元坝超深高含硫生物礁大气田安全有效开发技术

元坝气田是目前世界上气藏埋藏最深、开发风险最大、建设难度最高的酸性大气田,国内外没有成功先例,缺乏相应理论、技术、方法。针对元坝气田长兴组气藏超深、高温、高压、高含硫、礁体储层复杂、气水关系复杂、天然气组分复杂、压力系统复杂、地形地貌复杂等"一超、三高、五复杂"的特点,以及面临的地质规律不清、气藏描述太难、有效开发不易、钻完井瓶颈多、安全环保压力大等五大开发难题,创新了生物礁发育与储层分布开发地质理论,提出了超深条带状小礁体气藏有效开发模式,形成了超深层小礁体气藏精细描述技术、超深高含硫水平井钻完井技术、高含硫天然气深度净化技术、复杂山区高含硫气田安全集输技术等开发关键技术体系,建成了世界上第一个7000m超深高含硫生物礁大气田,突破了7000m超深高含硫生物礁气藏开发禁区,突破了7000m超深高含硫水平井钻完井技术瓶颈,实现了高含硫天然气深度净化技术国产化,实现了复杂山区高含硫气田安全集输技术智能化,确保了大型超深高含硫生物礁气田安全环保有效开发。     

胜利油田长水平段水平井钻井技术现状与认识

长水平段水平井技术已经成为低效油气田开发的重要技术手段.近年来胜利油田相关技术发展迅速,初步形成了长水平段水平井钻井关键技术,包括以井眼轨道优化设计为核心的工程设计技术,以底部钻具组合优化设计为基础的长水平段优快钻井技术,以及满足多种油气藏保护和井筒安全要求的钻井液技术和长效固井工艺技术.先后在大牛地气田、长庆油田、胜利油田、腰英台和川西等地区进行了现场应用,完成金平1井、高平1井、渤页平1井等重点工程项目.其中,高平1井利用自有技术实现了位垂比4.02、水平段长3462.07m的工程目标,创造了国内陆上油田多项钻井施工纪录.长水平段水平井钻井关键技术发展迅速,但仍需结合具体区块特点,在工程设计、井身质量监控、随钻地层界面识别、钻井液循环利用和完井开发一体化设计等关键环节进行深入研究,特别是加强旋转导向、近钻头地质导向、智能完井等高端技术的攻关力度,提高整体技术水平.     

苏49-01加密区有效储层分布预测及开发井距优化分析

苏里格气田苏49-01加密实验区上古生界二叠系下石盒子组的盒8段及山西组的山1段为河流相沉积,有效储层几何形态、规模大小、井间连通性、垂向叠置关系及物性条件认识难度大,单井控制储量和产量低。综合运用地质、测井及地震资料,以沉积学、地球物理学以及地质统计学为指导,运用测井约束反演方法开展了有效储层横向预测研究,解决了有效储层空间分布及连通性等问题。同时,在有效储层预测结果基础之上,讨论了5种矩形井网对有效储层的控制程度,综合分析了研究区合理的开发井距。分析表明:研究区目的层砂体数目多,规模小,宽度多为400~600m,单砂体有效厚度多为3~6m,有效砂砂体连通性较差;合理开发井网井距600~800m之间,结合有效砂体的分布情况,应采用不规则井网部署开发。该研究结果对油田下一步井网部署及调整具有一定参考意义。     

二类油层弱碱三元复合驱合理注采井距研究

东部老油田一类油层聚合物驱油经过多年高速开采,产量已逐年减少,要保持油田高效稳产,二类油层三次采油势在必行。随着油田开发的不断深入,二类油层三元复合驱已发展为较成熟的三次采油技术。试验区油层沉积环境为河流-三角洲沉积,属于碎屑岩储油层,纵向上小型河道砂体发育,河道砂体规模较小,连通性差。研究表明,175m井距条件下油层导流能力仍然较弱,聚驱控制程度较低,不适应目的层三元驱的开采。针对试验区发育及开发特点,通过虚拟布井、数值模拟等方法 ,确定了二类油层弱碱三元驱合理注采井距为125m。结果表明,125m井距聚驱控制程度大于70%,油层能够建立较高的驱动压力梯度,并且具有较强的注采能力和最佳的经济效益。在目前条件下,采收率可提高18.6个百分点,税后内部收益率为19.7%,财务净现值为9527.2万元。     

