致密油藏体积压裂技术应用

体积压裂技术在北美页岩油气藏的开发中取得了显著的效果。对体积压裂的概念和特点进行了总结,从地质和施工工艺两方面分析了体积压裂缝网形成的影响因素,明确了在不同储集层条件下的体积压裂技术施工要点。数值模拟研究表明,体积压裂的单井产能比常规压裂的单井产能要高得多,且其缝网系统可使压力波及更为均匀,开发效果优势非常明显。针对我国致密油藏特征,提出了从致密油藏成藏机理、压前储集层评价、诱导应力场和裂缝起裂机理等3个方面入手的研究思路,这将对我国致密油藏体积压裂技术的发展,具有一定的参考意义。     

致密油藏体积压裂水平井动用规律——以长庆油田为例

压裂水平井已越来越广泛地应用于低渗透致密油藏开发,然而,关于压裂水平井动用规律的研究报道较少。为弥补这一不足,利用条带源模拟体积压裂水平井的裂缝,推导考虑启动压力梯度的体积压裂水平井压力公式,以长庆油田为例,对致密油藏体积压裂水平井的动用规律进行研究。结果表明:体积压裂水平井单井开发时,随着开发时间的增加,动用半径先增大后减小;随着水平井段长度的增加,纵、横向动用半径越来越大,但相对变化幅度却较小。半缝长的增加对纵、横向的动用半径影响不同,随着半缝长的增加,横向动用半径越来越大,但基质动用半径越来越小;纵向动用半径越来越小。随着缝网宽的增加,纵、横向的动用半径越来越大,但变化幅度越来越小。     

松辽盆地北部扶余油层致密油特征及勘探对策

扶余油层是松辽盆地北部油气勘探主力层系,是一套以青山口组一段为源岩和以泉头组三段、四段河流一三角洲相致密砂体为储层的上生下储型成藏组合。扶余油层的致密油具有源岩条件好、储集体类型多样、源储匹配关系好的特点,但单一砂体规模小、连续性差、储层物性差、孔喉结构复杂。油气沿广泛分布的通源断裂下排,匹配的断砂疏导体系决定了油气平面及纵向分布。松辽盆地北部中央坳陷区内砂岩厚度大,砂地比适中,易于形成致密油气藏,整体呈现大面积连片含油特征。采用孔隙度与渗透率交会法、含油产状统计法综合确定了扶余油层致密油储层的物性下限及分类标准,进一步明确了致密油的分布规律及勘探对策。     

松辽盆地北部致密砂岩高温高压吞吐渗吸实验

为明确致密砂岩储层的吞吐渗吸采油机理,优选最佳吞吐渗吸介质,建立了可准确模拟致密储层动态高温高压吞吐渗吸采油过程的物理模拟实验方法和装置,并选取松辽盆地北部致密砂岩储层天然岩心,开展了孔渗物性、油水黏度比、润湿性、渗吸体面比、渗吸介质及生产压差等因素对致密储层吞吐渗吸开发效果的影响实验研究。结果表明：松辽盆地北部致密砂岩储层吞吐渗吸采出程度随着孔渗物性的增加而增大,随着油水黏度比和渗吸体面比的增大而减小;相同物性级别的亲水岩心渗吸驱油效果好于亲油岩心;裂缝的存在可增加渗吸开发效果;在渗吸置换作用的范围内,提高生产压差对增加渗吸驱油效果的作用不显著,但可提高返排效率。研究认为,活性水的渗吸驱油效果好于低矿化度清水,低矿化度清水好于模拟地层水,胍胶压裂液滤液对储层有一定的伤害,其吞吐渗吸驱油效果较差,建议缩短压裂液在地层中的滞留时间。研究成果可为松辽盆地北部致密砂岩油藏吞吐渗吸开发技术的高效应用提供借鉴和指导。     

体积压裂技术在低孔致密油藏的应用

阐述了体积压裂技术的来源、概念及其在吉林油田低孔致密油藏的初步应用,主要包括缝网压裂工艺技术、直井多层压裂工艺技术及水平井多段压裂工艺技术。体积压裂技术不仅可以大幅度提高单井产量,还能够降低储层有效动用下限,最大限度提高储层动用率,通过现场应用,多口井获得高产工业油流,取得了较好的压裂效果,为松南中浅层探区提高产能奠定了基础。     

