吐哈油田低饱和度油藏地质工程一体化效益勘探实践

吐哈油田近年来在吐哈盆地台北凹陷中—下侏罗统水西沟群低饱和度油藏勘探上取得重要突破,红台地区发现了规模整装储量并快速建产,区域扩展取得多个领域的突破与进展,开辟出一个勘探前景良好的增储建产新领域,实现了复杂类型油气藏的效益勘探。这一勘探重要发现得益于勘探思路的转变和技术进步。吐哈油田借鉴致密油勘探思路,积极推广应用水平井+体积压裂工艺改造技术,地质工程一体化攻关台北凹陷低渗低饱和度油藏,深化成藏机理研究,准确预测储层甜点;科学设计水平井轨迹及方位,强化长水平段工程地质导向及轨迹跟踪,有效提高水平井储层钻遇率;根据油藏特性,优化体积压裂规模和工艺参数,全过程开展地质工程一体化攻关,有力助推勘探获得重要突破;强化成熟技术集成配套,持续推进钻井提速;优化井身结构和完井方式,优化管串设计和固井工艺技术;多措并举,强化工程降本增效,进一步提高低饱和度油藏勘探开发效益。当前应对低品位储量要牢固树立效益勘探的理念,找准主要控制因素是地质工程一体化破解勘探瓶颈的关键,坚持地质工程一体化是实现低品位储量效益动用的保障。     

吉林油田致密油藏同步体积压裂技术实践

松辽盆地南部致密油储层致密,单井无自然产能。直井采用常规水力压裂后难以达到效益开发,因此需转变开发模式,开展储层改造技术攻关和现场试验,提高致密储层改造体积及单井产能,实现经济有效开发。针对吉林油田扶余致密油藏,在精细地质研究、储层力学分析和体积压裂工艺评价的基础上,应用平台水平井组开发模式,结合同步体积压裂的体积改造及配套技术,根据大型有限元软件ABAQUS模拟结果,优化同步体积压裂施工方案,在R53区块进行现场试验,获得了高产工业油流,试采产量是同区块直井的4~10倍,为此类致密油藏经济效益动用提供了技术支撑。     

致密砂砾岩油藏开发中地质工程一体化实践与思考

准噶尔盆地环玛湖地区致密砂砾岩是中国陆地的重要油气富集地,但开发中面临着地质条件复杂、工程难度大、成本高等挑战。以环玛湖地区玛2井区百口泉组油藏为例,运用地质工程一体化思想对该区致密砂砾岩油藏开发进行集中攻关。研究表明:优质储层是提高单井品质的地质基础;优质油层钻遇率是影响水平井产量的关键因素,而精细三维地质模型指导下的地质导向钻井可有效提高钻遇率;区块适应于"大段多簇+暂堵+极限射流"组合压裂工艺,采用水平井+体积压裂的思路,可使该区复杂致密油得到效益开发。经过攻关,该区新开发井的储层品质、钻井品质和压裂品质均取得了明显提升,实现了致密砂砾岩油藏效益开发的初步突破,同时对环玛湖地区致密砂砾岩油藏的开发具有指导意义。     

ND火山岩油藏水平井开发调整技术

针对ND火山岩油藏2007、2008两年快速建产后出现的产量递减快、目前单井产量低、处于低速开采的现状及直井泄油范围小、储量动用程度低的问题。为了提高储量动用程度,实现经济有效开发,提高区块产量,2013年试验水平井大型体积压裂获得成功,揭开了ND火山岩油藏水平井开发的序幕。水平井开发中通过井震结合精细刻画储层、优化水平井井网部署、分层系开发挖潜剩余油、优化压裂工艺等,取得了很好的效果,目前完钻99口水平井油层钻遇率达75%,已投产井初期平均单井日产油11.3 t/d,是直井的2.7倍,区块产量止跌回升。ND火山岩油藏开发实践表明对于储层为缝洞体的火山岩油藏可以通过水平井大型体积压裂提高单井产量、储量动用程度和开发效益,为其他同类型油藏的有效开发提供很好的借鉴。     