应用水平井挖掘杜84块兴Ⅱ组单砂体稠油油藏潜力

辽河油田杜84块兴隆台油藏纵向划分为兴Ⅵ组、兴Ⅲ组、兴Ⅱ组、兴Ⅰ组四套油层组。其中,兴Ⅵ组采用直平组合SAGD(蒸汽辅助重力泄油技术),兴Ⅰ组采用双水平井SAGD,兴Ⅱ、Ⅲ组互层状油藏水平井吞吐挖潜,实现杜84块多元化立体高效开发。通过开发方式转换,杜84块实现了油田纵向储量的均匀动用,很多区域达到或超过油田标定采收率(29.2%)。通过深化地质研究,发现兴Ⅱ组还存在未得到有效动用的单砂体油藏。结合部署界限和油藏发育情况,在兴Ⅱ组隔夹层发育稳定区域部署规划两口水平井杜84兴H2111井、杜84兴H2112井,控制地质储量11.5×104t,部署区域基本未动用。两口水平井目的层厚度在7m左右,水平段长度为240m以上,单井储量在5×104t左右。应用近钻头地质导向、随钻地质跟踪以及水平井同注同采技术,挖潜单砂体油藏潜力。     

玛北油田玛2井区地质特征及开发措施分析

随着开发的不断深入,玛2井区百口泉组油藏水平井出现压力下降快、日产量低、含水下降慢、压裂液返排率高和排液时间长等问题,且南北区域产量差异大,新投水平井井筒异常比例高于老井。在充分掌握玛2井区砂体分布、沉积特征、储层物性、裂缝特征等基础地质资料背景下,开展水平井开发措施研究,评价影响玛2井区水平井产能的主控因素,对比分析不同施工参数条件下油层缝网扩展规律。先导试验区开发效果较明显,南区5口典型井平均日产油16.32m³/d,北区5口典型井平均日产油15.47m³/d,南区典型井的裂缝规模、有效改造体积更大。同时开发措施仍需进一步改进,包括优化水平井压裂开发簇数和簇间距、水平井段簇优化及施工参数优选等。玛2井区具有开展小井距开发试验的基础,建议井距在150～200m,水平段长在1400m左右,簇间距在20m左右。     

松辽盆地汪家屯气田气藏富集特征及挖潜技术对策

典型复杂断块致密砂岩气藏具有砂体规模小且分布零散、储层物性差、单井井控储量低的特点。松辽盆地汪家屯气田处于开发中后期,大部分气井已进入低产、低效阶段,储量挖潜及经济有效开发难度大。为解决气田开发瓶颈难题,从断裂、砂体及成藏等角度开展了气藏富集特征研究。结果表明：通源断裂控制气藏的纵向发育部位和横向展布;砂体发育规模、厚度及物性决定气藏富集程度;断层和砂体的空间分布对气藏具有分隔作用;油气差异运聚控制流体空间分布。为提高气田整体的储量动用程度,在气藏地质研究的基础上,结合气田开发特征,提出5项挖潜的技术对策：精细构造与储层描述,优选挖潜部位加密布井;老井措施改造,挖掘增产潜力;利用氮气欠平衡钻井技术,有效保护储层;增压开采试验,提高流体流动能力、延续气井生命周期;开展水平井及老井侧钻水平井试验。     

直井-水平井组合SAGD物理模拟研究

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术是一种开发超稠油的经济有效方式,国内油藏在直井吞吐后普遍采用直井-水平井组合SAGD开发。以曙一区杜84块兴VI组油层油藏地质参数、流体性质为基础,采用高温、高压三维比例物理模拟系统模型来描述超稠油油藏蒸汽吞吐后转蒸汽辅助重力泄油的开发过程,并对实验过程中蒸汽腔变化进行监测分析,根据蒸汽腔发育特征将蒸汽腔的形成和发育过程分为汽腔形成、汽腔扩展和汽腔下降等3个阶段,同时结合温场发育状况及产油量、含水率等实验数据,可以将直井-水平井组合SAGD生产阶段划分为吞吐预热阶段、汽腔形成(SAGD驱替阶段)阶段、汽腔扩展阶段和汽腔下降阶段。物理模拟直井-水平井平组合SAGD实验表明,最终注入倍数为2.8时,阶段采出程度可以达到58.5%,物理模型平均剩余油饱和度为19.40%。     