致密油藏体积压裂建模理论与方法

致密油藏储层渗透率低,地层流体向裂缝渗流受到限制,常规压裂增产幅度不高.而采用体积压裂,“打碎”储集层,形成复杂缝网,可实现裂缝与油藏的接触面积和体积最大.为有效描述致密油藏体积压裂,采用双渗模型模拟SRV区域,然后用对数网格步长加密,分别描述天然裂缝、人工缝网、基质系统.采用Latin Hypercube方法,对模型进行敏感性分析,找出了影响产油量和产水量的敏感性因子并进行排序.采用DECE方法,通过多次自动历史拟合反推人工缝网和天然裂缝参数.最后通过Petrel软件建立基质模型,作为双渗模型的基质系统,历史拟合反推得到的裂缝参数作为裂缝系统,建立完整的双渗模型,并进行生产预测,证明了致密油藏体积压裂采用此建模方法的可行性.     

松辽盆地北部非均质致密油水平井增产改造设计优化技术

松辽盆地北部致密油储层为半深湖—深湖相夹三角洲前缘亚相和河流相沉积,具有纵向不集中、横向不稳定、甜点单体规模小、连片程度差、物性变化大、含油性差异大等非均质特征;非均质性强导致的力学差异易导致裂缝延伸不均衡、压裂段数多、规模大,对支撑剂、原材料及施工设施都要求高,等裂缝间距压裂设计不适应该地区。为此展开攻关,形成了增产改造设计优化技术,其中裂缝间距优化、压裂井段划分、射孔优化、裂缝长度与高度优化、裂缝导流能力优化等方法,解决了非均质储层体积压裂改造裂缝系统优化问题;同时压裂液、支撑剂、地面设施的优化与配置,满足了松辽盆地北部致密油大规模体积改造的需求。现场试验10口井97段,单井压后产量平均达40m3/d,是周围同物性条件直井的17倍,实现了陆相非均质致密油的有效改造,对大庆油田致密油增储上产具有重要意义。     

致密油藏体积压裂水平井开发效果

基于致密油藏储层特征和体积压裂微地震监测资料,通过水电模拟实验研究了不同井型的渗流场特征,利用油藏数值模拟方法从井间压力梯度分布、单井产能及采出程度等方面对不同井型的开发效果进行了评价,论证了体积压裂水平井开发致密油藏的可行性,并首次分析了压裂改造体积大小和储层综合改造因子对体积压裂水平井产能的影响,在此基础上开展了合理井网形式优选。研究表明:体积压裂可以大幅度减小近井区域渗流阻力,体积压裂水平井产能明显高于水平井及常规压裂水平井,动用范围大、采出程度高;水平井井网油水井间驱替压力梯度大,开发效果优于直井—水平井联合井网,但含水上升相对较快;储层压裂改造体积大小和储层综合改造因子与体积压裂水平井产能呈正相关关系,储层压裂改造体积越大,储层综合改造因子越大,产能越高。     

致密油层多区体积压裂产能预测

致密油层物性极差,天然裂缝发育,体积压裂是实现该类油层有效开发的重要手段。为研究致密油层体积压裂缝网设计参数对产能的影响,基于缝网形成特征,将压裂的致密油层划分为支撑主裂缝、缝网区和未压裂区,缝网区又划分为支撑次裂缝区和未支撑次裂缝区,考虑致密油非达西渗流和油层应力敏感效应,将缝网区与未压裂区简化为双重孔隙系统和单一孔隙系统,建立致密油层体积压裂产能模型,模拟分析体积压裂裂缝参数对产能的影响。研究结果表明：体积压裂可以大幅度提高致密油层产能,并且改造体积和支撑改造体积越大,开启天然裂缝越密,支撑主裂缝越长,支撑主裂缝、次裂缝导流能力越高,则致密油层产能越高,但存在最优值。     

