苏里格气田西区高含水致密砂岩气藏差异化开发技术对策

苏里格气田是典型的致密砂岩气田,年产气量达250×10~8m~3,气田西区是苏里格气田长期稳产的重要后备储量区。由于该区低阻气层和富集区识别困难,生产井气水同产、携液能力弱,制约了该区天然气的有效开发。为此,以气藏地质特征为基础,从动、静态结合角度出发,开展了产层测井识别、气水分布控制因素、富集区优选及不同天然气富集级别区差异化开发技术对策等研究。结果表明:(1)西区具有气水分异差,气、水层混杂分布,无统一气水界面的气水分布特征;(2)生烃强度、储集层非均质性对气水分布具有主控作用,生烃强度控制了气、水分布的宏观格局,区域生烃强度越大,气层相对越发育,储层非均质性则控制天然气的局部充注和聚集成藏;(3)气水分布模式纵向上可划分为上水下气型、上气下水型、上下水夹气型、巨厚储层气水混存型及纯气型5种类型;(4)针对气田开发主要面临的4个方面的挑战,提出了以产层测井识别、富集区优选、产水劈分、生产制度及排采周期优化为核心的高含水致密砂岩气藏差异化开发技术对策。结论认为,形成的高含水致密砂岩气藏差异化开发技术对策能够解决苏里格气田开发面临的4个挑战,可为气田持续稳产提供技术支撑,且对同类型气藏...     

大型致密砂岩气田气水分布规律及控制因素——以鄂尔多斯盆地苏里格气田西区为例

以储集层地质特征为基础,分析苏里格气田西区地层水的化学特征和赋存状态,明确研究区气水分布规律及控制因素。苏里格气田西区含水层大面积广泛分布,气层发育差且分布局限,纵向上气、水层呈孤立状交叉分布,储集单元内部气水分异不明显,没有统一的气水界面,总体下石盒子组盒8下段和山西组山1段好于盒8上段。气水分布主要受生烃强度、储集层距烃源岩的距离、砂泥岩的配置关系及复合砂体内部物性差异等因素的控制,其中生烃强度控制了气水分布的宏观格局,随着生烃强度由高到低,由良好的天然气聚集逐渐向气水伴生气藏变化;储集层距烃源岩越近,气层相对越发育,反之则气水同层和含气水层越发育;砂泥岩的配置关系和复合砂体内部物性差异主要控制天然气的局部充注、聚集成藏,由此归纳出5种气水分布模式:纯气型、巨厚储集层气水混存型、上水下气型、上气下水型和上下水夹气型。     

苏里格气田东区致密砂岩储层特征

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有低孔低渗透特征,发育最为典型的致密砂岩储层。基于苏里格气田东区二叠系下石盒子组、山西组及太原组取心资料,结合电镜扫描、铸体薄片等技术手段对致密砂岩储层地质成因、岩石学特征、储集空间类型及储层物性特征进行实验和统计分析。研究结果表明:苏里格气田东区致密砂岩储层主要地质成因为埋深大导致强压实作用所致;孔隙演化过程主要受压实作用和矿物胶结作用影响;储层粘土矿物中高岭石含量较高,且易脱落并堵塞孔喉,片状伊利石和绿泥石充填孔隙形成分割喉道,其他矿物镶嵌胶结及蒙脱石强水敏性等因素使储层渗透性降低;另外,由于原生孔隙不发育,岩石颗粒分选差,粘土矿物充填粒间孔隙,也降低其渗透性;致密砂岩储层储集空间类型主要为岩屑溶孔、晶间孔及长石溶孔。     