四川盆地页岩气水平井分段压裂技术系列国产化研究及应用

随着四川盆地页岩气勘探开发的持续深入,实施水平井分段压裂改造已成为页岩气这种非常规气藏有效开发的必要手段。针对四川长宁—威远国家级页岩气示范区水平井储层特点,结合套管固井完井方式,通过开展自主攻关与现场试验,在页岩气水平井压裂改造方面逐步形成了一套完整的技术系列,包括:新型复合桥塞分段工具、高效降阻滑溜水体系、优化分段设计技术、体积压裂工艺、连续油管钻磨技术、连续混配、连续供砂、连续作业技术、返排液重复利用技术等,从而实现了页岩气水平井储层改造的最优化体积和效果。应用结果表明:自主研发的页岩气水平井复合桥塞优化分段、滑溜水体积压裂工艺及工程配套技术,能够有效提高工程时效和增加井口产能,为页岩气水平井规模效益开发提供了技术保障,为下一步四川盆地页岩气工厂化压裂的实施提供了技术支撑。     

新疆油田致密砂砾岩油藏效益开发的发展与深化——地质工程一体化在玛湖地区的实践与思考

新疆准噶尔盆地是中国陆地的重要油气富集地,蕴含的致密油气潜力巨大,但开发中面临着地质条件复杂、工程难度大、成本高等挑战。为提高开发效益,运用地质工程一体化的思想对玛湖地区的致密油藏开发进行了集中攻关。通过建立精细地质模型和岩石力学模型、优化钻井工具与钻井液体系、采用随钻实时调节的地质导向钻井、基于压裂模拟与实验结果优化改造策略等一系列举措,将区块地质认识和工程实践紧密结合,攻克了钻完井过程中的一系列挑战。研究表明:采用水平井+体积压裂的思路,可以使得玛湖地区的复杂致密油气得到效益开发;水平井钻遇率极大影响了油气井产能;精细三维地质模型指导下的地质导向钻井可有效提高钻遇率和钻井效率;区块适应于细分切割方式的分级体积改造策略,并采用高砂比、高液量、大排量的压裂参数。经过攻关,玛湖地区新开发井的储层品质、钻井品质和完井品质均取得了明显提升,实现了致密油藏效益开发的初步突破,区块已于近期启动了大规模开发建产工作。     

中国致密油藏压裂驱油技术进展及发展方向

针对致密储层"注不进、采不出"的难题,提出"压—注—采"一体化作业的压裂驱油技术。梳理中国国内油田低渗致密储层压裂驱油技术发展的4个阶段:基质渗吸-油水置换采油、裂缝—基质动态渗吸采油、缝网压裂-蓄能增渗采油以及压裂驱油-焖井渗吸采油。明确压裂驱油6个方面技术特征:①细分切割体积压裂,提高缝控程度;②近破裂压力注水,形成大量微裂缝,扩大波及体积;③高压力持续注水,增加孔喉尺寸,改善渗流通道;④前置大液量注入,补充地层能量;⑤焖井渗吸置换,提高驱油效果;⑥添加压驱化学剂,增强洗油效率。综合考虑压驱地质特征、作用机理、工艺参数以及配套设施,深度剖析当前中国致密储层改造面临的地质-工程问题,提出压裂驱油未来4个方面技术攻关方向:①加强地质—工程一体化研究,优化油藏工程注采井网布局;②深化水平井立体改造技术,提高致密储层动用水平;③开展压驱技术作用机理研究,助力压驱工艺参数优化;④完善低成本高效率压驱配套技术,助推致密储层开发降本增效。     

