非常规油气之“非常规”再认识

以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气为典型实例,基于其目前勘探开发实践新进展,从油气形成与聚集机理和油气层主要特征两大方面开展非常规油气之"非常规"再认识。认为源储一体、持续聚集、连续分布的源岩层内油气为非常规油气,并以页岩油气为研究重点结合常规油气对比分析,取得5个方面进展。①非常规油气源储一体、原位聚集,以"连续油气聚集"为理论依据,成藏动力为超压和扩散作用;常规油气源储异位,主要以圈闭成藏为理论基础,成藏动力以浮力和毛细管力等为主要特征。②非常规油气储集层主要形成于低能贫氧—厌氧环境,以陆架斜坡的半深水—深水陆棚相和半深湖—深湖相为主,岩性简单,富含有机质和黏土矿物;常规油气储集层岩类多样、岩性复杂,油气主要赋存于高能沉积水体环境下相对粗粒沉积岩中。③非常规油气储集层储集空间主要为纳米级孔隙,有机质孔隙是重要的储集空间;常规油气储集层孔隙主要为微米级—毫米级孔隙,不存在有机质孔隙。④非常规油气储集层中油气性质均一,含油气饱和度高,无水或低含水率,油气水界限不明显;常规油气储集层油气性质复杂多样,含油气饱和度适中、具有略高的含水率,油气水界限相对明显。⑤富有机质页岩是非常规油气主要勘探对象,沉积环境控制高有机质丰度页岩区带分布、有机质含量控制油气丰度,正向构造和高孔隙度控产量,层理(页理)与裂缝发育是控制富集高产的重要因素。非常规油气"再认识"将为非常规油气勘探开发实践提供新的理论依据。图7表6参40     

“非常规油气缝-孔耦合富烃假说”概述

针对非常规油气富集的关键控制因素不清,富集机制与富集效率不明等科学问题,采用广泛调研、野外观察、岩心描述、镜下鉴定、模拟实验、统计分析等手段和途径,结合科研实践,提出了缝-孔耦合是制约非常规油气滞留、运移、聚集、富集关键控制因素,即"缝-孔耦合富烃假说"。主要结论包括：①缝-孔耦合不仅控制了非常规油气运聚、富集与成藏的动力与阻力、还控制了运移的通道和聚集的空间,而且也制约着非常规油气运聚、富集与成藏的相态、方式、流体流动规律和运聚富集的效率。②总结出16种缝-孔耦合类型,划分优势耦合、良好耦合、一般耦合和不利耦合等4个评价级别的缝-孔耦合,其中优势耦合的缝-孔系统最有利于非常规油气的运聚、富集与成藏,其次是良好耦合。③概述了"缝-孔耦合富烃假说"提出的背景、基本原理、主要依据、主要观点以及基于"缝-孔耦合富烃假说"的勘探思路。"缝-孔耦合富烃假说"的系统梳理对非常油气勘探具有指导意义,但还有待于进一步修正、完善和发展,以丰富和发展非常规油气成藏理论。     

基于缝控压裂优化设计的致密油储集层改造方法

针对致密油储集层水平井多段多簇施工时多条裂缝同时扩展引起的应力干扰,以及大规模压裂时压裂液进入储集层基质引起润湿性反转、改变储集层物性等特点,建立了非平面三维裂缝扩展模型,并引入润湿反转表征参数、相对渗透率曲线变化等修正了压裂水平井生产动态预测模型,编制了地质工程一体化压裂优化设计软件(FrSmart),提出了基于缝控压裂优化设计的致密油储集层改造方法,并分析了该方法的适用性、优化了致密油储集层水平井裂缝参数。研究表明,缝控压裂技术适用于致密油储集层等品位级别的非常规资源;缝控压裂人工裂缝参数优化可实现对致密油储集层等非常规油气资源井控单元内储量的最大动用。采用缝控压裂技术优化设计的主要关键点包括:提高水平段长度,缩小水平井排距;大幅度提高段内射孔簇数,缩小裂缝间距;避免新井老井压裂干扰。现场试验证实,缝控压裂技术可以提高单井产能进而提高区块采出程度。缝控压裂技术与油气田开发进一步融合,可大幅度提高中国致密油等非常规资源的开发效益。图9表4参20     

