中国大气田科学开发的内涵

大气田是指天然气探明地质储量超过300×10⁸ m³、天然气峰值年产量在10×10⁸ m³以上且具有一定稳产期的气田。其是中国天然气储产量快速增长和未来长期稳定发展的重要基础,也是保障我国供气安全的关键。通过对国内外260余个大气田开发实践的系统分析和典型气田的解剖模拟,综合研究了大气田科学开发的内涵、核心技术以及全生命周期指标体系。大气田科学开发的内涵包括:①提出以"识别水、控制水、治理水"为技术体系的天然气开发理念,即常规气田"控水开发"、非常规气田人工压裂"注水开发",根据气藏类型和气藏特征,确定合理的采气速度;②综合评价气田开发经济效益和社会效益,保障气田长期稳产;③根据气井生产特征和储层发育特征,选取适用的气田稳产方式;④依据对常规与非常规气藏不同开发阶段的精细描述、气藏开发特征和生产动态的监测,确定气田可采储量、气田水与人工注水开发规律、气田提高采收率技术对策、气田效益稳产期与发展战略。大气田科学开发的核心技术包括:规模优化技术、科学布井技术、均衡开采技术和深度挖潜技术。进而综合优选出产...     

松辽盆地长岭断陷致密砂岩成岩作用及其对储层发育的控制

利用镜下鉴定、有机质分析与流体包裹体等资料,确定长岭断陷登娄库组与泉一段致密砂岩储层成岩阶段为中成岩A2期和B期。明确了主要成岩作用序列为:(1)早期方解石胶结;(2)斜长石钠长石化、自生浊沸石形成;(3)石英Ⅰ级次生加大;(4)钾长石溶解,自生纤维状伊利石与叶片状绿泥石形成;(5)石英Ⅱ、Ⅲ级次生加大;(6)残余钾长石少量溶蚀。导致砂岩储层致密的主要原因为强烈的压实作用和早期碳酸盐胶结物充填。其中,机械压实作用使最大埋藏深度大于3 000 m的砂岩储层损失70%以上的原生孔隙,是储层致密的主因。长石溶蚀是优质储层的主要成因,其中溶蚀作用以钾长石溶蚀为主,钠长石次之。     

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。     

常规-非常规天然气理论、技术及前景

中国天然气进入跨越式发展的黄金时期,成为向清洁能源过渡不可逾越的桥梁。通过对国内外天然气发展现状、理论技术、潜力前景进行重点研究和阐述,结果表明:(1)全球天然气资源丰富,剩余探明可采储量186×10~(12) m~3,储采比为52.4,具备长期加快发展的资源基础;(2)提出了常规-非常规天然气地质学内涵,其形成分布具有10条规律,天然气勘探地质形成以不同气源为核心的常规圈闭"单体型"大气田成藏理论、以不同岩类储集层为核心的非常规"连续型"甜点区聚集理论,天然气开发地质形成以常规"控制水侵"为核心的构造气藏开发理论、以"人工气藏"为核心的非常规天然气开发理论;(3)中国天然气地质资源量(不含天然气水合物)达210×10~(12) m~3,整体探明率不足2%,天然气储产量将持续增长,预计2030年前年增探明地质储量约为(6 000～7 000)×10~8 m~3,预计2030年常规、非常规气产量均有望达到1 000×10~8 m~3左右,消费量需求可达5 500×10~8 m~3,天然气对外依存度可能达到64%,2050年可能达到70%;(4)提出中国未来天然气发展应加大资源规模区勘探力度、提高非常规气开发效益、增强储气库调峰与LNG(液化天然气)规模建设等10条措施。     

基于多井模型的压裂参数-开发井距系统优化

以变缝宽导流裂缝为基本流动单元,建立考虑井间干扰和缝间干扰的多水平井渗流数学模型,采用半解析方法求解模型,模拟多井开发平台全生命周期生产动态,分析裂缝长度、裂缝导流能力、井距、缝距等因素对生产效果的影响。在此基础上提出了以压裂规模为内部约束条件,以经济效益为外部约束条件的"嵌套式"全局优化方法来优化水平井-裂缝等钻完井参数。研究表明,不考虑约束条件时,增加裂缝与地层接触面积、降低缝/井间干扰强度、平衡裂缝与地层流入流出关系均能有效提高平台开发效果,但不存在最优钻完井参数。仅考虑内部约束条件时,存在最优裂缝导流能力和长度,但不存在最优井距、缝距。同时考虑内外部约束条件时,裂缝导流能力、裂缝长度、井距、缝距等因素间产生关联,出现参数优化空间,在压裂规模较小时宜采用小井距、宽缝距、短裂缝的水平井部署模式;在压裂规模较大时则宜采用大井距、窄缝距、长裂缝的部署模式。图14参28     

