国外致密油气开发完井技术应用

通过调研国外包括碳酸盐岩、致密砂岩和页岩等油藏提高采收率对完井工艺技术的优化研究,对以Middle Bakken,Cleveland,Granite Wash,Barnett Shale等为代表的不同油藏类型区块实例的完井方式、生产效果对比,评价水平井、裸眼分段压裂完井和套管固井桥塞射孔分段压裂完井技术的适应性,对目前致密油气开发完井采油技术的发展起到较好的借鉴作用。     

页岩油气发展的中国之鉴——致密油气和煤层气

为探索出一条中国页岩气发展的成功之路,从国内致密油气成功规模开发所形成的技术基础,到对煤层气长期发展迟缓的原因分析这两个方面进行了讨论。结果认为：①美国正是将致密油气开发中的技术应用于煤层气和页岩油气并使之适应其特点而取得了非常规油气生产的快速发展;②中国致密油气开发已取得重大进展,其技术总体上达到国际先进水平,也由此奠定了中国页岩油气发展的雄厚技术基础,使之能在适应中国特殊地质条件和不同页岩类型中完善核心技术与设备的国产化,进而形成配套技术体系;③中国煤层气起步早,有一定资源、技术基础,但发展迟缓,关键的影响因素是难以取得勘探开发区块以及不同企业之间的相互制约,垄断体制不仅限制了地方和民营企业的进入而且也没能发挥大型油企的积极性,因而投资严重不足,造成冷清的局面,这些障碍也正是页岩油气发展的前车之鉴,不进行改革并完善法规,非常规油气产业难以顺利发展。     

关于致密油气和页岩油气的讨论

在全球范围内,非常规油气勘探开发都正在从幕后步入前台,为了厘清有关概念、明确勘探思路、指导勘探决策,对致密油气和页岩油气等的勘探开发历程和发展前景进行了讨论。结果认为：①目前工业开采中广义的致密储层油气主要包括致密砂岩油气、页岩油气、煤层气,其有效开采依赖于共同的主体技术--水平井和压裂;②美国的非常规油气开发从致密砂岩油气起步向煤层气、页岩气延伸,因气价下跌而促进了页岩油的开采;③近年来页岩气、页岩油成为美国油气产量增速最快的类型,从而使其成为天然气、石油产量增速最快的国家;④据最新资源评价结果测算,页岩油、页岩气分别占世界油、气资源总量的10％、32％;⑤近年世界流行的致密油（ tight liquids）概念,其主体是页岩油,包括天然气液（NGLs,Natural Gas Liquids）和轻质黑油（Light Oil）,生产实践表明,目前仅能开发致密储层油中的相对轻质者,因而可称其为轻质致密油（LTO,Light Tight Oil）。     

论致密大油气田成藏模式

根据对国内外致密油气聚集成藏特征的分析,提出致密大油气田存在3种成藏模式,即连续型(深盆气型)、准连续型和不连续型(常规圈闭型)。与连续型油气藏相似,准连续型油气聚集也表现为:油气分布面积较大,无明确边界,也无边底水;源、储邻近,广覆式分布;油气运移主要为非浮力驱动,运移动力主要为异常压力、扩散作用力和毛细管压力,浮力作用受限;运移的方式主要为非达西流,以涌流和扩散流为主。所不同的是:准连续型油气聚集由多个彼此相邻的中小型油气藏组成,油气呈准连续分布;油、气、水分布比较复杂,无显著油、气、水倒置;油气充注以大面积弥漫式垂向排驱为主,初次运移直接成藏或短距离二次运移成藏;储层先致密后成藏或边致密边成藏,且非均质性较强;圈闭对油气聚集成藏具有一定控制作用。研究认为,以深盆气或盆地中心气为代表的连续型油气藏与典型的不连续型常规圈闭油气藏,分别代表了复杂地质环境中致密油气藏形成序列中的两种端元类型,二者之间应存在不同的过渡类型。准连续型油气藏就是这样一种过渡类型的致密油气聚集,并且可能是致密储层中大油气田形成的主要方式。事实上,典型的连续型油气聚集应是那些形成于烃源岩内的油气聚集(如页岩气和煤层气),典型的不连续型油气聚集则是那些形成于烃源岩外近源-远源的常规储层中、受常规圈闭严格控制并且具有边底水的油气聚集;而形成于烃源岩外并且近源的致密油气藏则主要为准连续型油气聚集,其次为非典型的不连续型(常规圈闭型)油气聚集,而像盆地中心气或深盆气那样的连续型聚集则较为少见。     

