四川盆地非常规气藏地质-工程一体化压裂实践与认识

地质-工程一体化理念和做法已广泛应用于非常规油气藏勘探开发,贯穿井位地质设计、钻井、完井、压裂投产全过程,但不同阶段和不同地质条件下侧重点有所差异。在涪陵页岩气田开发成功引进并完善了北美非常规地质-工程一体化压裂技术,但这一技术在新区探井压裂中的推广存在局限性。由于四川盆地沉积和构造类型具多样性和复杂性,盆地内非常规气探井的压裂测试无法获得工业气流现象突出,相邻或同一区块探井或评价井压裂产量差异大,主要原因是甜点的裂缝和地应力等地质-工程关键参数三维定量表征及建模精度不够,针对性的分段分簇、压裂优化设计及布缝控缝定量模拟技术手段欠缺。系统总结了地质-工程一体化团队在四川盆地复杂致密气和页岩气探井及评价井压裂方面的实践经验,通过开展地质、测井、地震、工程等多专业联合研究,定量表征非常规储层空间展布、物性、含气性、岩石力学及矿物含量、地层压力、应力场、天然裂缝等关键参数,建立了区域气藏三维地质-工程模型,利用模型进行压裂裂缝空间扩展模拟,优化射孔、暂堵、压裂液、支撑剂、排量等工艺参数,及时跟踪分析和调整必要的现场施工参数,从而增加有效改造体积、提高单井产能,探索并形成了地质-工程一体化压裂技术体系及方法流程,在普光千佛崖组致密气和林滩场页岩气等探区应用效果显著,为类似油气藏地质-工程一体化勘探与开发提供借鉴。     

长宁国家级页岩气示范区地质工程一体化最优化关键要素实践与认识

长宁国家级页岩气示范区的建设和上产历程,从早期以工程探索和实践为主,到第三阶段依托主体技术、全面推进地质工程一体化,在中国页岩气开发探索中具有很强的代表性。围绕"单井提产、整体增效"的核心要求,需要充分运用各种地质工程数据,系统性地研究水平井箱体、压裂改造、生产制度和开发技术政策这四大最优化关键要素,不断提升从单井到全气田的产量、最终可采储量(EUR)和经济指标。基于地质工程一体化研究形成的三维共享地学模型,运用多学科多参数数据分析、应力敏感页岩多场耦合模拟(包括地质力学、水力压裂缝网建模和气藏数值模拟),以及全气田数值模拟等技术和方法,系统分析和评价工程实施效果,通过在目前主体技术条件下的多方案对比,确定了最优化箱体位置和优化的生产制度,明确了压裂参数及工艺、井距参数及布井的进一步优化方向。为了实现整体优化,提出地质工程一体化需从以单井为主的钻井、完井压裂和生产工程,拓展到全气田开发工程。为此,在国内外首次开展了考虑应力敏感性的页岩气全气田数值模拟研究。     

水平压裂辅助蒸汽驱影响因素分析

在对古城油田矿场先导试验资料、室内物理模拟和数值模拟研究的基础上。详细分析了地质因素和油藏工程参数对水平压裂辅助蒸汽驱技术的影响，并初步得出了水平压裂辅助蒸汽驱油藏筛选标准。     

页岩气地质工程一体化建模及数值模拟:现状、挑战和机遇

页岩气地质工程一体化核心内涵新模型,将钻井、完井改造、生产和开发四大工程系统有机联系,在多学科、多部门一体化共享模型基础上,从单井、平台、全气田多尺度,概括了针对四大工程系统的主要工程应用。从三维建模、压裂模拟和数值模拟等方面,回顾了国内外非常规油气藏建模及数值模拟的现状及进展。指出我国在地球物理资料应用、适时建模、气田尺度一体化共享模型、全气田数值模拟、对四大工程系统各种应用的发掘和支持等领域走在前列;北美在机理研究、基础数学模型建立、建模方法及数模新技术探索、井或平台尺度的精细化参数研究等领域更加详细和深入。从复杂天然裂缝系统定量表征、井筒完整性、平面(立体)加密井或立体布井、页岩气田全气田数值模拟、井筒动态和气态动态耦合5个领域分析了所面临的关键性现实挑战,探讨了主要研究方向和思路。     

车21井区裂缝性油藏地质建模与工程设计一体化研究

为研究车21井区人工裂缝在地层中与天然裂缝沟通情况及裂缝真实展布形态,实现车21井区石炭系裂缝性油藏的经济有效开发,基于地质工程一体化研究思路,在建立储层真三维空间模型基础上,考虑油藏在纵向上岩性的展布和平面属性分布的非均质性,在真三维岩石力学储层中进行压裂裂缝模拟,形成了从地质建模到裂缝模拟的一体化研究流程。结果表明:真三维地质力学模型可真实表征储层岩石力学性质,CHHW2101、CHHW2102井的平均最小水平主应力分别为22.0 MPa和26.0 MPa,与2口井的井底停泵压力23.0 MPa与27.0 MPa相吻合。真三维裂缝模拟技术可更高效、更精准、更直接地对裂缝模拟效果进行评价,判断与天然裂缝连通情况。研究结果可为车21井区后续压裂井提供理论和技术支撑,填补中国国内一体化压裂的空白。     

