页岩气藏开发的专项技术

随着世界油气价格的上涨,对低渗透页岩气藏的开发价值越来越突出.由于这是一种非常规的气藏,从页岩中采气就存在技术上的难题.讨论了用于此类气藏的压裂增产技术和用于致密地层天然气开发的流体.介绍了页岩这种低渗透性气藏的特征和开发此类气藏的一些关键技术.就开发页岩气藏的流体处理、多油层气藏、毛细压力、地层损害、生命周期的各个阶段、前景评估、测井数据要求、如何提高开采量等专项技术进行了阐述.最终得出结论,应用于低渗透性非常规气藏的专项技术使在得克萨斯州中北部Fort Worth盆地的密西西比系的Barnett和俄克拉荷马州页岩井的开发获益匪浅.     

大幅提高超深致密砂岩气藏采收率对策与实践——以塔里木盆地克拉苏气田为例

克拉苏致密砂岩气藏位于中国塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带,已探明天然气地质储量超万亿立方米,已成为中国石油塔里木油田天然气上产的主要战场。由于目的层埋藏深度大、构造复杂、断裂发育、储层致密、温度压力高、水体复杂,高效开发面临极大挑战。为了提高致密砂岩气藏最终采收率,在深化气藏地质及动态特征研究的基础上,深入分析了影响致密气藏采收率的影响因素,并建立了与该区气藏特征相匹配的开发对策体系,大幅提升了气藏的采收率。研究结果表明:(1)气藏可分为冲起式弱边底水、冲起式有限边底水、叠瓦断片式弱边水、叠瓦断片式有限边水和叠瓦断片式强边底水等五种类型;(2)非均匀水侵是影响气藏采收率的最主要因素,水侵规律与地质特征和开发参数密切相关;(3)针对气藏不同特征提出了差异化的布井方式、井网井型、储层改造方式、采气速度、防水控水等一系列开发技术对策。研究结论认为,采用新的开发对策后,新近投产气藏出现无明显不均衡水侵,气藏采收率较早期投产气藏可提高10%～15%,为全球其他地区超深致密砂岩气藏的高效开发提供了宝贵的开发经验和借鉴。     

常规天然气藏均衡开发理论与关键核心技术

常规天然气藏（含致密气藏）是天然气产量的主力军和“压舱石”。为了推动我国气田开发水平的整体提升,基于气藏开发实践认识,剖析了常规天然气藏开发面临的非均衡动用与非均匀水侵两个核心问题,提出了常规气均衡开发理论,建立了天然气采收率数学评价模型,并依据模型关键参数确定了气藏均衡开发关键核心技术。研究结果表明：(1)气藏均衡开发理论内涵是通过打开压降通道或控制气水关系,降低气藏废弃压力,实现地层能量利用效率和采收率最大化;(2)气藏压降波及系数、压力衰竭效率、水侵波及系数及宏观水驱气效率是影响天然气采收率的4个关键参数,4个关键参数的乘积与叠加组合影响相应水侵与非水侵气藏的采收率;(3)气藏均衡开发基本原理包括储量均衡动用和气藏均衡压降2个方面,储量均衡动用核心技术包括开发单元精细划分、井型井网优化、储层改造与地面增压,气藏均衡压降核心技术包括水侵优势通道刻画、生产制度优化、水侵动态预警与综合治水等;(4)常规天然气藏开发始终要围绕提高4个关键参数开展工作,进而实现气藏的均衡开发,实现气藏开发效益最大化。结论认为,均衡开发理论的提出和实践有效支撑了鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气藏和四川盆地安岳气...     