非常规致密油气开发的水平井钻完井与改造最优化设计

分析以往常规水平井工程设计中先钻井、再完井、后储层改造工序对非常规储层高效开发的局限性,建立以油藏数值模拟和裂缝模拟为主,不考虑井筒等条件下致密油气体积改造最大化为核心的工程设计思路,内容包括：进行横向裂缝与纵向裂缝的井眼轨迹优化,研究表明对于非常规致密储层,横向裂缝比纵向裂缝产量可以 提高25％。得出非常规致密储层水平井轨迹应沿着最小水平主应力方向布置,这样压裂形成的裂缝为横切缝;为实现最大改造体积,建立油藏改造泄流体积最大化的设计施工参数,包括规模与排量等参数;根据确定的改造体积设计水平井完井及分段改造方案,给出了目前几种水平井分段工具的特点及适应条件,进行完井工具与分段改造优化。最终得出一套以储层体积改造为首,再钻井及完井分段工具设计的新方法,实现了工程技术的有机一体化,为非常规油气水平井体积改造后实现高效、经济开发提出新的手段。     

非常规油气开发别“刹车”

改革开放以来我国经济一直保持良好发展态势,具有经济发展"引擎"功能的能源消费表现出与日俱增的特点.目前我国的能源消费总量已位居世界前列,是名副其实的能源消费大国.     

非常规油气“甜点”预测新技术

在当前经济技术条件下如何有效开发非常规油气资源,国外油公司在地质、物探、测井等各大领域都研发了针对性的新技术、新方法,特别是预测"甜点"的技术,具体介绍了页岩"甜点"地质综合识别技术、页岩资源综合评价方法、人工神经网络法、GeoSphere油藏随钻测绘服务系统、核磁共振因子分析技术、OVT地震资料叠前地震道处理技术、测井数据函数主成分分析法、油气微生物监测和"4G"勘查模型监测技术、应用高分辨率层序地层学识别煤层气甜点技术、TIER量化法等新技术进展与应用效果。这些技术有的已经成熟,有的还需进一步完善,我们的企业可在非常规油气资源勘探开发工程中择其善者而从之。     

非常规油气藏体积改造技术核心理论与优化设计关键

北美页岩气藏在储层渗透率低至纳达西的情况下仍能实现有效开发,其核心是增大储层改造体积,用技术体系来表征即为“体积改造技术”。“体积改造技术”强调“打碎”储层,使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大,在三维方向实现对储层的“立体”改造。针对页岩和致密油气储层的不同特点,界定了“狭义”和“广义”体积改造技术的异同：“狭义”体积改造技术源于对象、技术和验证3个要素（页岩、“水平井钻井+水平井分段压裂”、微地震裂缝诊断）;“广义”体积改造技术是针对致密油气储层提出的水平井多段和直井多层压裂技术方法。两种技术针对的储层对象有所不同,但最终目标是一致的。体积改造技术的核心理论为：1“打碎”储层,形成复杂缝网,“人造”渗透率;2基质中的流体沿裂缝“最短距离”渗流;3大幅度降低基质中油气流动所需驱动压差。进一步提出了满足体积改造技术理论的核心条件为：储层具有明显脆性,天然裂缝与层理发育,最大最小应力差较小。其中脆性指数是岩石发生破裂前的瞬态变化快慢（难易）程度的表征,而体积改造技术优化设计的关键是“逆向设计”方法,以及分簇射孔模式、最优孔数及裂缝间距优化。现场实际研究表明：分簇射孔确保各簇有效开启的最优孔数为40~50个,并可获得最优孔数与排量的关系,以及最优缝间距越小越易实现裂缝转向;同时还给出了孔眼优化、实现应力干扰的最佳裂缝间距、细分切割基质的理论模型与计算结果。体积改造技术对提高非常规油气藏的改造效果有着重要的指导作用。     