中上扬子地区五峰-龙马溪组页岩气开发评价关键问题

北美页岩气田以海相沉积储层、热成因气为主,其页岩气的有效开发改变了全球天然气供给格局。通过十余年的勘探开发攻关,我国页岩气资源也实现了有效开发,2016年产量达到78×10~8m~3,中上扬子地区五峰-龙马溪组底部富有机质页岩是当前我国页岩气开发的主力层系。与北美相比,中上扬子地区构造条件相对复杂,页岩气储层具特殊性,在有效开发探索实践过程中仍存在多项难题亟待解决:静态储量和动态储量的匹配问题、地质和工程因素对气井产量影响的问题、现有技术对全区域页岩气开发有效性的问题、浅层常压储层页岩气开发潜力的问题以及页岩气井网加密可行性问题。针对页岩气开发评价存在的问题,提出了通过页岩储集机理研究准确评价页岩气储量,落实影响页岩气开发效果的地质和工程因素,通过地质-开发-经济一体化评价落实资源的开发有效性,加强成本管控实现浅层常压页岩气资源有效开发,开展井网加密现场试验储备页岩气田稳产接替技术等建议。     

滚动开发模式在超深薄层复杂油藏中的应用——以塔河3区石炭系为例

塔河3区石炭系油藏为发育不等厚薄互层状构造-岩性复合油藏,具有埋藏深、单层厚度小、砂体多呈"条带"、"透镜状",含油砂体分布零散等地质特点,开发初期,由于井网密度小、井距大,很难一次完成整体开发方案的编制。为此,开展滚动迭代开发模式,通过多次迭代滚动进行数次油藏描述,直至油藏得到更为清楚的认识。首批部署4口评价不同井区的关键井,取得较好效果,在此基础上修改设计方案,对井位进行调整。先后进行三次迭代滚动开发部署,共部署9口井,均取得成功,证实了迭代滚动开发模式的有效性。实践表明,复杂油藏迭代滚动开发模式的成功率主要取决于约束井的数量,井越多,构造、储层的准确度也就越高。在经过前两次滚动部署后,第三次的部署井预测的构造和储层厚度与实际钻遇符合率达到90%。但是,由于复杂油藏储层横向变化大,在约束井较少的情况下,预测的储层边界准确度不高,因此油藏稀井网区和边界处的井位部署还需多方面认识研究。     

关于煤层气勘探开发思路的探讨

以煤储层地质条件、构造条件为基础,构建煤层气勘探开发体系,选择合适的钻井工艺和井型,是提高煤层气勘探开发效果的有效手段。石嘴山矿区目前地质勘探程度较高,对煤层气地质特征具备一定的认知和掌握,基于前期石嘴山矿区煤层气勘探开发评价体系,采用350 m×300 m井间距+U型井的试验井网是最适宜于石嘴山矿区的煤层气勘探开发模式。石嘴山矿区煤层气勘探开发可以按照“边勘探边开发”的滚动式勘探开发模式,加快勘探开发步伐,尽早实现探采一体化的模式。     

精细油藏描述技术在水平井轨迹设计中的应用

大庆油田萨中开发区自从2002年起进行水平井开发技术研究,经过几年的探索,形成了较为完善的挖潜厚油层顶部剩余油的水平井水驱挖潜技术。研究过程中,精细油藏描述技术在调整对象的确定、储层内部结构认识、水平井空间轨迹设计等方面发挥了重要作用,且该技术亦逐步得到完善。水平井的开发效果,取决于前期精细油藏描述的准备工作。如果在一定的油层条件下,选井过程中有较高的前期地质研究基础,对油藏认识比较清楚,构造、储层、流体特征刻画细致,并能够建立精细地质模型,则水平井就能得到较好的开发效果。大庆油田主力油层聚驱后设计的第一口水平井位于剩余油滞留区内,该井完钻井深1620m,完钻水平段长度563m,油层钻遇率达到67.1%。在深入研究剩余油分布状况、优化轨迹设计基础上,进行调整挖潜,该井初期投产日产液为134t/d,日产油为12.9t/d,含水为90.4%,含水较同类型直井低7个百分点以上,产能是直井的2倍以上,获得一定的开采效果。     