基于氩气吸附的页岩纳米级孔隙结构特征

为了研究页岩储层微观孔隙结构特征,以川南地区龙马溪组页岩为研究对象,应用场发射扫描电镜（FE-SEM）定性描述页岩镜下孔隙形态及确定其类型,创新使用低温氩气（Ar）吸附实验测量页岩样品的比表面积、孔体积以及孔径分布,实现了页岩小于100 nm（纳米级）孔隙的连续测量,并根据FrenkelHalsey-Hill（FHH）模型研究了页岩孔隙结构的分形特征,探讨了有机质对页岩孔隙结构及分形特征的影响。结果表明：川南地区龙马溪组页岩储层主要发育有机质孔、粒间孔及粒内孔,并以有机质孔为主。Ar吸附等温线表明,纳米级孔隙以狭缝型为主,孔径主体分布在10 nm以下的微孔和介孔中,呈“三峰”特征,微孔主要集中在0.6～0.9 nm以及1.8～2.0 nm,介孔主要集中在4.0～5.0 nm。纳米级孔隙分形维数为2.55～2.64,表现出较强的非均质性。有机碳（TOC）含量控制了页岩纳米级孔隙的发育,TOC含量的增加使得页岩中微孔及其所占比例增高,分形维数增大,孔隙结构趋于复杂,有利于页岩储层吸附能力的增强。该研究成果对川南地区龙马溪组页岩储层纳米级孔隙结构特征研究具有重要意义。     

低渗致密气藏压裂水平井产能预测新方法

应用位势理论、叠加原理和流体力学的相关原理,建立了考虑裂缝干扰、污染表皮、裂缝非均匀分布、裂缝与井筒有限导流,以及裂缝-井筒汇聚流、裂缝内高速非达西流动的压裂水平井稳态流动数学模型,给出了模型的数值求解方法,并运用模型预测了实际水平井产能,分析了产能的影响因素。结果表明,该模型适用性强,能用于各种复杂情况下的水平井产能预测,预测精度较高;由于裂缝间的干扰作用,各条裂缝产量存在差异,水平井筒两端裂缝产量高,中间裂缝产量低;水平井产能随水平段长度、裂缝半长、裂缝导流能力的增大而增大;裂缝污染表皮对产能影响显著,产能随表皮系数的增加而急剧下降,因此应尽量减少压裂作业对地层的伤害;在相对合理裂缝间距范围内,裂缝分布形式对产能影响不明显;井筒半径对井筒压降有影响,应根据水平井产能的高低,设计合理的井筒半径。     

气藏开发全生命周期不同储量计算方法研究进展

储量评价贯穿气藏开发始终,系统梳理气藏不同储量计算方法,对认识和开发气藏具有重要意义。前期评价阶段,分气藏类型选择容积法或体积法计算探明地质储量,指导开发概念设计和开发方案编制;方案实施阶段,落实可动用储量,指导井位部署;规模开发后,采用物质平衡与现代递减方法计算单井或气藏动态储量和可采储量,指导井网、井距、生产制度等开发技术政策优化;开发中后期,采用精细气藏描述和数值模拟方法落实剩余储量,指导挖潜部署。综合来看,储集空间结构、流体赋存状态和气藏边界是优选不同储量计算方法的重要依据,也是开发全生命周期不断认识气藏的关键参数。     

致密砂岩气藏有效砂体分布及主控因素——以苏里格气田南区为例

苏里格气田南区是苏里格气田主体向南的延伸,距离物源区远,储层埋深大,成岩作用强。落实有效砂体分布及主控因素,是苏南等气田边部地区高效开发的基础。以苏南盒8、山1段储层为目标,结合构造、沉积、储层、成岩分析,研究了有效砂体的空间展布特征,总结了有效砂体的主控因素。苏南有效砂体多分布在心滩和分流河道底部等粗砂岩相,垂向上发育孤立型、垂向叠置型、侧向搭接型3种模式,平面上分布在中、东部2条主砂带内。在有效储层形成过程中,宽缓的构造坡降是沉积、成藏的背景,强水动力条件下的浅水辫状河三角洲平原沉积控制了储层的分布格局,而成藏前的压实、胶结、溶蚀等成岩作用深刻改造了储层,塑造了有效砂体的形态。     

苏里格低渗强非均质性气田开发技术对策探讨

鄂尔多斯盆地苏里格气田储集层具有低渗、强非均质性、中强压敏的特点，气井产能低，稳产期短。根据单井模拟及生产动态分析，气井低产量生产可以降低压敏效应的影响，加强气井低产量生产阶段的管理，有利于合理利用地层能量，提高井控外围低渗区储量动用程度；分层压裂、多层合采可以在纵向上充分动用气井控制储量，增加气井最终累计产气量和稳产时间；地质研究与地震相结合，是提高储集层预测精度和钻井成功率的技术关键；降低成本，争取优惠政策也是提高经济效益的有效途径。