超深层气藏裂缝发育模式及水侵规律——以塔里木盆地克深2、9、8气藏为例

裂缝发育程度是塔里木盆地超深层气藏高产及水侵主控因素,但针对不同气藏间裂缝发育模式划分及不同模式下水侵规律研究较少。为此,以塔里木盆地超深层气藏典型代表克深2、9、8气藏为主要研究对象,基于野外露头、岩心观察、成像测井、泥浆漏失、试井解释、生产动态等资料,结合水侵物理模拟实验及气藏开发实践验证,系统研究了不同气藏裂缝发育模式及水侵规律。结果表明：(1)克深2、9、8气藏分别发育方向型、过渡型、缝网型3种裂缝模式,裂缝发育程度、分布均匀性、连续性逐渐增高;(2)克深2、9、8气藏主要发育EW向高角度构造裂缝,裂缝规模、有效性、物性、无阻流量、泥浆漏失量等裂缝定量表征静动态参数均值及其井间差异程度依次增高;(3)气水分布主要受裂缝发育模式控制,克深2、9、8气藏气水分异程度逐渐增高,分别对应厚气水过渡带、薄气水过渡带、正常气水分异3种气水分布模式;(4)裂缝发育模式决定水侵速度和采收率,方向型克深2气藏非均匀水侵速度快,物理模拟水驱气效率低,气藏最终采收率低,缝网型克深8气藏水侵规律反之,过渡型克深9气藏表现居中。研究成果可为气藏全生命周期控水开发提高采收率技术的形成提供理论模型和地质指导...     

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气藏水侵是川东气田开发过程中遇到的普遍现象。气井的出水会对气藏开发带来严重的不利影响。目前气田开发现场所采用的一些常规监测和分析手段对气藏的早期水侵也收效甚微。如何探测气井的早期水侵并预报气藏水侵情况一直是困扰气田中后期开发的一大难题。章通过对不稳定试井理论模型研究，得到了识别天然水侵边界的方法，将这种方法应用到实际的有水气藏开发动态分析中证实：可以通过试井分析来诊断气井的早期水侵和预报气藏水侵状况。这样，就可以根据气藏的实际水侵情况及时调整气藏的生产规模和采气速度，以减缓水侵速度，延长气井的无水采气时间，提高气藏的采收率，从而提高气田开发的经济效益。     

中国深层天然气开发现状及技术发展趋势

进入21世纪以来,中国在深层天然气领域取得了一系列重大突破,发现并成功开发了普光、克深、元坝、安岳等多个深层大气田,建成了四川和塔里木两大深层天然气产区。但复杂的地质条件与不断增大的开发难度使深层天然气高效开发面临诸多挑战,主要包括:(1)构造复杂,气藏精细描述困难;(2)储层类型多样,气藏渗流规律复杂;(3)高温、高压、高地应力,钻完井和增产工程难度大;(4)气藏流体性质复杂,安全、清洁开发风险大。经过十多年攻关研究,形成深层地震成像和储层预测技术、深层复杂气藏井网优化技术、深层高温高压气井钻完井技术、深层复杂储层精准改造技术、深层特殊流体采气工艺技术等5大技术系列。低油价时代的来临,将促使深层天然气开发技术与数字化、信息化技术进一步紧密结合,向低成本、高精度、自动化、智能化方向快速发展,为深层天然气资源高效开发提供坚实保障。总结深层天然气开发策略,要坚持三维地震先行,坚持规模试采和先导试验,坚持地质工程一体化,坚持技术创新和集成应用,根据气藏地质特征确定合理的开发技术政策。     

四川盆地深层海相碳酸盐岩气藏开发技术进展与发展方向

近年来,深层海相碳酸盐岩气藏成为四川盆地常规天然气增储上产的重要领域,但由于该类气藏成藏条件复杂、埋藏深且气水关系复杂,其高效开发面临着巨大的挑战。为此,通过剖析该盆地深层海相碳酸盐岩气藏开发历程,结合深层碳酸盐岩气藏的开发特点与实践,总结梳理了专项技术,并指出了下一步的攻关方向。研究结果表明:①四川盆地深层海相碳酸盐岩气藏的储量规模差异大、类型多,储层品质差、非均质性强,边、底水活跃,且原料气普遍含酸性气体,同时开发井多位于山地,钻遇地层纵向上展布复杂;②四川盆地已形成了一系列专项技术——深层低缓构造强非均质气藏精细描述技术、小尺度缝洞发育的有水气藏治水优化技术、深层复杂气井钻完井及增产工程技术、含硫气藏清洁安全开发配套技术,支撑了该盆地特大型海相碳酸盐岩气藏的高效建产及优化开发;③随着盆地内碳酸盐岩气藏开发开始向超深层的复杂构造带气藏转移,针对该类气藏的构造精细描述和薄储层预测技术、跨尺度数值模拟技术、钻完井及采气工程技术是下一步的技术攻关方向。结论认为,所形成的深层海相碳酸盐岩气藏高效开发专项技术为中国石油西南油气田建成百亿立方米特大型气田、实现天然气产量跨越式增长提供了有力的支撑,相关研究成果可以为国内外深层海相碳酸盐岩气藏的开发提供借鉴。     

