顺北中部超深层断控缝洞型油气藏储集体特征与实践应用

超深层碳酸盐岩储层非均质性强,其内部结构受地震资料精度限制,规模储层预测和分布认识存在难度。选取顺北中部北东向断裂体系的顺北4号断裂带为研究对象,开展断裂构造破碎成储物理模拟实验、井震精细标定、模型正演、储集体表征、储集体地质模型研究,提出断裂面附近发育多个由空腔、裂缝带组成的多组缝洞集合体,建立了走滑断裂栅状储集体结构模式,阐明走滑断裂栅状储集体的成因机制与主控因素,构建了断裂带规模储集体“一体多栅”结构模型,形成了断控储集体空间定位与“一井多控、一井一靶、一井多靶”分类井轨迹设计方案。成果应用指导了顺北4号、顺北8号断裂带钻井轨迹设计,实现了断控缝洞型复杂油气藏的“少井高产”,新增一个百万吨产能新阵地,对我国其他盆地超深层断控型油气藏的勘探具有一定指导与借鉴意义。     

2022 年 4 期目录

顺北油气田油气资源储量丰富,但特深层碳酸盐岩油藏地质条件复杂,钻井完井过程中存在漏失、井壁失稳和高压盐水侵等问题,因此,探索适用于该油气田特深井的钻井完井技术体系,是加快该油气田开发进程的关键。通过技术攻关和实践,形成了适用于顺北油气田的特深井钻井完井技术体系,包括特深井井身结构优化、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、长裸眼防漏及小间隙固井技术、超深小井眼定向钻井技术和超深井缝洞型储层完井技术等技术,指出需持续优化特深井井身结构、急需解决二叠系和志留系漏失问题、深层破碎带安全钻进技术不成熟、急需配套高温高压井下仪器工具和裂缝性储层安全钻井技术,提出了增强工程地质一体化、加强堵漏和防塌技术研究、加强新技术和新工具的应用、加强高端仪器和特殊材料及装备研发等发展建议,以进一步推动顺北油气田特深井钻井完井技术的快速发展,实现该油气田特深层碳酸盐岩油气藏的高效开发。      

顺北超深断溶体油气藏完井技术

顺北油气田属于超深断控型油气藏,完井中出现完井工具失效、井壁坍塌、无法在水平段多体动用产能、管材腐蚀严重等问题,原用于岩溶缝洞型油藏的裸眼完井方式适应性降低,阻碍了油藏高效开发。通过研究此类油藏的流体力学、岩石力学、油藏工程特性,揭示此类油藏的本质特征和行为表现,据此制定了产能最大化方案,研究了破碎性储层井壁稳定技术、漏失型储层高效完井技术、非均质储层分段改造技术、高温低硫环境腐蚀防护技术,形成以产能最大化为特征的断溶体油藏高效完井技术体系。通过制定产能最大化方案,指导单井措施有效率85.4%,平均单井增油2.89万t;破碎性储层井壁稳定技术控制生产压差在16 MPa内,累计平稳生产2 100 d;漏失型储层高效完井工艺成功率100%;分段改造排量11.6 m3/min,总液量2 408 m3,日产油150 m3,为邻井2.3倍;防腐技术降本近35%。研究结果可为顺北油气田及其他类似油气藏勘探开发提供技术支撑。     

塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术进展及发展方向

近年来，中国石油塔里木油田公司（以下简称塔里木油田）在塔里木盆地超深层油气勘探陆续取得重大突破。这与其超深层试油与储层改造技术的进步是密不可分的，随着超深井的逐渐增多，试油与储层改造技术仍需要持续升级、完善。为此，通过总结塔里木油田试油与储层改造技术的发展历程，系统梳理了其在超深层油气藏试油与储层改造方面取得的主要技术进展，并结合新的勘探开发形势与要求，指出了塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术今后一个时期的发展方向。研究结果表明：①塔里木油田已形成了一系列专项技术——超深高温高压气井安全快速测试技术，超深层、高含硫、缝洞型碳酸盐岩气藏完井试油一体化技术，超深层缝洞型碳酸盐岩储层深度改造技术，以及超深层、高温高压裂缝性致密砂岩气藏储层缝网改造技术，支撑了该盆地超深层油气藏的陆续勘探突破和持续高效开发；②随着油气勘探开发深度领域迈向9 000 m，储层地质条件更加复杂，完井试油与储层改造技术面临着新的技术难题；③今后将围绕“可靠、安全、高效”的目标进行试油完井工具和工艺的持续升级和改进，需要不断完善储层改造地质工程一体化设计、改造工作液和材料以及耐高温高压工具和装备，以支撑精细化缝网体积改造；④新形势下，为了满足井完整性的要求，需要完善相关配套技术，同时建立套管磨损评价与地面管汇剩余寿命检测方法，以保障试油和储层改造工艺的顺利实施。结论认为，该研究成果可以为国内外超深层油气藏的安全高效建井与提产提供借鉴。     

塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层特征及成藏模式

顺北油气田为塔里木盆地重要的产油气区。根据钻井动态、岩心分析、测井、地震等资料,结合酸化压裂曲线及试井资料等对塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层的特征及成藏模式进行了研究。研究结果表明：(1)顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层是伴随走滑断裂发育的一类特殊储层,垂直于断裂带发育,由基岩-裂缝带-洞穴带有序排列组成的多组缝洞集合体,洞穴带和裂缝带是其主要的储集空间,地震上的识别特征为断裂-串珠-杂乱强反射。(2)研究区规模较大的断控缝洞型储层的改造曲线具有初始泵压低、最大压降大,停泵压力低等特征,北东断裂体系的(1)号、(4)号、(8)号断裂带的钻井压力恢复曲线均呈“W”-箱形形态。(3)按照地震响应特征和试井压力恢复曲线形态可将研究区的断控缝洞型储层划分为洞穴型和裂缝型两大类,按试井压力恢复曲线形态可细分为裂缝-多洞穴型、裂缝-洞穴型、洞穴-裂缝型和裂缝型4类。(4)研究区断控缝洞型油气藏油源来自于玉尔吐斯组,沿走滑断裂运移,以孔洞和裂缝为储集空间,盖层为致密碳酸盐岩和巨厚泥岩。     

顺北评2H超深小井眼侧钻水平井技术

顺托果勒北区块是顺北油田重点勘探开发区域,地质构造属于走滑多断裂带类型,目的层为碳酸盐岩海相油气藏。顺北评2H井是该区块的一口直导眼侧钻水平井,评价新断裂带油层发育特征及含油气性。该井具有储层埋藏深、侧钻点超深、井底温度高、轨迹调整空间小及可借鉴经验匮乏等钻井技术难题,现场施工通过优化超深小井眼侧钻水平井轨道设计、采用降摩减阻措施、配套钻井液技术、优选抗温工具及侧钻水平井轨迹控制技术,顺利完成超深井直导眼侧钻,井眼轨迹平滑,增斜段平均全角变化率15.5（°）/30 m。完钻井深8433 m,创最深井和最深水平井2项亚洲纪录,为超深中短半径水平井技术发展及超深油气藏勘探开发奠定了基础。     

塔里木油田油气勘探获得重大突破

正2020年4月8日中午,位于新疆阿克苏地区沙雅县塔里木河南岸的满深1井勘探获得重大油气发现,采用10 mm油嘴求产实现日产原油624 m3,日产天然气37. 1×104 m3,新增油气资源量2. 28×108 t。满深1井处于塔中、塔北两大片区之间,井深超8 000 m,目的层为距今4. 4亿年的古老海相碳酸盐岩地层,以裂隙和洞穴为主,勘探开发面临一系列世界级难题。塔里木油田持续深化碳酸盐岩勘探开发科研攻关,创新地质理论认识,攻克了超深、断控、缝洞型碳酸盐岩储层储量预测的技术瓶颈,构建了系统完备的超深型碳酸盐岩钻完井技术序列,为满深1井成功钻遇良好油气层     

顺北区块深层井壁稳定钻井液技术

顺北区块位于顺托果勒低隆北部,储层埋深7300 m.石炭系及以下深部地层其地质结构复杂,钻井施工中井壁失稳严重,钻井液井壁稳定技术难度大.为保证顺北区块勘探开发顺利,提高超深井钻完井成功率,针对该区块深部地层岩性特点及钻井液技术难点,优选了聚胺强封堵润滑防塌钻井液体系.评价实验表明,聚胺强封堵润滑防塌钻井液体系抗温性好...     