常压页岩气地质工程一体化压后数值模拟研究 ——以DP2井区为例

页岩储层大规模压裂改造后水力裂缝形态以及压后复杂渗流机理和多种作用机制的相互作用是影响压后产能预测及页岩气井网部署的关键.基于地质工程一体化的工作流开展页岩储层水力压裂缝网建模和数值模拟研究,优化开发技术政策,实现经济效益最大化.利用建立的水力裂缝扩展模型模拟压后裂缝网络,该模型考虑水力裂缝间应力阴影、天然裂缝、地应力...     

油藏地质建模与数值模拟一体化应用技术

油藏地质建模与数值模拟的一体化是指数据的一体化、研究过程的一体化以及人员协作的一体化,地质建模是数值模拟的基础,而数值模拟本身又是地质建模的深化.通过实例,论述了一体化的实现方法和应用效果.通过建立项目数据库,规范项目数据的标准,实现了项目数据的一体化;通过提供油藏描述各个环节及不同专业之间的良好接口,实现了研究过程的一体化;通过加强不同专业之间的交流与渗透,实现了专业技术研究人员协作的一体化.应用效果表明,油藏地质建模与数值模拟的一体化技术可提高工作效率近1倍,单井拟合率达到90%以上.     

玛湖油田致密砾岩油藏压裂数值模拟研究

为全方位掌握玛湖油田致密砾岩储层条件,减小井间裂缝干扰,实现精准压裂并完成产能预测,采用地质、地应力、压裂耦合的模拟方法,建立三维数值模型。以玛湖致密油藏试验区为例,依据现有地质资料完成单井地应力模型,在此基础上建立准确的三维地应力模型,并加载人工裂缝模型,通过耦合压裂模型,研究区域压裂施工完成后地应力随时间与空间的变化规律,并与静态地质条件下的人工裂缝形态进行对比。研究表明:三维数值模型拟合得到的生产指标准确性高,具有实用价值。利用三维数值模型得到玛湖致密油藏试验区X井工程参数并进行压裂施工,投产后300 d内平均日产油量为23.4 t/d,平均油压为22.3 MPa,稳产时间长。该研究对于优化压裂设计、降低应力阴影的干扰具有指导意义。     

庆城夹层型页岩油地质工程一体化压裂技术

针对庆城夹层型页岩油储层物性致密、原始油藏压力系数低和湖相沉积非均质性强的特点，采用大型物理模拟试验、水平检查井取心观察和微地震频度与震级分析等方法，明确了裂缝系统以人工主裂缝为主、支/微裂缝为辅；根据细分切割裂缝思路，采用桥塞/球座分段多簇射孔联作工艺为主体技术；从地质工程甜点综合特征出发，优化布缝策略、段簇组合和簇间距；基于限流压裂原理，采用暂堵控制多簇裂缝扩展，以大量现场压裂资料为样本集，优化压裂关键参数；根据压裂对缝网导流能力的需求，优化压裂液和支撑剂的粒径组合。通过上述研究，形成了庆城夹层型页岩油地质工程一体化压裂技术。庆城页岩油区块的180口水平井应用页岩油地质工程一体化压裂技术完成4 590段压裂，压裂后单井初期产量达到了14.5 t/d，第1年产量递减率降低10百分点以上。研究和现场应用表明，页岩油地质工程一体化压裂技术可以实现油藏与裂缝的匹配，有效支撑了庆城页岩油百万吨级产能建设，为陆相页岩油资源高效动用和效益开发提供了技术支持。     

压裂水平井一体化耦合数值模拟方法

随着特低渗透油藏的开发,压裂水平井得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益。但到目前为止,对于人工压裂裂缝、压裂过程中产生的诱导微裂缝尚缺乏有效的手段对其进行模拟,因此也难以准确预测压裂水平井的生产动态。分别从油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒等四个维度的流动模型出发,以各个维度的接触面为链接节点,提出了油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒的相互匹配方法,构建雅克比矩阵,并利用全隐式方法进行求解,实现了对压裂水平井的一体化耦合模拟。实例计算表明:压裂水平井的一体化耦合数值模拟模型能够充分体现油藏基质、人工压裂裂缝、诱导微裂缝与水平井筒多尺度的流动特点,可以更加有效地应用于压裂水平井的动态模拟。