低渗透薄层难动用边际油藏地质工程一体化技术——以滨里海盆地Zanazour油田为例

滨里海Zanazour油田已持续开发20多年,主体区采出程度高、地层压力低,作为油田开发的潜力区,主体构造边部油藏渗透率低、有效油层厚度薄,常规直井开发方式单井产量低、有效开发难度大。为了解决以上难点,实现边际油藏的有效开发,提出了水平井地质工程一体化技术,在以Zanazour油田为代表的边际油藏开展了一系列攻关研究和现场实践。低渗透、薄层边际油藏地质工程一体化技术,以水平井分段压裂为主要手段,从顶层设计出发,匹配地质、油藏特征,实现钻完井工程、分段压裂、采油工程的有机融合,主要体现在以下几方面:①根据水平井分段压裂对产量的影响,有效储层的孔隙度下限从8%下降到了4%～5%。②综合考虑地应力分布、人工裂缝走向、有效油层厚度及其分布等因素,优选水平段目的层并确定水平段方位。③为了提高分段压裂有效性,使用旋转地质导向和随钻测井技术,在1.4～6.1m的薄油层中钻遇率从20.7%提高到72%。④多举措提高水平段固井质量及抗射孔、压裂等作业的冲击能力,保证分段的有效性。⑤考虑水平段非均质性,按照"一段一方案"的原则,优化分段改造方案及施工参数。⑥为了实现低压储层分段压裂后的有效返排,优化配套了气举和液氮助排技术。所形成的技术体系在以H8井为代表的边部开发井获得了应用并获得突破,H8井分段压裂后的产量是邻井产量的11倍。目前共完成了8口井的现场试验,实现累计增产原油11×10~4t。实践表明,对于直井开发效益低的低渗透、薄层边际油藏,采用以分段压裂为主要手段的地质工程一体化技术模式,可以实现此类油藏的有效开发。     

三塘湖盆地致密油加密井体积压裂技术研究与实践

三塘湖盆地马56区块致密油前期采取水平井体积压裂改造后,仍有大量的地质储量无法得到有效动用,整体采收率只有3%,各井间和缝间仍有大量剩余油可供挖潜。为了进一步提高区块致密油单井产量以及采收率,在研究和总结国内外致密油藏体积压裂效果的基础上,采取地质工程一体化攻关,针对性地提出了高密度布井+细分切割体积压裂的技术路线,即通过对井网及人工裂缝实施双加密的方式,实现井筒及裂缝对整个储层地质储量的"全覆盖",最大限度提高储层的动用程度。配套形成了井网加密、长水平段钻井、细分切割交错布缝、注水蓄能及低成本体积压裂5项关键技术。现场推广应用41口井,有效率达100%,平均单井日产油26.2t,累计产油量较前期基础井网提高39.7%,实现了效益开发,为区块致密油藏提高单井产量和采收率提供了技术支持。     

胜利油区致密砂岩油藏水平井开采技术

胜利油区致密砂岩油藏资源量丰富,总体具有油藏埋藏深、储层厚度薄且孔喉细小、储量丰度低和储层纵向分布零散等特点,直井开发存在产能低、初期产量递减快、效益差的问题.为提高致密砂岩油藏的开发水平,开展了水平井开采技术攻关及试验研究,通过设计优化和施工优化,提升了水平井优快钻井技术,突破了致密油藏产能关;通过完善配套压裂完井管柱、现场注储设备和裂缝监测手段,形成了水平井裸眼分段压裂完井技术.截至2013年3月10日,在胜利油区致密砂岩油藏已实施的水平井中,正常生产井28口,工艺成功率为94.4％,累积产油量为58 602.8t,现场取得了明显的生产效果.     

深层低渗透油藏水平井优化设计研究

由于深层低渗透油藏储层渗透能力低且储层发育复杂,开发难度大,为使该类低渗油藏达到经济有效开发,水平井目的层进行了精细预测研究和各项地质参数设计的优化研究。主要通过储层精细对比与划分、精细刻画砂体分布,落实岩性油藏的非均质特征,确定各目的层含油砂体的分布特征。在地质研究成果基础上,利用数模和压裂软件优化设计了低渗油藏水平井分段压裂的各项地质参数:水平井段方位、井段长以及水平井分段压裂条数、裂缝长、裂缝间隔距离和缝网优化等,最终准确设计了水平井轨迹剖面。实际水平井的成功实施证实了研究成果的适用性。     