顺北油气田地质储量评估与油气勘探方向

顺北油气田是典型的断控型油气田,储集层的形成和演化与断裂活动关系密切,储集系统的基本构成和规模不受水-岩作用影响,与溶蚀缝洞型油气藏存在本质区别.因此,针对溶蚀缝洞型油气藏形成的地质储量估算方法,难以满足断控型油气藏的地质储量评估和油气勘探决策.针对顺北油气田断控型油气藏的独特性,通过对水平层状各项异性介质的绕射、低频...     

塔里木盆地顺北油田超深断溶体深度学习地质建模方法

断控缝洞型储层是分布在中国塔里木盆地奥陶系的一种特殊类型储层,具有埋藏深、成因复杂、非均质性强等特点,受限于井资料稀疏和地震品质低等因素,断控缝洞型储层的准确表征与精细建模面临重要挑战。综合钻测井、岩心、野外露头及三维地震信息,在断控缝洞型储层构型模式指导下,构建了断溶体深度学习训练样本;在深度学习网络综合分析基础上,提出了适用于深层断溶体的深度学习建模方法。研究结果表明：深层少井资料条件下,基于多源数据综合建立的“原位等尺度”训练样本是断溶体深度学习建模的基础;优选的地质体目标图像转换网络可以较好地实现从地震数据到断溶体储层的直接预测。在训练网络搭建基础上,建立了塔里木盆地顺北油田5号断裂带南段的断溶体储层三维模型,该模型多维度符合断控岩溶地质模式及分布规律,与基于钻井资料的储层预测符合率较高。提升断溶体深度学习地质建模的精度和条件化程度是未来的努力攻关方向之一。     

地质力学技术体系助力塔里木油田超深油气藏高效开发

正截至2021年7月10日,中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油田)持续加强地质力学研究,创新形成超深油气藏地质力学技术体系,有效地解决了超深储层评价、井位部署、轨迹优选、储层改造定量优化、出砂出水预警等难题,成功应用于600余口井,搭建了工程地质一体化的桥梁。面对超深、超高温、超高压等油气藏勘探开发的极限考验,塔里木油田由地质勘探、地球物理、油气开发、钻完井工程多专业技术专家领衔,组建了中国石油天然气股份有限公司首个地质力学团队,坚持自主研发和技术创新,采用地质力学研究、钻完井工程设计、     

顺北56X特深水平井钻井关键技术

顺北56X井是部署在顺北V号条带的超深重点风险预探井,钻井过程中面临二叠系和志留系易漏失、奥陶系破碎地层井壁稳定性差、奥陶系桑塔木组易井斜、井眼轨迹控制难和储层钻遇裂缝带气侵等技术难点。为此,针对二叠系、志留系和奥陶系的地质特征,选用防漏堵漏钻井液和高温强封堵油基钻井液,并制定相应维护处理措施,有效预防了二叠系和志留系的漏失,保障了奥陶系的井壁稳定;应用“大扭矩螺杆+垂直钻井系统”防斜打快技术,实现了直井段的防斜打快;通过优化井眼轨道、采用工具面快速调控工艺、配套高温随钻测量技术和制定井眼轨迹技术方案,使该井井眼轨迹与井眼轨道符合度高,实现准确中靶;利用“微过平衡密度+简易控压”钻井技术,解决了储层钻遇裂缝带气侵的问题。顺北56X井钻井过程中未出现井控风险,准确中靶,顺利钻至井深9 300.00 m（垂深8 087.94 m）完钻,成为我国目前最深的水平井,同时也是目前亚洲陆上最深的水平井。该井安全成井,表明我国具备了钻特深水平井的能力,可为中国石化“深地一号”工程顺北特深层油气藏勘探开发提供技术支撑。     