吐哈探区非常规油气资源开发策略

为加快吐哈探区非常规油气资源效益开发，针对开发技术难点，在对比中国非常规资源开发现状的基础上，借鉴页岩油、致密气开发的成熟经验，对吐哈探区非常规油气资源开发策略进行探讨。提出了不同盆地、不同构造单元及不同目的层的非常规油藏开发对策：三塘湖盆地马朗凹陷二叠系页岩油藏采用多层系开发，借助打造东疆最大减碳基地技术平台，大力发展页岩油藏CO₂全程补能+降黏体积压裂技术，持续探索页岩油藏提高采收率技术；三塘湖盆地二叠系马中致密油实施井组整体多介质复合吞吐，采收率提高至15.0%；准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉28区块二叠系页岩油藏借鉴吉木萨尔页岩油示范区经验，厘清页岩油藏甜点分类评价及分布特征，提高Ⅰ类+Ⅱ类储集层钻遇率，实现页岩油藏效益开发；对于吐哈盆地胜北侏罗系三间房组致密气藏，开展地质工程一体化先导试验，提升水平段长度及储集层甜点钻遇率，提高胜北致密气藏开发效果。     

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中原油田白庙凝析气藏具有埋藏深，构造复杂，储层物性差，凝析油含量高的特点。采用衰竭式开发时，储层压力衰竭较快，当降到露点压力以下时，由于近井地带反凝析液的堵塞作用，凝析气有效渗透率降低，严重损害了凝析气井的产能。若采用循环注气开采，也难以获得经济效益。因此，根据白庙深层低渗透凝析气藏的地质特点，文章提出了以复杂结构井为主导的新型开发模式。数值模拟结果表明：利用复杂结构井开发深层低渗透高含凝析油的凝析气藏，不仅可以提高天然气采收率，同时还能有效控制储层中凝析气的反凝析进程，提高凝析油的最终采收率。     

基于智能优化算法的复杂气藏水侵单元数值模拟新模型

对于有水气藏而言，在气藏开发过程中水侵严重影响了气藏的采收率。为了准确、直观地评价复杂边水气藏的水侵动态特征，进而明确边部水体大小以及水侵优势通道位置，基于气藏地质资料和单井生产动态数据，将气藏边部水体和开发气井等效为水侵单元（包括水体单元和气井单元），构建了复杂边水水侵流动动态的气藏水侵单元数值模拟新模型，采用物质平衡方程计算了各单元的压力，并应用气水两相运动方程计算了各单元的含气饱和度和含水率，最后结合遗传算法，根据修正水体单元和水侵通道的特征参数，自动拟合了生产数据，实现了对水体分布和水侵优势通道的再识别。研究结果表明：(1)采用水侵单元为基础的数值模拟新模型，能够有效提高数值模拟计算效率，准确反映水侵流入动态；(2)结合智能优化算法进行新模型的自动历史拟合，实现了水侵动态的反演，能更快速地确定水体和水侵通道的特征参数；(3)结合四川盆地某气藏典型井组的开发实践，水侵单元数值模拟新模型能够有效复原水侵历史过程，该方法能够快速、准确地评价水侵影响程度，并提出了针对性的优化调整方案，为后期排水采气等措施提供参考。结论认为，该认识丰富了水侵气藏数值模拟理论基础，创新提出了代理模型和智能...     