致密砂岩气藏多层系水平井立体开发技术——以鄂尔多斯盆地致密气示范区为例

中国致密砂岩气资源丰富、分布广泛,但储层非均质性强,单井产量低,有效开发难度大.为提高致密砂岩气单井产量和储量动用程度,探索致密砂岩气藏多层系高效立体开发模式,以鄂尔多斯盆地苏里格气田致密气示范区盒8段、山1段等多套含气层系为例开展了研究,提出了一套致密砂岩气藏多层系水平井立体开发技术体系.首先,针对致密储层特征,通过...     

四川盆地致密油勘探开发新认识与发展潜力

在国内加大油气勘探开发力度的大环境下,非常规领域成为目前常规油气勘探开发的有力补充,在部分油田呈现出常非并举的发展势头,除页岩气而外,致密油是目前增储上产的重要对象。在系统梳理、分析、总结四川盆地侏罗系大安寨段致密油特征基础上,根据最新烃源岩、储层、源储配置等分析实验样品以及勘探开发成效的系统分析,提出：侏罗系大安寨段烃源岩有机碳中等,页岩油气显示频繁;储层致密化程度高,发育相对优质储层;源储配置类型多样,致密油充注效率高;致密油大面积分布,分相带建立有利区标准;致密油生产差异大,创建勘探开发新模式五大创新认识。根据目前的勘探开发实际情况和资源情况,提出了大安寨段具备页岩油气与致密油气两大非常规油气勘探开发潜力的新思路,并指出了页岩油气主要发育在半深湖区,致密油主要发育在滨浅湖区的认识,为该层系下步的整体勘探开发指明了方向。     

中国页岩气与致密气开发特征与开发技术异同

对比分析我国页岩气藏与致密气藏的开发特征与技术对策,对深刻认识和高效开发上述非常规天然气资源具有重要的意义。为此在研究我国页岩气与致密气地质特征和开发特征的基础上,着重对比分析了二者在开发策略与技术方法上的差异及对策。结果表明:(1)两种非常规气藏宏观上均具有储层致密、非均质性强且大面积连续分布的特点,页岩气储层集中分布,致密气储层多层分散分布;(2)两种气藏均具有异常低孔低渗特征,都需要通过改造达到工业产量,但压裂改造特征和流体渗流特征差异明显;(3)气井产量曲线均为"L"形,但页岩气早期产量递减更快、低产期的生产时间更长;(4)开采均需要优选相对富集区,采用小井距、优快钻井工艺技术,核心工艺是压裂改造,采用单井自然递减、井间接替的生产方式;(5)但上述二者的开发对策和技术方法各有所侧重、解决的关键问题不同。结论认为:(1)页岩气开发对工程技术手段的依赖性更强,对开发技术要求更苛刻;(2)致密气储层的渗透性相对较好,压裂后仍表现出"相对均质"的开发特征,但受地层水影响,致密气高效开发技术同样面临着更高的要求;(3)致密气以成本为目标导向的开发技术是页岩气降低开发成本的主要方向,页岩气工厂化作业及新型压裂工艺技术有助于低品位资源的有效动用。     

致密气藏开发过程中水侵量的最优化计算

在致密气藏开发过程中，水侵量的准确计算是预测水侵开发动态及防治水相圈闭损害的重要内容。把裂缝-孔隙型气藏划分为基质系统和裂缝系统，通过建立水驱致密气藏物质平衡方程及最优化数学模型，应用遗传算法编制计算机程序，对致密气藏开发中的水侵量进行计算。避免了使用难以获取的或获取不准确的地层及水体参数的发生，在进行水侵量计算的同时，得出了在不同开发时期的产气量、基质系统向裂缝系统的转移气量等参数，为气藏的动态分析和预测提供了依据。     