塔河油田钻井完井技术进步与展望

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏具有油藏埋藏深、温度高、压力高和普遍含H₂S等特点,钻井过程中存在井漏、缩径、井塌、钻井周期长和井控风险大等技术难题,为此开展了钻井完井技术攻关与实践,历经安全成井、优快钻井和高效钻井等3个技术阶段,形成了以井身结构优化和优快钻井技术为核心的深井超深井钻井完井技术,为塔河油田快速上产提供了有力支持,也促进了中国石化深井超深井钻井完井技术的进步。近年来,随着塔河油田勘探开发转向深层和外围,钻井完井的难度更大,更加需要以深部油气藏效益开发和超深井安全高效钻井为核心开展技术攻关与试验,以满足深部油气藏高效开发的需求,并推动中国石化超深井钻井完井技术持续进步。      

塔里木油田超深层钻井技术进展及难题探讨

当前,塔里木油田以超深特深层为代表的深地油气资源开发对满足我国经济发展需求和保障能源安全至关重要。经过数十年的探索和实践,塔里木油田创新形成了超深复杂井井身结构设计、超深难钻地层钻井提速、超深大斜度井水平井钻井、超深复杂地层钻完井液、超深复杂地层固井、高温高压井完整性、超深复杂井井控等一系列超深层钻井技术,保障深地油气勘探获得重大突破并创造多项纪录。伴随超深井数量持续增加,工程地质条件更加复杂,井下环境更加苛刻,超深层钻井过程势必面临新的工程难题和挑战,严重制约深地油气资源安全高效开发。为此,通过概括塔里木油田钻井工程技术发展历程,系统梳理了深地钻井工程技术取得的主要技术进展,并结合新的勘探开发形势与油气开发要求,指出了塔里木油田钻井工程技术从超深层迈入特深层新时期的焦点问题及攻关发展方向,为国内外深地复杂油气井安全高效钻进提供借鉴和参考。     

中国石油深井、超深井和水平井钻完井技术进展与挑战

深层、超深层和非常规成为我国油气勘探开发的重要增储上产领域,“十三五”以来,工程技术围绕“五油三气”六大盆地勘探开发重点和高温高压、窄密度窗口等钻井提速难点,通过持续攻关,取得了一大批技术成果。深井、超深井、非常规水平井钻完井关键技术快速发展,形成了以非常用井身结构优化、安全高效优快钻井、抗高温钻井液、精细控压钻完井、膨胀管等为核心的关键技术,成功实施了一批标志性超深井的钻探作业。研制了大功率顶驱、一体化地质导向系统、绿色经济储层改造等装备工具,研发了耐高温高性能井筒工作液、高效防漏堵漏材料等核心助剂,加快了非常规油气资源的低成本、规模效益开发。深井钻深能力突破9000m,水平井水平段长度突破5000m,一趟钻进尺最长3700m,部分指标比肩北美,助推了塔里木富满、四川双鱼石、大庆古龙等大型油气田的发现与开发,为提高油气资源开发力度和效益提供有力的工程技术支撑。随着油气勘探开发不断推进,钻井面临的工程地质风险、新的挑战仍然不断出现,还需进一步开展地层压力精确预测、井身结构优化拓展、井眼轨迹控制、抗高温工作液体系、高效破岩与提速工具、地质工程一体化等攻关研究,以实现钻井关键技术与装备的不...     

顺北地区走滑断裂与断溶体圈闭识别描述技术

顺北地区奥陶系目的层主要发育洞穴型、裂缝型和孔洞型3种类型储层,储层非均质性强,且储集规模受多期活动走滑断裂体系控制。已钻井揭示的断溶体储层地震响应特征多样,预测与描述难度大。断溶体圈闭是一种与喀斯特岩溶缝洞型圈闭有较大差异,在复杂条件下形成的特殊碳酸盐岩缝洞型圈闭,具有纵向跨越深度大、横向非均质性强、不受局部构造形态控制、无统一油水界面、上覆区域泥岩顶封、致密碳酸盐岩可侧封的特点。在前期研究认识基础上,通过模型正演,结合井震标定及地震反射特征分析,建立了走滑断裂、断控缝洞储集体地震识别模式,形成了梯度结构张量定断溶体轮廓,振幅变化率、杂乱相属性等分类预测断裂带内部储层,多属性融合雕刻描述断溶体的储层识别描述技术;建立了断溶体识别与圈闭描述技术。该技术的应用指导了顺北地区多口井部署并实现油气重大突破,储层钻遇率达84%,证实了技术的有效性及适用性,为顺北油气田和其他地区识别及描述断溶体提供了解决方法和技术参考,对顺北油田超深层领域断溶体勘探开发具有重要意义。     