苏里格气田西区致密砂岩储层地层水分布特征

鄂尔多斯盆地苏里格气田西区正常地层水的判别标准为:矿化度≥50 g/L,钠氯系数(r_Na⁺/r_Cl^-)<0.5,钠钙系数(r_Na⁺/r_Ca²⁺)<1,压裂液返排率≥100%。通过地层水化学特征、氢氧同位素和微量元素溴的综合分析认为,苏里格气田西区地层水来源于经过了强烈水-岩作用和蒸发浓缩作用的陆相沉积成因水。确认苏里格气田上古生界地层水封闭条件好,有利于天然气聚集和保存。进一步结合该区烃源岩、储层和盖层等成藏要素分析认为,该区地层水主要是弱动力成藏过程中的残余地层水,复杂的气-水分布源于低生烃强度和低构造位置背景下储层强非均质性和微构造的共同作用;而盆地东部的高矿化度地层水与奥陶纪盐岩的水-岩作用密切相关。     

苏里格气田致密性砂岩储层深度改造技术

针对苏里格气田致密性砂岩储层的地质特征,应用了深度改造技术。对此首先建立了物理和数学模型;在此基础上依据储层裂缝闭合应力筛选了中密度高强度陶粒支撑剂;为了降低储层伤害,研发了阴离子表面活性剂和低浓度胍胶两种新型压裂液;根据研究的成果,进行了现场试验分析,收到了较好的效果。     

苏里格气田致密砂岩储层条件下声波速度与孔隙度实验研究

利用苏里格气田1批岩心实验数据研究了常温常压和高温高压条件下岩样声波速度和孔隙度的变化及相互关系,岩石孔隙度随压力增大以对数形式减小,随温度升高略微减小;岩石声波速度随压力的增大以对数形式增大,随温度的升高线性减小;随埋深的增加,估算压力对声波速度的影响约是温度影响的10～30倍.对不同岩样孔隙度的压力影响系数随孔隙度的增大而减小;声波速度的压力影响系数随孔隙度的增大而增大,因此造成常温常压下孔隙度与声波速度的相关性在储层条件下变差.     

苏里格气田岩石相控制的致密砂岩储层质量差异机理

针对致密砂岩储层非均质性极强、孔隙结构复杂、井间产能差异明显、储层质量差异机理不明确等问题,以苏里格西区南部下石盒子组盒8段的致密砂岩储层为例,综合利用岩心、测井等资料,探讨岩石相控制的致密砂岩储层质量差异机理.结果表明:岩石相通过影响成岩演化序列控制储层质量,细砾岩-含砾粗砂岩相的储层质量最好,渗透率大于1.00 m...     

苏里格气田致密砂岩气藏有效储层建模方法

苏里格气田为典型的河流相致密砂岩气藏,其有效储层的规模小、叠置形式多样、结构复杂;储层的平面和纵向非均质性强,难以进行精细刻画,气藏精细建模的难度较大。传统的确定性沉积相建模与随机性沉积相建模方法在单独使用时均存在较大的局限性,其地质模型与动态拟合的符合率偏低。以苏里格气田苏6加密试验区为研究对象,通过对沉积微相、有效储层规模及分布规律的研究,提出基于确定性沉积相建模与随机性沉积相建模相结合的分级沉积相建模方法,以动态分析成果约束相控的有效储层建模方法。该方法综合了单一传统建模方法的优点,加强动、静态参数的约束,提高了地质模型的精度,一次历史拟合符合率为52.4%,可以较好地反映储层实际情况。     