鄂尔多斯盆地天然气勘探新进展、前景展望和对策措施

鄂尔多斯盆地一直是中国油气勘探开发的重点地区之一,发现了一批重要的油气田。随着勘探程度提高,勘探对象转向致密、深层及盆地周边等成藏条件复杂区,寻找新的整装规模储量难度不断增大。通过系统总结近年来长庆油田公司在致密砂岩气和海相碳酸盐岩天然气等领域取得的新认识和新进展,分析了盆地不同类型气藏的主要地质特征和控制因素,结合油气资源分布状况和新发现气藏基本特征,科学地提出了油田公司"两步走"的发展战略,并指出了碳酸盐岩天然气、致密砂岩气以及除致密砂岩气以外的非常规天然气未来的勘探接替领域。同时针对勘探开发过程中面临的问题,紧密结合生产实践,系统制定了相应的工作对策。通过强化地质研究、积极转变工作思路,加大技术攻关、推进勘探开发一体化、地质工程一体化进程,以实现天然气的规模有效勘探开发,为其他类似盆地勘探和开发提供经验和借鉴。     

气水两相渗流及封闭气的形成机理实验研究

四川盆地天然气藏多数属于有水气藏.随着气藏的不断开发,地层压力不断下降,导致了边水推进和底水上升,严重影响了天然气的产量和气藏的采收率.四川盆地天然气藏地质情况复杂,储层非均质性强,水侵形式多种多样,开发难度极大.本文根据四川盆地有水气藏的实际情况, 以铁山2井3号样品和卧116井114号样品的铸体薄片所代表的孔隙结构为背景,利用现代激光刻蚀技术,研制了均质孔隙和裂缝-孔隙模型地层的气水两相可视化人工物理模型.开展了气水两相渗流及封闭气形成机理试验,研究了两种模型中的水驱气机理,水沿裂缝的推进和变化规律,封闭气的形成方式,气水两相的微观分布关系以及尽量采出封闭气的主要方法.     

四川盆地天然气勘探开发技术进展与发展方向

四川自西汉时期就发现并利用了天然气,川渝石油人在四川盆地建成了新中国成立后的第一个天然气工业基地。为推进“建设300亿战略大气区和一流天然气工业基地”的工作目标,首先分析了四川盆地天然气工业现状：①川渝地区经济社会对天然气依存度越来越高;②天然气勘探开发配套技术日臻完善;③地面系统综合配套能力大幅提高;④资源基础更加雄厚,产量快速增长。总结了中国石油西南油气田公司近期在该盆地天然气勘探开发工作中所取得的技术进展：①岩性气藏勘探技术取得重大突破;②深层礁滩高含硫气藏开发技术攻关成效显著;③形成须家河组气藏一类区开发主体配套技术;④钻完井及其配套技术攻关取得重要进展;⑤老气田稳产和提高采收率配套技术进一步完善。进而指出了下一步的工作方向：在开江-梁平海槽两侧,须家河组,石炭系、嘉陵江组等老区层系,震旦系-下古生界新领域等勘探开发主攻方向,深入开展深层礁滩气藏、低孔渗碎屑岩气藏、高含硫气田、老气田勘探开发技术攻关,并以页岩气勘探开发为重点,全面展开非常规天然气的勘探开发工作,推动该盆地天然气快速增储上产,再上新台阶。     

页岩气全生命周期气举排水采气技术研究与应用

页岩气等非常规气藏是我国“十四五”天然气上产的重要领域,其主体开发工艺是“水平井+体积压裂”。在排采技术中,气举由于不受井斜、井深等限制,在水平井中应用优势突出。基于此,研究提出了贯穿整个排采期的全生命周期气举排水采气技术。该技术以多级气举阀为核心,通过改进设计方法和完井工具,实现连续气举与柱塞气举、泡沫排水采气、负压回注排水采气、喷射气举等技术的集成,并配套智能化管理平台,形成气举复合排水采气技术,可利用一趟完井管柱将气井开采至废弃。建立贯穿全生命周期的技术策略,满足了页岩气藏不同生产阶段排水采气技术需求,减少了排采方式变更带来的修井作业量,达到降低技术成本、减少储层伤害的目的,预计可提高采收率3%~6%,页岩气井开采成本大幅降低。     

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大池干井气田是川东高陡构造带东部的一个大型整装气田，由多个高点和多个气藏组成，在开发中均产生气藏局部水侵，严重地影响了气田生产规模和高效开发。在对气藏早期水侵机理及地质特征深入研究和论证的基础上，提出了大池干井气田石炭系气藏各高点水侵早期整体综合治理最优方案：即龙头－吊钟坝高点是池27井水区机抽排水汇压提高池39井产能、池1井地层水回注及池34井控水采气和地层水处理后就地排放的方案；万顺场高点是池6井带水采气、池24井地层水回注的方案；磨盘场高点是池61井酸化解堵提高产量后气水同产并用同井场池38井回注地层水的方案。通过实施和现场生产试验，在一定程度上达到了抑制水侵进一步恶化的目的，使出水气井的产能有较大提高，稳住了气藏开采规模，保护了资源和环境，经济效益显著。通过试验，也形成了一套比较成熟的水侵综合治理技术，对其它类似气田的水侵治理具有先导作用。     