一种新型圈闭：断控缝洞型圈闭

近年来,中国石化西北油田分公司在塔里木盆地顺托果勒低隆起超深层碳酸盐岩中发现了10×10⁸ t级油气田——顺北油气田。顺北油气田的圈闭为新发现的断控缝洞型圈闭。在走滑断裂作用下,顺北地区中-下奥陶统碳酸盐岩地层因构造破裂产生了大量裂缝、孔洞与洞穴,形成了沿走滑断裂带展布的碳酸盐岩缝洞型储集体。这些储集体在上覆泥质岩区域盖层和致密碳酸盐岩局部盖层封挡条件下,形成了断控缝洞型圈闭。根据走滑断裂构造样式、破碎程度和内部储层分布特征等控制因素分析,将断控缝洞型圈闭划分为压扭型、平移型、张扭型及复合型等4个亚类。断控缝洞型圈闭的发现进一步丰富了海相碳酸盐岩油气成藏理论,为深层-超深层碳酸盐岩领域油气勘探开发提供了科学依据。     

地质工程一体化理念在南海高温高压井的实践

中国南海西部高温高压区域油气资源丰富,该区块主要目的层埋深超过4000m,地层压力系数大于2.2,温度在200℃左右,勘探开发作业难度巨大,常规作业模式无法满足高温高压井作业要求。基于此,针对高温高压井地质及工程特征,从管理创新、技术优化和大数据等方面提出南海高温高压井地质工程一体化理念及技术体系。研究及实践表明:通过地质工程一体化管理与设计优化钻井流程和取资料方案,建立地质工程一体化大数据库实现多源信息共享,研究地质工程一体化预测、监测及有效控制技术,可有效解决南海高温高压井地质及工程问题。探索形成的"随钻声波、中途VSP和随钻前视组合技术""地震、钻井、随钻测井、录井、中途VSP、随钻前视组合技术六位一体预监测技术""地质工程智能监测、安全预警体系"等一体化特色作业体系在层位深度、异常高压、钻井情况等的精细预测、监测和控制方面取得了较好的应用效果。未来可通过进一步建设大数据平台和智能化勘探—开发—钻完井方案,深化地质工程一体化的应用,助力类似复杂油气资源的勘探与开发。     

川渝地区超深井钻完井技术新进展

中国石油川渝地区勘探开发已由上二叠统—三叠系向更深的下二叠统—震旦系转移,区域向川中古隆起外围、川西下二叠统、川东寒武系进行战略拓展,地质条件愈加复杂,超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等难题给钻完井工程带来巨大挑战。通过技术攻关,形成了集井身结构优化、个性化钻头、优质钻完井液、深井水平井钻井、精细控压钻井、特殊取心等技术为一体的超深井钻完井技术,为安岳气田龙王庙组资源快速转化、二叠系和泥盆系资源重大发现提供了强有力的技术支持,加速了川渝地区深层油气藏勘探开发进程。     

川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向

川西地区油气资源丰富,但超深层海相碳酸盐岩地质条件复杂,钻井过程中面临纵向上压力系统多、井漏频发、井壁失稳垮塌、部分地层可钻性差、钻井风险高及钻井周期长等技术难点。通过近几年的技术攻关,研究形成了适用于川西地区的超深井钻井完井技术,主要包括超深井井身结构优化技术、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、高压低渗气层控压钻井技术、抗高温强封堵油基钻井液技术、超深高钢级套管开窗技术、控压平衡法固井技术和超深短尾管固井技术等,创造了多项钻井工程纪录,支撑了川西地区超深层油气资源的勘探开发。但目前仍然面临风险区域地质认识不足,恶性井漏治理难度大、部分难钻地层提速不理想和漏垮同存地层安全钻井配套技术不完善等技术难点,因此,提出下一步需在井身结构对策研究、钻井提速新技术新工艺试验、高效堵漏技术研究和地质工程一体化等方向进行技术攻关,以推动川西地区超深井钻井完井技术快速发展,实现川西地区深层油气资源的经济有效勘探开发。