非常规油气试油技术探讨

本文针对非常规油气特点,总结了试油井口的选择及配套、安装是非常规油气压裂试油技术关键;压裂、压后及时返排技术是发现油气,获得工业油气流的重要环节。     

非常规油气藏体积改造技术——内涵、优化设计与实现

系统阐述了体积改造技术的基本内涵、优化设计及实现方法。其内涵包括5个方面:①可"打碎"储集层,形成复杂缝网,"创造"人造渗透率;②裂缝起裂不是单一张开型破坏,而是剪切破坏及错断和滑移等;③"突破"传统压裂裂缝渗流理论模式,大幅度缩短流体有效渗流距离;④适用于较高脆性岩层的改造;⑤采用"分段多簇射孔"。分析表明:流体穿过100 m渗透率为0.000 001×10 3μm2的基质向裂缝渗流需要的时间超过100×104a,只有体积改造形成裂缝网络才能使流体从基质向裂缝实现"最短距离"渗流。簇间距优化、非均匀布段(簇)、优化支撑剂铺置模式等是实现体积改造的关键理念;加密分簇技术、多次停泵注入模式及多次端部脱砂压裂技术是低脆性指数地层实现体积改造的技术关键。体积改造技术在致密砂岩(油、气)、火山岩、碳酸盐岩的改造中有良好的应用前景,利用多层多分支井技术对储集层实施"立体式"体积改造是高效开发非常规油气藏的未来发展方向。     

非常规油气资源与常规油气待动用“储量”都应该抓紧开发——从中国国情出发，当前更要重视常规油气待动用“储量”的开发利用

中国近年来兴起开发非常规油气,尤其是页岩气热潮的原因在于自身巨大的资源前景,美国、加拿大成功实践的启示以及开发技术基本成熟等5个方面,但鉴于油气地质条件、输送管道和矿管制度等方面的差异,中国开发非常规油气不能照抄照搬美国、加拿大等国的经验。中国石油和天然气资源探明率分别低于40％和20％,油气储量动用率分别为69．7和54．1,油气采收率分别为26．9和60．5,勘探开发程度明显较低,因此,在开发非常规油气的同时也要及时动用并充分用好已探明储量,确保国家能源安全。     

缝洞体量化技术在塔中碳酸盐岩油气储量研究中的应用

用量化的研究思路,对碳酸盐岩储集层进行研究,主要包括求系数、定参数、算体积3 个步骤。首先通过模型正演分析,明确不同宽度孔洞的地震响应特征及振幅变化规律,确定校正量版,然后利用井震结合建模的缝洞体量化描述技术,实现波阻抗体到孔隙度数据体的转化,通过孔隙空间的描述,实现缝洞单元储集空间的定量计算。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏井控储量计算

从油水相对渗透率比与含水饱和度的关系出发,对丁型水驱特征曲线（纳扎洛夫水驱特征曲线）进行了推导,从理论上证明了丁型水驱特征曲线直线段斜率的倒数同地质储量呈线性关系。通过对塔河油田12个单元区块的统计,验证了这一结论,同时确定了缝洞型油藏的线性比例系数为6.4,建立了利用丁型水驱特征曲线计算地质储量的方法。利用这一方法,对塔河油田T7-607单元和T7-615单元的单井井控储量进行计算,计算结果同地质认识具有较好的一致性。说明利用该方法计算塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏单井井控储量是可行的。     

页岩气体积改造人工缝网优化设计

威远页岩气区块储层致密,天然裂缝局部发育,储层非均质性较强,常规的水平井分段压裂技术无法满足产能需求。针对该问题,以威AH1平台为例,基于地质工程一体化技术思路,综合地质属性模型和地质力学模型,建立了威AH1平台的一体化压裂模型。利用模型对压裂排量、压裂液量、砂比、分簇数量、支撑剂配比与注入方式进行了分析,确定了压裂施工最优化参数。该研究结果在威AH1平台应用了8口井,与压裂前相比,日产气量提高了30%。该研究可为威远地区页岩气一体化开发提供技术支持。     

“井工厂”技术在我国非常规油气开发中的应用

“井工厂”技术能大幅度提高作业效率、降低工程成本,在致密油气、页岩油气等低渗透、低品位的非常规油气开发中具有显著的技术优势,因此该技术在北美地区进行了大规模应用,取得了巨大的经济效益。为了使该技术更好地应用于我国非常规油气开发中,在详细阐述“井工厂”技术的概念和特点的基础上,介绍了国外该技术的发展和应用现状,梳理了国内中国石油、中国石化对该技术的探索应用情况,并分析指出,国内配套的装备仪器还不能完全适应“井工厂”作业的需求,还没有实现真正意义上的流水线式施工,还没有形成一套成熟的“井工厂”作业模式。因此,建议树立“全过程低成本”的基本理念,总结我国致密气藏开发的成功经验,有针对性地集成和发展相配套的工程技术,设立“井工厂”技术项目部,规范管理,以形成真正符合我国非常规油气资源类型和开发规律的“井工厂”技术。      

