平井地质导向技术在周清庄油田薄油层中的应用

周清庄油田存在地层产状陡、砂体厚度薄、油层埋藏深等特征,导致水平井在油层钻进过程中,极易造成井眼轨迹出层,为了解决这一难题,开展了水平井地质导向技术研究。通过分析该地区邻井钻遇储集层的实际情况,结合录井曲线中的钻时、气测以及测井曲线中的自然伽马、电阻率等参数对周清庄地区沙三3储集层的标志层以及储集层内部进行精细划分,在纵向上建立储集层与标志层在岩性、电性上的响应特征模型,并以该模型指导水平井钻进,即首先把钻遇的标志层与模型中的标志层进行分析对比确保着陆于油层,其次运用“蛙泳法”计算地层动态倾角,为确保水平段始终处于目的层内及时调整井眼轨迹,最终达到提高储集层钻遇率的目的。