泾河油田致密低渗油藏水平井重复压裂技术

泾河油田致密低渗油藏受储层物性差、非均质性强,以及注水驱替系统难以建立等因素的影响,部分水平井产量递减快、采收率低.重复压裂面临工艺优选、新缝开启与老缝延伸、储层保护等难点.文中研究了初次改造不充分的水平井油藏压力和剩余油分布特征,利用重复压裂与补充地层能量相结合的水平井储能压裂技术,优化重复压裂施工参数,优选压裂液体系和配套压裂管柱,形成增大储层改造体积、补充地层能量、提高油水置换效率的一体化水平井重复压裂技术.在泾河油田致密低渗油藏X井开展重复压裂,优化重复压裂6段16簇,水平段加砂强度和进液强度分别为1.3,15.4 m3/m,是初次压裂的4.2倍和9.1倍,有效改造体积为1.76×106m3.此项技术可为同类致密低渗油藏重复压裂改造提供参考.     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油立体井网整体压裂设计技术研究与实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油成藏条件复杂,储层非均质性强,持续稳产能力差,油田开发经济效益较差。为探索吉木萨尔凹陷页岩油规模开发可行性,新疆油田逐步加大勘探开发力度,历经10年研究与实践,以实现“缝控储量”为改造目标,立足高效低成本设计理念,形成了“高密度布缝+高强度改造+低成本材料”为特色的体积压裂技术体系。在开发向平台化、多层系模式转变下,需攻关研究立体井网整体压裂技术,提高油藏采出程度。通过地质工程一体化研究,形成大平台整体改造设计方法;结合对压裂时间、段间应力场动态变化的精细描述,确立大平台施工顺序优化方案;基于精细地震解释,建立压裂时套管变形风险分级预测技术和控制措施。2021年,完成吉木萨尔页岩油首个立体开发平台整体改造现场试验,实现压裂零丢段和钻塞无遇阻的安全压裂指标,整体生产效果大幅提升,为吉木萨尔页岩油高质量建产树立了优质范本,有力支撑了国家级陆相页岩油示范区的高效建设。     

非常规油藏地质工程一体化效益开发实践——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油为例

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层埋藏深度大、物性差、非均质性强、原油黏度高,水平井大规模体积压裂技术是实现效益开发的关键.自2012年采用水平井体积压裂技术开发以来,强化地质工程一体化攻关,改造理念和技术体系逐步完善,并配套优质完井和高效举升技术,实现了页岩油高效开发.将地质工程相结合,明确上甜点最优质的P2l22-2层为水平井钻井和压裂 目标,创新集成"优质甜点钻遇率+密切割+高强度改造"的主体压裂技术系列,水平井产量得以充分释放;同时,配套完善完井和举升工艺,既满足了水平井高强度、安全改造的需求,也保证了长期稳产.通过地质工程一体化攻关,建立了芦草沟组页岩油水平井采油工程技术体系,为页岩油规模开发奠定了坚实的技术基础,提供了强有力的工程支撑.     

玛湖致密砾岩油藏水平井体积压裂技术探索与实践

玛湖油田致密砾岩油藏油气富集、开发潜力巨大,但成藏条件复杂、岩性致密、储层物性差、非均质性强、砂体跨度大,压裂面临着起裂困难、裂缝复杂程度低、有效支撑难度大、稳产能力差等挑战。针对油藏地质特征与改造难点,秉承"缝控储量"的理念,拓宽非常规油藏体积压裂认识,通过5年的探索与实践,集成了以细分切割为主要特点的致密砾岩油藏水平井体积压裂技术系列。通过速钻桥塞分段、小裂缝间距分簇射孔、大排量逆混合注入相结合,确保段内多簇裂缝高效起裂延展;组合加砂工艺与大液量滑溜水替代瓜尔胶入井相结合,在改善裂缝纵向及远端支撑剂铺置效果、提高裂缝导流能力的同时,实现地层增能蓄能;从而实现了致密砾岩储层的体积改造,确保了压裂改造的长期有效。该项技术目前已在玛湖全区的勘探、评价与产能建设领域推广应用,累计在11区块实施水平井86井次,改造后水平井增产稳产效果显著提升,取得了玛湖致密砾岩油藏效益开发的突破,有效推动了玛湖油田的整体开发和规模效益动用。     

小井眼连续油管多簇射孔填砂分段压裂技术——以百口泉油田百1断块X井为例

百口泉油田属于低渗透油藏,自然产能差,经过长期开采,能量已枯竭,储层改造可以使其得到效益开发,但目前侧钻小井眼体积压裂技术不成熟,需要开展技术攻关。通过研究分析前期侧钻水平井分段压裂工艺的适应性和不足,形成了侧钻小井眼压裂理论认识,提出一套小井眼连续油管多簇射孔填砂体积压裂分段压裂工艺。该工艺首选采用连续油管多簇喷砂射孔,然后在全通径套管内体积压裂技术改造,最后尾追高浓度砂塞在井筒内填砂分段,循环上述步骤从而逐级实现砂塞封隔、连续油管射孔、套管体积压裂一体化作业。通过在百口泉油田百1断块X井开展?101.6 mm套管侧钻小井眼水平井体积压裂实验,验证了该工艺实施的可行性,该井投产后,日产油10.23 t,超过同区块其它邻井,压裂效果显著。该工艺技术成功解决了小井眼套管体积压裂难题,实现了该区地层有效动用开发,为后续开展“侧压一体化”效益开发提供新思路。     