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总结了我国气田、凝析气田１９９０年以来取得的主要技术成果，着重介绍了适用于不同类型气藏的采气工艺系列技术，提出了到本世纪末要重点解决的五项配套技术：低渗气藏精细描述技术，提高单井产量的气层改造技术，水驱含硫化氢气藏、水淹气藏的排水采气和采出液综合利用技术，深层凝析气藏高效合理开发开采技术，天然气集输、储存和综合利用技术；提出了气藏分类的标准和开发凝析气藏急需解决和值得重视的若干问题，对取样等具体问题进行了详细的讨论；对水驱气藏开发如何提高采收率提出了具体的认识和建议     

水侵气藏水侵量与地层压力预测方法研究

天然水侵气藏水侵量的计算和预测是水侵气藏动态分析和预测的一项重要内容,它直接关系到气藏的开发效果。根据水侵气藏的压降方程和非稳态水侵量的计算模型,提出了在未来不同开采时间和累积产气量的情况下,预测侵入气藏的水量和对应的气藏压力的方法和步骤。采用据此编制的计算机程序,进行了实例计算和分析。对比计算结果发现,天然水侵气藏的累积水侵量不仅取决于天然气的采出程度和气藏压力,而且在气藏开发一段时间后还与开采时间有关。对于均质气藏,在同一采气程度下,采气速率越高,累积水侵量越少。因此,为了提高气藏的最终采收率,应尽可能提高采气速率。图１表２参２（陈志宏摘     

川东石炭系气藏后期开发提高采收率探讨

川东石炭系气藏目前仍是四川盆地东部的主力气藏,但多数气藏已进入开发中后期,提高气藏的采收率显得极为重要。在对川东9个开发后期的整装石炭系气藏资源潜力和最终采收率分析研究的基础上,根据气藏不同开发模式特征及对剩余储量的分析,对目前开采条件下的最终采收率进行了预测。通过对影响气藏采收率的因素进行分析,提出了进一步降低输压、主动排水采气及加密非均质气藏井网提高采收率的技术思路。实践证明,这些措施应用后提高了气藏采收率10%左右。     

中国海上气田开发与提高采收率技术

中国海上目前在生产气田共计有30个、气井总数为288口，主要分布在莺歌海盆地、琼东南盆地、珠江口盆地、东海陆架盆地和渤海湾盆地。海上气田的勘探成本、工程建造成本、钻完井和生产操作费用均较高，加之开发调整及生产措施实施难度大，因而陆上气田开发采用的相关方法和技术在海上推广应用便受到诸多限制。为了提高中国海上气田开发的效益，有必要归纳和总结我国海上气田在开发技术与提高天然气采收率技术方面的研究成果与实施经验。按照气藏特点，将中国目前的海上气田分为凝析气藏、低渗透气藏、边底水气藏、高温高压含酸气气藏、深水气藏等5种类型；在此基础上，对其地质特征、开发特点及存在的问题分别进行了探讨；进而结合典型案例对各类气藏的配套开发技术与提高天然气采收率技术及实施经验进行了总结；最后对中国海上天然气开发技术的发展方向及潜力给予了展望。     

不稳定试井监测气井早期水侵

水驱气藏水侵的识别方法主要有产出水分析、视地层压力法、水侵体积系数法、视地质储量法、生产动态分析法等,要求较长生产时间和较高采出程度,不利于水侵的早期识别。在已有研究成果基础上,利用不稳定试井理论模型,提出了底水水侵不稳定试井识别方法。此方法能同时监测气藏气井早期水侵、诊断水侵类型及水侵状况,及时调整气藏生产规模和采气速度,延缓水侵速度达到提高气藏采收率的目的,这样能及时有针对性的制定控水、治水对策。