大田县奇韬矿区铭溪井田煤炭资源勘探模式探讨

以铭溪井田为例,分析了构造复杂区煤层赋存特征、构造特征及勘探方法,对区域勘探技术选择、勘探工程的布置、勘探结果的分析三方面进行了系统总结。在此基础上,探讨了铭溪井田构造复杂区煤炭资源勘探模式,科研方向上以区域构造格局、控煤构造样式及开采地质条件研究为主;勘探方式上以钻探为主,多种勘查手段辅助的勘探模式,实现煤炭勘探、开发的一体化。     

不同成因类型页岩气藏特征分析

页岩气具有储层致密低渗,自生自储式成藏的特点,美国页岩气的成功开发是油气领域的新突破。2011年,美国页岩气产量超过1700×108m3,天然气基本实现自给,在一定程度上改变了世界天然气的供应格局。按照天然气的成因类型,页岩气可划分为热成因和生物成因两类。重点分析Barnett热成因页岩气藏和Antrim生物成因页岩气藏的地质特征和开发特征。我国已完钻页岩气井51口,其中直井37口,水平井14口;直井压裂试气15口,水平井压裂试气4口,14口见气;南方海相页岩气、四川盆地和鄂尔多斯盆地陆相页岩气勘探取得突破。通过我国南方海相热成因页岩气地质特征的对比分析,认为我国页岩气藏具有特殊性,储层条件更为复杂,美国页岩气开发技术不能完全适应我国页岩气的开发需求。另外,我国松辽和鄂尔多斯等盆地广泛发育富有机质页岩,但成熟度普遍偏低,热成因页岩气前景有限,但生物成因页岩气具有良好的成藏条件,是页岩气勘探的重点方向。     

提高超稠油水平井段均匀动用技术探索与实践

曙光油田超稠油水平井蒸汽吞吐开发过程中存在水平段动用不均问题,影响水平井开发效果。123口超稠油水平井动用好井段平均长度118m,占总井段长度的31.4%;动用中井段平均长度186m,占总井段长度的49.6%;动用差井段平均长度75m,占总井段长度的19.8%。动用不均的原因在于油层发育不均、完井方式的差异及井间汽窜干扰。根据水平段温度变化趋势,将水平段井温曲线分为均衡型、渐变型、阶梯型、波浪型、突变型五种。采用选段注汽、分段注汽、复合注汽三种均匀注汽技术以提高水平段动用,选段注汽主要适用于渐变型和阶梯型井温水平井,分段注汽主要适用于突变型井温水平井,复合注汽主要适用于波浪型井温水平井。现场应用后,水平井段动用程度由31.4%提高到56.3%,增油效果显著,为提高同类型油藏水平井开发效果提供借鉴。     

卫城零星气藏精细构造研究

卫城零星气藏为被断层复杂化的中孔、中渗常温常压低凝析气藏,储层物性较好,非均质性较弱,探明含气面积4.44km2,天然气地质储量7.12×108m3,可采储量4.94×108m3。目前,该气藏已进入开发后期,整体上储量动用程度、采出程度均较高,气井低压低产,积液间开,停产井多,井筒结盐、结蜡现象严重,稳产难度大。在区域地质研究的基础上,以各断块结合部为重点研究工区,利用三维精细构造解释技术和构造-测井非线性约束储层反演等技术,分析构造形态,描述储层分布,优选有利目标,形成了复杂断块气顶零星气藏开发研究技术,实现了未动用储量的有效动用和已动用储量剩余资源的有效挖潜。通过精细构造研究,目前共提出5个有力目标区,部署调整井2口,侧钻井3口,实际投产新井3口。3口井当年累计产油1058t,产气504×104m3,当年投入按总投入的1/4折算,为500万元,当年累计创效2118万元,则投入产出比达1:4.2。     