苏里格致密砂岩气田水平井开发地质目标优选

水平井技术是提高致密气单井产量、实现致密气经济有效开发的关键技术之一,与国外致密砂岩气田稳定分布的储层条件相比,国内致密砂岩气田一般具有储层规模小、纵向多层、整体分散及局部相对富集等特点,水平井开发地质目标优选是实现国内致密砂岩气田水平井规模化应用的关键技术问题。以国内典型致密砂岩气田苏里格气田为例,通过实钻水平井地质综合分析和密井网区精细地质解剖,应用储层构型层次分析方法,根据砂体及有效砂体叠置样式的不同,将苏里格气田水平井划分为3个大类6个小类水平井钻遇储层地质模型:A₁垂向切割叠置型、A₂侧向切割叠置型、B₁夹层堆积叠置型、B₂隔层堆积叠置型、C₁单层孤立型、C₂横向串联型。其中分布在辫状河体系叠置带内的A₁垂向切割叠置型和B₁夹层堆积叠置型是水平井开发的主要地质目标。依据储层地质、生产动态、储量丰度、井网密度等关键参数,建立了水平井整体开发和甜点式开发2种开发模式下的井位优选标准,并成功应用于苏中X区块,取得了较好的应用效果,同时该地质目标优选方法与井位优选标准对我国同类气藏的开发具有很好的借鉴作用。     

苏里格气田西区气水分布规律及其形成机理

苏里格气田西区气藏产水严重,气水分布规律及其形成机理认识不清,制约了气田滚动开发进程。利用钻井、测井、录井、生产测试资料进行综合研究,明确了气水分布规律及其形成机理,建立了气水成因演化模式。研究表明:①该区气水分布呈"渐变互补"特征,相对富水区在西北部;②控制气水分布的主要因素为烃源岩、储集层物性及构造等,地层水主要分布在烃源岩欠发育区、物性不佳区和连通体内构造低部位;③烃源岩对气水分布起关键作用,烃源岩成熟度低值区地层水发育、高值区天然气富集。该研究可直接指导研究区开发选区、选井工作。     

苏里格气田致密砂岩气藏体积压裂技术与实践

为了进一步提高鄂尔多斯盆地苏里格气田水平井单井产量,对该气田致密砂岩储层开展了天然微裂缝、岩石脆性、岩石抗张强度与三向应力和储层敏感性等方面的研究,进行了体积压裂试验。结合该气田致密砂岩储层特点,首先确定了苏里格气田水平井体积压裂的选井原则,在压裂技术措施上形成了以下工艺技术：研发大通径压裂管柱,满足大排量注入;采用低黏、低伤害液体体系造复杂缝网;组合粒径陶粒支撑主裂缝;段内多缝压裂进一步增加改造体积。同时建议排量在10 m³/min以上时,压裂液体系采用滑溜水和交联胶组合方式,支撑剂以40~70目和20~40目的组合粒径陶粒为主。2012年进行了10口井的现场试验,平均天然气无阻流量达68.07×10⁴ m³/d,取得了较好的增产效果。实践证明：上述工艺技术是提高该气田天然气单井产量的一种新的技术手段。     

致密砂岩气藏可动流体分布特征及其控制因素——以苏里格气田西区盒8段与山1段为例

鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏开发前景良好,但储层广泛发育的微纳米孔喉使得多孔喉介质空间内流体赋存、运移规律复杂,导致天然气开采难度较大。为明确储层可动流体分布特征及其控制因素,对苏里格气田西区主力产气层盒8段与山1段储层开展核磁共振、扫描电镜、物性测试及恒速压汞等实验研究。结果表明：①盒8段与山1段储层可动流体饱和度特征差异明显,前者（平均为48.75%）明显高于后者（平均为23.64%）。②盒8段可动流体分布特征受物性及孔喉结构控制明显,优势渗流通道的广泛发育及相对丰富的较大孔喉是储层较高可动流体饱和度的重要控制因素,复杂的孔喉配置关系导致山1段可动流体赋存特征影响因素复杂。③可动流体综合评价模型表明,强粒间孔-溶孔信号,高过渡半径及高过渡进汞饱和度均是较大可动流体饱和度的关键控制因素。该研究成果明确了不同段致密砂岩气藏可动流体控制因素,为致密砂岩气藏"甜点"预测提供了理论依据,对致密砂岩气藏开发具有指导作用。     