“井工厂”技术在我国非常规油气开发中的应用

"井工厂"技术能大幅度提高作业效率、降低工程成本,在致密油气、页岩油气等低渗透、低品位的非常规油气开发中具有显著的技术优势,因此该技术在北美地区进行了大规模应用,取得了巨大的经济效益。为了使该技术更好地应用于我国非常规油气开发中,在详细阐述"井工厂"技术的概念和特点的基础上,介绍了国外该技术的发展和应用现状,梳理了国内中国石油、中国石化对该技术的探索应用情况,并分析指出,国内配套的装备仪器还不能完全适应"井工厂"作业的需求,还没有实现真正意义上的流水线式施工,还没有形成一套成熟的"井工厂"作业模式。因此,建议树立"全过程低成本"的基本理念,总结我国致密气藏开发的成功经验,有针对性地集成和发展相配套的工程技术,设立"井工厂"技术项目部,规范管理,以形成真正符合我国非常规油气资源类型和开发规律的"井工厂"技术。     

大庆油田新增油气储量实现“四个一”

日前，从中国石油天然气股份公司2005年储昂审查会上传来消息，大庆油田上报的新增油气储量均顺利通过评审验收，提交石油探明储量10300万吨、控制储量10017万吨、预测储量12891厅吨，天然气探明储量1065．86亿立方米。2005年新增石油三级储量均超亿吨，天然气探明储量超千亿立方米，储量实现“四个一”，全面超额完成计划，创大庆长垣油田发现以来油气勘探历史最高水平。     

解读壳牌“油气储量更正”风波

今年,壳牌公司连续三次下调其石油天然气探明储量,严重损害了公司的形象,影响了投资者的信心,导致公司股价下跌及公司股市值的缩水。 壳牌事件警示我国石油界加强行业自律,注重公司信誉和形象建设,进一步改进和加强企业的经营管理水平。     

“入地”科研国家队发力非常规油气

<正>在2014年度非常规油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会上,中国工程院专家围绕钻井工程技术研究推动非常规油气发展指出:"作为联系三大石油集团和石油高等院校钻井专家的纽带,油气钻井技术国家工程实验室等凝聚了中国‘入地'优秀科研团队,加强基础研究,突出技术创新,瞄准前沿进展,做好战略储备,让我们继续交流成果与心得,为非常规油气钻井发展创新出谋划策。"中国石油、中国石化、中国海油和石油高校等组成的"人地"科研国家队,近年来依托油气钻井技术国家工程实验室等平台合力     

“十二五”中国油气储量增长特点及“十三五”储量增长展望

"十二五"(2011—2015年)期间,中国新增探明油气地质储量创历史新高,石油探明地质储量呈高峰稳定增长,天然气探明地质储量实现快速增长,煤层气探明地质储量进入较快增长,并首次探明了页岩气和致密油储量。中国西部和海域已接替东部成为油气储量增长的主力地区。深水、叠合盆地深层、前陆盆地等新区、新领域的突破为中国油气储量增长做出了重要贡献,但新增油气储量依然以低品位储量为主。"十三五"(2016—2020年)期间,预计中国探明油气地质储量仍将保持高峰增长,年均新增探明石油地质储量(10~11)×108t,新增天然气地质储量(8 000~10 000)×108 m3。天然气增储的潜力大于石油,非常规油气储量将快速增长。储量增长的领域更趋复杂,科技进步对储量增长的作用愈发重要。     

胜利油田非常规油气优快钻井技术

非常规油气作为重要战略接替能源,其高效开发是缓解我国油气资源短缺、保障国家能源安全的重要举措。介绍了国内外非常规油气的钻井技术,结合胜利油田非常规油气储层特点,分析了钻井技术的难点,借鉴国外经验,研究形成了非常规油气的钻井工程设计技术、优快钻井技术、钻井液技术等3方面的核心技术,并在胜利油田进行了现场试验。应用结果表明,初步形成的配套技术,能够保证非常规油气井的顺利完钻。目前已完成4口井的钻探,均取得了良好的钻探效果,为国内非常规油气藏高效开发提供借鉴。