致密油整体缝网压裂技术在杏树岗油田杏69-1井区扶余油层的应用实践

针对大庆致密油储层地质条件逐年变差,以及采用常规压裂改造工艺达不到预期增产效果的问题,创新采用整体缝网压裂工艺,主要从地质选层、缝储匹配、液性组合、有效改造4个方面进行方案优化。依托杏树岗油田杏69-1井区扶余油层“井缝控藏”理念,纵向上通过甜点优选压裂层段,平均单井压裂层数由4层减少至3层。横向上考虑砂体连通关系,以缝控储量最大为目标,优化施工规模,平均单井液体规模降低16%,支撑剂规模降低31.4%,单井成本降低4.7%。同时采用变黏压裂液、控缝高工艺,积极推行全链条挖潜增效,实现该井区扶余油层整体缝网压裂效益开发。现场应用表明,整体缝网压裂技术提高了缝控储量规模,实现了储层改造最大化、缝控储量最大化。实际平均单井日产油5.7t/d,比设计值提高103%;实际建设产能1.62×10⁴t,超额完成22.7%。     

新型井下工具在元坝1井的应用

由于元坝1井的陆相地层与海相地层的地质情况复杂,钻井难度大,开展了新型井下工具如BakerHughes大功率螺杆钻具、液压双向减震器、高速涡轮＋孕镶PDC钻头、特殊钻井工具“旁通阀”的应用研究。应用效果表明,采用新工具．钻井周期比总公司要求的340d提前了60．83d,建井周期比钻井工程承包合同规定的546．04d提前了204．64d,全井平均机械钻速比原计划的1．8m／h提高了11．1％,全井最大井斜2．94°,井身质量优质,达到设计要求。     

地质研究在煤层气U型井中的应用及实例分析

煤层气勘探开发实践表明,与煤层气地质条件、储层特征相适宜的钻井方式是有效提高单井产量的必要步骤。U型井作为煤层气开发的一种新型井型,其优点是能最大限度的沟通渗流通道,增大单井控制储量,依靠重力场作用实现排水采气。U型井在我国的施工井数相对较少,截至2013年底,在我国共施工80多口,分布范围主要集中在沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘,施工区目的煤层煤阶主要为中低-中高阶煤,单井最高日产气量在12000m3左右,大多数井日产气量在300~3000m3之间,整体产气效果差异较大,主要缘于U型井自身的工艺难度较高和对钻前地质研究程度重视不够。为保证U型井顺利施工,钻前需要对邻井基础资料进行收集、整理,掌握煤层变化规律,确定对比标志层,并预测目的层位垂深,选择最佳中靶位置。以DJ2井为例,重点分析井区构造特征、煤层展布和发育情况,以及煤层结构、煤体结构特征,将石盒子组骆驼脖子砂岩和山西组3号煤层作为标志层,依据生产井目的层的深度和地层倾角变化计算出中靶位置,同时分析了水平段调整点和调整幅度,评价结果有利于DJ2井的顺利施工。     

分支井技术在潜山油藏安1-H8水平井中的应用

潜山油藏是辽河油田主力上产区块,提高潜山油藏的采收率是提高油井产量、保证油田增储稳产的重要手段。分支井技术适合开发各类油气藏,是提高单井产量和采收率的重要技术。安1-H8井是一口双分支鱼骨水平井,地层自下而上发育有太古界、下第三系沙河街组、东营组、上第三系和第四系地层,其中太古界为本次开发的目的层,储集岩以混合花岗岩为主。为了同时开发Z1、Z2两套层系,结合油藏特征与多分支井工艺特点,井身结构采用主水平分支与鱼骨型分支组合的方式,总建井周期为190d,克服井斜大、地层坚硬、可钻性差、修窗困难等多重难题,成功实施了两个主水平分支和三个鱼骨型分支。其中,套管开窗中的所有工序一次成功,后续造斜器打捞、空心导斜器置换顺利,Z2分支完井成功率达100%。安1-H8井的顺利完成,标志着分支井技术应用迈上了一个新台阶。