川东侏罗系——四川盆地亟待重视的一个致密油气新领域

四川盆地侏罗系油气勘探开发主要集中在川中和川西地区,长期以来对川东地区侏罗系蕴藏的丰富油气资源与勘探潜力未能给予足够的重视。在四川盆地近60年的勘探开发历史中,川东侏罗系至今几乎还是一片尚待开发的油气资源处女地。事实上,川东地区许多钻井在钻遇侏罗系时都曾发现过大量的油气显示,少量钻井经测试甚至获得过工业油气流。初步研究结果表明,川东地区侏罗系具有与川中地区侏罗系十分相似的油气成藏条件,其烃源岩厚度大、储层致密、油气资源丰富,是四川盆地内除川中侏罗系之外还有希望找到原生油藏的一个有利地区。建议尽快将川东侏罗系油气藏作为四川盆地一个重要的致密油气勘探新领域,开展整体评价研究,实施专层勘探,并采用非常规油气勘探评价技术与方法,在油气保存条件较好的低缓、潜伏构造以及宽缓的向斜区,优选有利区块,开展水平井钻井与储层改造先导性试验。与目前在渝东南等构造复杂区开展的页岩气勘探相比,川东侏罗系油气勘探的地质风险与开采成本将更低,探明油气资源并投入商业开发的成功率与机遇更大,更具有找到规模性油气田（藏）的现实必然性。     

中国致密岩油气资源潜力及勘探方向

中国是世界上最早发现致密岩油的国家之一,1907年就在鄂尔多斯盆地延1井上三叠统发现了致密岩油,1989年又在该盆地石炭—二叠系发现了致密砂岩大气田——靖边气田。之后,在四川、准噶尔、松辽、渤海湾等多个盆地也相继发现了致密岩油气。中国致密岩油气具有多层系分布的特征,几乎在所有大中型盆地内均有发育,油气资源十分丰富,勘探开发潜力巨大,估算的中国致密岩油资源量为(280~300)×10~8 t、致密岩天然气资源量为(66~70)×10~(12) m~3。特别是近年来,中国致密岩油气的储量和产量较快增长。为此,在综合分析中国致密岩油气形成的地质条件、成藏条件、油气富集“甜点”的主要控制因素和指标、致密岩油气分布规律、油气资源潜力及面临挑战等的基础上,认为目前中国国内致密岩油气勘探开发技术已较为成熟,可作为中国非常规油气发展之首选。     

樊家地区致密砂岩油气藏钻井关键技术

樊家地区致密砂岩油气藏开发是胜利油田的开发重点。针对该地区井身结构复杂、致密砂岩特点和施工技术难点,在总结前期樊154-平1井等6口井从一开、定向段、稳斜段到完井的施工经验的基础上,优化了井身结构、钻头选型、钻具组合、钻井液技术,配套形成了樊家地区致密砂岩非常规井优快钻井技术和安全钻井液技术,并在樊家地区樊154-6HF井等4口非常规井中进行了应用,机械钻速较前期施工的井提高10%以上,钻井周期缩短了10%以上,为后续非常规井的开发提供了经验。     

低孔低渗储层综合试油气配套技术

在总结近年来探井试油气工作经验的基础上,主要从射孔工艺、地层测试、排液技术及射孔联作新工艺等方面,介绍了与试油工艺有关的配套技术的研究与应用。通过这些配套工艺措施,缩短了试油作业周期,节省了勘探开发成本,为储量计算提供了可靠的数据依据。     

洛阳-伊川地区三叠系致密砂岩油气藏地质特征

通过对洛阳-伊川地区三叠系基本石油地质条件的分析,认为三叠纪洛阳-伊川地区与鄂尔多斯盆地处于同一大型坳陷型湖盆,生储盖架构相似,烃源岩发育、厚度大、横向展布稳定、储层致密,且三叠系油气显示丰富,具致密砂岩油气藏形成的地质条件。结合对屯1井上三叠统椿树腰组工业天然气流分析,进一步明确了洛阳-伊川地区三叠系油气藏为具有低孔渗性、地层压力异常、油气呈"上油下气"倒置关系等特征的先成型致密砂岩油气藏,从而指出三叠系为洛阳-伊川地区下一步油气勘探的主攻层系,致密砂岩油气藏是该区勘探的主要方向。     