苏里格气田苏6区块致密砂岩储层特征及成岩储集相

苏里格气田盒8段储层为致密砂岩储层,储层物性较差,有效储层的成因机理复杂。对研究区砂岩储层的基本特征进行了分析,在此基础上将研究区成岩储集相划分为4类,其中:Ⅰ类和Ⅱ类成岩储集相残余原生粒间孔和溶蚀孔隙较发育,物性最好;Ⅲ类成岩储集相以晶间孔为主,物性较差;Ⅳ类成岩储集相孔隙不发育。通过成岩储集相的纵向和平面分布特征研究表明:Ⅰ类和Ⅱ类成岩储集相主要分布在水动力较强的辫状河心滩微相中;Ⅲ类成岩储集相发育在辫状河高能水道心滩微相的顶底部和低能水道心滩微相中;Ⅳ类成岩储集相主要分布在河道侧缘及河床底部滞留沉积微相中。     

致密砂岩气藏孔渗结构下限及对气水分布的影响——以苏里格气田苏48和苏120区块储层为例

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏,其气水分布特征复杂,对产能的影响较大。应用铸体薄片、高压压汞、相渗等多种实验测试资料,分析了研究区的孔喉结构下限及对气水分布的影响。研究结果表明,苏48区块孔隙类型主要发育岩屑溶孔、粒间孔和晶间孔,苏120区块孔隙类型以岩屑溶孔、晶间孔为主;研究区气水的可动孔喉下限为0.003 8μm,水膜厚度为0.002μm,毛细管水影响的孔喉半径区间为0.003 8～0.050 0μm;气水分布特征在宏观上主要受岩性控制,在微观上受孔喉分布的影响;储层孔渗特征对气水分布的影响较为复杂。     

苏里格气田致密砂岩气藏水平井开发技术及展望

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有“低渗透率、低压力、低丰度、薄储层、强非均质性”的特征,单井产量低、压力下降快、稳产难度大、开发难度大。为了实现该气田的有效开发,中国石油长庆油田公司从2001年开始持续攻关,逐渐掌握了该气田致密砂岩气藏储层地质特征精细描述的方法,形成了针对该气田薄层强非均质性致密砂岩储层的水平井开发地质、快速钻井、多段改造等技术系列。水平井有效储层钻遇率已由初期的23％提高到目前的60％以上,单井日产气量超过5×104 m3,是邻近直井的3～5倍,已规模建成水平井整体开发区,实现了气田开发方式的转变,开发水平和开发效益显著提升。苏里格气田低渗透强非均质性致密砂岩气藏水平井开发技术的成功应用,说明了水平井是致密砂岩气有效开发的重要技术,也展示了该气田致密砂岩气藏良好的开发前景。     

苏里格大型致密砂岩气田开发井型井网技术

苏里格气田是中国致密砂岩气田的典型代表,井型井网技术是其提高单井控制储量和采收率、实现气田规模有效开发的关键技术。针对苏里格气田大面积、低丰度、强非均质性的特征,形成了大型复合砂体分级构型描述与优化布井技术、井型井网优化技术、水平井优化设计技术和不同类型井产能评价技术,为苏里格气田产能建设Ⅰ+Ⅰ类井比例达到75%～80%、预期采收率提高到35%以上以及水平井的规模化应用发挥了重要的技术支撑作用。为进一步提高苏里格气田单井产量和采收率,应继续开展低效井侧钻、多分支水平井、多井底定向井等不同井型,以及水平井井网、多井型组合井网的探索和开发试验。     

苏里格气田致密底水气藏堵水压裂技术

针对苏里格气田致密底水气藏压裂改造后易沟通水层,造成含水率上升快,有效期短等问题,通过自主研发固化封堵剂,基于颗粒沉降规律和压裂裂缝的扩展情况,结合苏里格气田E区块的储层地质特征,优选射孔位置等工艺参数,将堵水与压裂结合在一起形成了底水致密气藏堵水压裂技术。苏里格气田E区块的14口井应用了堵水压裂技术,与采用常规压裂技术的邻井相比,平均产水量降低了62.6%,平均产气量提高明显。这表明固化封堵剂可在储层条件下固化形成低渗封堵层封堵底水上升,实现降低产水量,提高产气量的目的。      