胜北深层致密砂岩气藏水平井细分切割体积压裂技术

针对胜北区块深层致密砂岩气藏前期直井压裂效果差、难以实现储量有效动用的问题,吐哈油田从2019年起结合区块储层地质特征,以提高储层改造体积、保证裂缝导流能力、降低压裂施工风险为核心,开展了水平井体积压裂工艺技术研究,形成了以“细分切割分段分簇+大规模体积改造+高温混合压裂液体系+高温可溶桥塞+小粒径组合粒径支撑剂+控制施工砂比”等为核心的压裂技术。截至2021年2月,共完成3口井的现场实施,单井产量取得突破,胜北503H井压裂后最高油气当量近100 t/d。现场实践证明,该技术在胜北区块深层致密气藏适应性良好,为区块致密气藏的有效动用奠定了技术基础。     

英西地区复杂应力条件下油藏体积压裂可行性

英西地区下干柴沟组上段油藏具有整体含油、局部高产的特征,直井开发效果差、自然产能低,受地质认识和工程技术影响,历经30 a的滚动勘探评价,始终未能实现有效开发。因此,拟通过水平井体积压裂技术研究与应用,提高改造体积、增大泄油面积、降低生产压差,从而实现高效开发。在储集层地质特征分析的基础上,开展体积压裂可行性评价和复杂地应力条件下的裂缝延伸模拟。研究表明,英西地区下干柴沟组上段油藏储集层微裂缝发育,岩石具有一定脆性,储集空间复杂,流度比低,地应力条件复杂,通过采用大排量、大液量、高滑溜水比例、缝内暂堵的水平井体积压裂技术,形成了复杂裂缝系统,实现提高单井产量和改善开发效果的目标,证实了水平井体积压裂是英西地区下干柴沟组上段油藏开发的有效途径。     

致密油水平井多级压裂后产能影响因素分析

水平井多级压裂是低渗透致密储层提高产能和解决储量动用难等问题的重要技术措施,广泛应用于油气田勘探开发等领域。如何优化设置水平井多段裂缝,将决定压裂工具和工艺的选择,最终影响到压裂效果。以矩形边界油藏内压裂水平井为对象,在不同压裂裂缝形态的基础上,建立描述油藏与裂缝关系的物理模型和数学模型,并对其进行差分求解、编程。应用该模型对X井压后产能进行预测,预测产能与本井实际产能相吻合,证实建立的数值模拟模型可行。应用数模方法对影响水平井压后产能的地质和工程因素进行分析,研究储层渗透率、压裂段数、井底流压、裂缝半长和簇间距等因素对压后产能的影响,优化了水平井压裂的裂缝形态参数,从而更好地指导水平井压裂设计的编制,提高压裂水平井的施工效果和成功率。     

中国石油“十一五”以来油气勘探成果、地质新认识与技术进展

"十一五"以来,中国石油突出资源战略,大力实施油气储量增长高峰期工程,在鄂尔多斯、塔里木、四川、准噶尔、松辽、柴达木、渤海湾等大型含油气盆地取得了一系列重大成果,形成了中国石油历史上持续时间最长的储量增长高峰期。同时,随着油气勘探的持续突破,海相碳酸盐岩、前陆冲断带、大面积砂岩、火山岩、潜山及其内幕油气藏、致密油气、页岩气等油气地质认识取得重要新进展,进一步丰富和发展了中国石油地质理论。勘探工程技术攻关有效地促进了工程技术的快速发展,物探采集、处理、解释技术、复杂地区和深井的钻井提速,以及复杂储层和油气藏测井评价技术、水平井钻完井+体积压裂技术等发展迅速,形成了一系列针对不同勘探领域的配套技术。未来油气勘探对象日趋复杂,勘探难度加大,但随着地质认识的深化和勘探技术的进步,油气勘探仍具有良好的发展前景。