致密砂岩气藏产水机理与开发对策

为认清致密砂岩气藏的渗流规律、揭示其储层产水机理、寻求有效的开发对策,开展了相关研究。结果表明,致密砂岩气藏储层渗流机理复杂,表现在:储层原始含水饱和度主要受储层微观孔隙结构特征的控制;在气水互封状态下,气体弹性膨胀推动部分束缚水转化为可动水,可动水饱和度能有效表征储层水相可动性;储层水相对气相渗流能力影响显著,含水条件下气体渗流存在闽压梯度,其主要受储层物性与含水饱和度的控制,阚压效应导致单井控制范围减小,储量动用程度降低;气、水两相渗流能力受压力梯度的影响。进而基于对致密砂岩气藏产水机理和渗流机理的认识,提出了有针对性的开发对策:①在明确储层可动水饱和度的基础上,评价储层产水风险,优选井位及开发层位,降低气井产水风险,提高单井产能;②采用压裂水平井开发,增加泄流面积,减小生产压差,延长无水或低水采气期;③合理配产,降低生产压差,预防或控制产水量;④强化排水采气,提高生产效果。上述技术措施为四川盆地中部上三叠统须家河组气藏和鄂尔多斯盆地苏里格气田低渗透致密砂岩气藏的有效开发提供了技术保障。     

常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势,二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏,目标是回答圈闭是否有油气;非常规油气研究的灵魂是储层,目标是回答储集有多少油气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前,常规油气面临非常规的问题,非常规需要发展成新的"常规"。伴随技术的进步,非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性-地层油气藏,油气以孤立的单体式或较大范围的集群式展布,圈闭界限明显,储集体发育毫米级—微米级孔喉系统,浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和气、页岩油和气等,一般源储共生,大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心,圈闭界限不明显,页岩系统储集体广泛发育纳米级孔喉,浮力作用受限,油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例,系统分析了其地质特征与勘探潜力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统,局部发育微米—毫米级孔隙,其中页岩气储层孔径为5～200nm,致密灰岩油储层孔径为40～500nm,致密砂岩油储层孔径为50～900nm,致密砂岩气储层孔径为40～700nm。针对全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。     

致密油藏开发技术研究进展

从中外不同类型的致密油藏的定义和标准中总结出其特点,统计分析了国外致密油的资源量及分布状况.选取开发规模较大或开发技术成熟的致密油区为研究对象,从地质特征、开发历程及现状、技术发展状况、开发成本、开发效果及规律等多个角度进行分析,提升并总结出不同地质条件下的主要开发技术及其政策、单井初期产油量、递减率和成本等关键指标的变化规律.综合分析了中国石化致密油藏的地质特点和开发状况,得到以下认识:地质认识是致密油藏有效开发的基础,开发配套技术是致密油藏有效开发的保障,开发基础研究是致密油藏有效开发的关键,低成本战略是致密油藏有效开发的核心.     

国外致密油勘探开发新进展及借鉴意义

系统调研了国外致密油勘探与开发最新进展(尤其是最为活跃的北美地区),针对致密油资源利用过程中普遍存在的定义多样化、储量计算方法不适用、过于依赖新技术与政策等几个突出问题,提出了相应的解决思路。结果表明:综合已有致密油及页岩油定义,结合致密油特征,从方便储量计算的角度,致密油定义可统一为以吸附或游离状态赋存于未纳入常规油田产层的低渗储层或地层深部致密岩石中(包括原地致密烃源岩,如泥页岩;与烃源岩互层或紧邻的致密储层,如致密砂岩、致密碳酸盐岩、致密岩浆岩、致密 变质岩等),必须通过水平井或多级压裂等资金密集型开发技术才能实现经济采出的轻质石油聚集,进一步可分为2大类5个亚类;通过积极探索针对极低孔渗储层的物性测试技术和测井反演方法是建立致密油储层定量评价方法的有效途径之一,在储量评估时,借鉴基于开发动态的产量递减法对可采储量进行评价是更为切实可行的做法,同时,储层物性(孔隙度、渗透率)上限也应根据实际情况进行调整;此外,成功的致密油开发更需要政府制定积极有效的扶持鼓励政策,从而保障致密油资源的勘探与开发。     

裂缝展布方位研究及其在油气开发中的意义

本文对某研究区块采用古地磁技术进行了裂缝方位研究。