东濮凹陷致密油体积压裂技术研究及应用

中原油田东濮凹陷致密油在沙河街组普遍发育,埋深3250m～4250m,岩性为泥页岩夹薄砂,纵向呈“千层饼”式组合沉积,小层厚度小,厚度<2m的层占比75%。根据致密油储层纵向沉积特征,以提高纵向动用率、平面裂缝复杂程度为目标,形成了纵向穿层、平面扩缝、组合支撑的复杂缝压裂优化设计技术,明确了工艺参数。秉承体积压裂技术理念,研究应用结果表明在直井上能够形成相对复杂的裂缝系统,压后最高日产油10.6m3,较常规压裂效果显著。     

松辽盆地北部扶余油层致密油资源评价

致密油已成为松辽盆地重要的接替资源。为搞清致密油资源潜力、资源分布,有效指导致密油勘探,对扶余油层致密油进行了资源评价。根据研究区致密油的勘探程度,应用分级资源丰度类比法和小面元容积法,在地质特征和成藏条件研究基础上,依据储层物性和含油性对评价区进行分级,开展扶余油层致密油资源量计算。结果表明:扶余油层致密油地质资源量为10.5×10~8~11.15×10~8t,其中以I类资源为主,Ⅰ类资源量约为Ⅱ类资源量的2倍;资源量分布由大到小依次为三肇凹陷、大庆长垣、龙虎泡阶地、古龙凹陷、朝阳沟背斜和齐家凹陷,其中三肇凹陷资源量占致密油总资源量31%以上,大庆长垣占总资源量27%。研究指出三肇凹陷和大庆长垣不但致密油资源丰富而且资源品质较好,是下一步重点勘探区域。     

松辽盆地北部黑帝庙油层油源与成藏

通过原油的物性、族组成、全烃气相色谱、高温气相色谱、饱和烃生物标志化合物、芳烃分子标志物及同位素等分析,将黑帝庙油层原油划分为三大类。油—岩、油—油对比及成藏研究显示:第一类原油主要来源于嫩一段源岩,分布于嫩一段有效源岩区内,受成熟区控制,油气以垂向运移为主,其主要成藏时期在65 Ma左右(明水组末沉积时期),与嫩一段源岩大量生排油时期相一致;第二类原油主要来源于青一段源岩或葡萄花油层,分布于青一段源岩成熟区内及沟通青一段源岩或葡萄花油层的断裂附近,受断裂控制,其成藏时期主要在54~43 Ma(依安组沉积时期),处于构造抬升和断裂活动时期,部分葡萄花油层油藏受到破坏,原油沿断裂向上运移到黑帝庙油层聚集成藏;第三类原油为两者的混合。     

松辽盆地西部斜坡区萨尔图油层油气分布特征及控制因素

通过对松辽盆地西部斜坡区萨尔图油层已发现油藏的油气藏类型、分布特征及控制因素的系统分析,认为西部斜坡区的萨尔图油层从东到西含油气层位逐渐减少,主要发育砂岩上倾尖灭油藏、岩性—构造油藏、构造—岩性油气藏、微幅背斜油气藏及岩性油气藏等5种油气藏类型,其中以构造—岩性复合油气藏为主;西部斜坡的北西向的3条油气运移路径控制了西斜坡区油气的分布,北东向及北北东向的构造带控制着油气的聚集部位;鼻状构造样式、地层超覆构造样式及与砂体展布的匹配关系控制着油气富集程度和油气藏类型.     