低渗致密砂岩气藏低伤害压裂技术研究与应用——以苏里格气田东区开发为例

针对苏里格气田东区低渗致密砂岩气藏的储层特征,通过室内试验、油藏模拟、裂缝模拟等手段,分别从气藏压裂地质难点分析、低伤害压裂液体系研制、低伤害压裂优化设计方法等方面进行深入研究,最终优选并优化了适合苏里格气田东区的低伤害羧甲基压裂液体系,形成一套系统的低伤害压裂优化设计方法及低伤害压裂改造特色工艺技术。经过60余井次的现场应用,平均单井无阻流量7.5551×104 m3/d,较邻近的常规羟丙基瓜尔胶压裂液改造井单井无阻流量提高30%左右,取得明显的增产效果,实现单井增产、稳产的目标。     

苏里格气田致密砂岩气藏开发认识与稳产建议

鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩气藏的天然气储量规模和年产气量目前都位居全国第一。为了进一步延长该气田致密砂岩气藏的稳产时间、提高气藏采收率,总结了该气田致密砂岩气开发过程中所取得的地质与气藏工程认识,梳理了影响气田持续稳产的难点问题,提出了该气田致密砂岩气藏下一步的开发建议。研究结果表明:(1)苏里格气田致密砂岩气藏有效砂体规模、储层物性、含气性等都具有强非均质性特征,并且局部气水关系复杂;(2)不同区域气井产量、累计产气量、产量递减率等存在着明显的差异,气藏采收率受储层品质和开发井网的影响大;(3)优质储层储量动用程度高、储量劣质化趋势明显、剩余储量碎片化现象严重,导致该气田致密砂岩气藏稳产难度大;(4)为了实现该气田的长期稳产,针对致密砂岩气藏强非均质性的特征,需要进一步推广"基础井组+基础井网+差异化加密"的井网部署策略,持续推进动/静态分析相结合的储层精细描述技术和混合井型部署技术,运用老井查层补孔、侧钻水平井及重复改造等手段提高储量动用程度,配合地质工程一体化改造工艺技术提升储层改造的有效性,采用智能化和水平井高效排水采气工艺技术提升气田精细化管理水平,并且尽早推广"负压"开...     

苏里格致密砂岩气田水平井差异化部署新方法

苏里格气田是国内致密砂岩气田的典型代表,由于储层物性差,有效砂体规模小、非均质性强,现有的水平井布井方法难以在时间、空间维度上统一多学科多尺度数据,导致设计方案与实际情况差异较大,影响了水平井的开发效果。为此,以气田二叠系下石盒子组8段、山西组1段储层为研究对象,定量分析了辫状河体系带对沉积微相展布和有效砂体分布的控制作用,分辫状河体系叠置带、过渡带形成了水平井地质目标的优选标准,进而提出了以地质模型为基础的差异化部署水平井对策。研究结果表明：(1)该区有效砂体厚度薄、规模小,在空间高度分散,预测难度大;(2)叠置带储层规模大,稳定性和连续性强,应侧重于储层厚度、储量集中程度等整体性评价,整体式部署水平井;(3)过渡带沉积水动力弱,储层连续性相对局限,应在优选富集区的基础上,侧重于隔夹层描述、相邻直井生产动态分析等局部“甜点”评价后再部署水平井;(4)可将该区水平井分为4种类型,其中Ⅰ、Ⅱ类井主要位于叠置带,Ⅲ、Ⅳ类主要位于过渡带,4类井的合理配产分别为大于5×10~4m~3/d、(4～5)×10~4m~3/d、(3～4)×10~4m~3/d、小于3×10~4m~3/d。结论认为：(1...