松辽盆地北部陆相非均质致密油整体勘探开发“2+3”模式

松辽盆地北部中央坳陷区大庆长垣、齐家—古龙凹陷和三肇凹陷扶余油层和高台子油层发育致密砂岩油,资源潜力超过10×10~8t。勘探实践表明,这种致密油层呈现纵向不集中、横向不连续、甜点单体规模小、物性变化大、含油性差异大等非均质特征。针对这些非均质性,按照"逆向思维、反向设计、正向实施"理念,创建了"2+3"模式,即通过工程地质"一体化"设计引领,依托低成本高效率"工厂化"实施,带来勘探开发"配套工程技术"、水平井"单井高产量"和致密油"整体有效益"。经过2011年以来的探索实践,形成了以甜点精细刻画及水平井轨迹精细控制技术和增产改造设计优化技术为核心的工程地质"一体化设计"技术,建立了差异型和灵活型2种低成本高效率个性化"工厂化"实施模式,完善了"预测甜点目标、钻成优质井眼、评价甜点层段、提供工程参数和提高单井产量"5项致密油勘探开发"配套工程技术",实现了致密油水平井压裂后产油是周围直井17倍以上的"单井高产量",展现了致密油"整体有效益"初步成效,建成3个试验区,正建10个试验区,新增致密油储量超过1×10~8t。"2+3"模式的建立,不仅为大庆油田原油稳产增加了资源,而且为其后规模生产储备了配套工程技术。     

松辽盆地北部生物气特征及其成因

目前生物气资源占世界天然气资源总量的10%～20%，中国已发现了一些生物气田。文章统计了松辽盆地北部生物气的主要分布地区和层位，针对主要分布生物气的3个地区进行地化特征对比，分析其成因类型。研究结果表明：松辽盆地北部生物气主要分布在西部斜坡区的萨尔图油层和高台子油层、长垣-古龙地区的黑帝庙油层和朝长-王府的葡萄花油层以及扶余油层；各地区生物气组分和同位素特征有各自的特点；其成因主要有3种：①传统的甲烷生物气；②原油菌解生物气；③亚生物气。     

松辽盆地南部大情字井地区油气分布控制因素分析

大情字井地区是松辽盆地南部近几年发现的、具有超亿吨级储量规模的大型含油区.经构造、沉积、储层、成藏模式等研究证实,有效烃源岩与砂体的叠合范围宏观上控制了油气的分布范围;油气分布主要受控于三角洲前缘相水下分支河道、河口坝型砂体,岩性控制油气分布,储层物性、断层、低幅度构造控制油气富集高产.保康三角洲前缘砂体与大情字井地区向斜型的构造背景配置形成多种类型油气藏,使该区成为叠加连片、复合型的岩性油藏含油区.     

松辽盆地北部大庆长垣以东地区深层沉积特征

本在地质、地震、测井综合分析基础上，总结了大庆长垣以东地区沉积分布及特征。指明断隐期具有东老西新、南老北新的三维沉积分布格局，提出断隐期地层以辫状平原扇、辫状河一湖相为特征的沉积模式，认清断陷由东向西充填以及新阶段古地理格局。     

松辽盆地北部地区火山岩特征及分布规律

通过松辽盆地北部火山岩的化学元素分析及薄自理鉴定,认为区内火山岩主要以中酸性火山岩为主（岩安岩、流纹岩、中生角砾凝灰岩、凝灰岩等）,属于亚碱性系列中的钙碱性系列。其火山岩系列中的钙碱性系列是与板块俯冲作用有关的岩石系列,喷发方式以爆发相、喷溢相、近火山口相、次火山岩相、火山－沉积相为主,均为深层天然气藏的主要储集层。综合地球物理预测,全区火山岩呈现条带状展布的特征。     

松辽盆地中生界火山岩储层特征及对气藏的控制作用

火山岩储层是松辽盆地深层天然气勘探的主要目的层,分布上主要受深大断裂控制,沿断裂成带分布,不仅分布在山岭地区也广泛分布在断陷盆地的沉积地层中;储集空间为原生气孔、杏仁体内孔、次生的斑晶溶蚀孔、基质内溶孔和构造溶蚀裂缝;孔隙结构组合为单一裂缝及斑晶溶蚀孔与裂缝组合而成的孔隙结构;在成因上分为喷发溢流时形成原生气孔,喷发间歇期受风化淋滤形成次生孔隙及在埋藏过程中成岩、构造作用的影响 3个阶段;裂缝是改善火山岩储层性能的关键因素,成岩作用既加剧了次生孔隙的充填也加剧了溶蚀孔隙的形成,压实作用对储层物性没有影响。火山岩在烃源岩中相对独立的分布使其具有得天独厚的成藏条件,构造运动和后期风化剥蚀是控制储层物性的主要因素,断裂的发育程度控制了气藏的分布。