鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩气藏稳产难点与对策

随着油气资源品位日趋变差,致密砂岩气藏已成为油气增储上产的主力之一,但对于如何确保已投入开发的(特)大型致密砂岩气藏长期稳产等问题,至今尚缺乏宏观分析的有效手段。为此,以我国陆上最大的致密砂岩气藏——鄂尔多斯盆地苏里格气田的最新研究成果为基础,以储量规模、开发规模、动态储量评价、气田产量递减规律、未动用资源评价5个方面为背景进行研究,分析了该气田稳产的难点,并从一个全新的角度为稳产难题的解决提供了重要证据和约束条件,进而对后期高效开发提供了技术支撑。结果表明:稳产的难点主要集中在井网不完善导致储量动用程度低、储层和流体特征存在差异造成产量递减不均、气水关系复杂让部分储量暂时难以有效动用、不同开采方式开采效果存在差异等7个方面。最后遵从"空间避开、时间错开、依靠技术、措施增产"的思路,运用水平井整体开发技术、混合开发井网综合优化技术、多维矩阵式气井管理技术和"主动性"排水采气技术等13项关键技术,进一步延长了该气田的稳产时间、提高了采收率。     

大型低渗-致密气田井网加密提高采收率对策——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

提高采收率是中国低渗-致密气田稳产期间面临的核心问题,确定合理的加密井网是提高储量动用程度的关键。通过明确苏里格气田有效储层规模尺度与4种空间组合类型,评价指出气田动静储量比仅为15.3%,储量动用程度低剩余储量规模大,划分出直井未动用、水平井遗留和井间剩余3种剩余储量类型。提出了井网加密是提高井间剩余储量动用程度的有效措施,构建了采收率、采收率增量、平均气井产量、加密井增产气量、产量干扰率等井网加密评价指标体系,确立了合理加密井网需满足的标准。结合地质模型、数值模拟、密井网试验数据验证等手段综合评价认为,合理加密井网应与有效储层组合类型相匹配、与气价及成本条件密切相关。在目前气价波动范围及经济技术条件下,苏里格气田采用4口/km²的加密井网是合理的。     

大型致密砂岩气田气水分布规律及控制因素——以鄂尔多斯盆地苏里格气田西区为例

以储集层地质特征为基础,分析苏里格气田西区地层水的化学特征和赋存状态,明确研究区气水分布规律及控制因素。苏里格气田西区含水层大面积广泛分布,气层发育差且分布局限,纵向上气、水层呈孤立状交叉分布,储集单元内部气水分异不明显,没有统一的气水界面,总体下石盒子组盒8下段和山西组山1段好于盒8上段。气水分布主要受生烃强度、储集层距烃源岩的距离、砂泥岩的配置关系及复合砂体内部物性差异等因素的控制,其中生烃强度控制了气水分布的宏观格局,随着生烃强度由高到低,由良好的天然气聚集逐渐向气水伴生气藏变化;储集层距烃源岩越近,气层相对越发育,反之则气水同层和含气水层越发育;砂泥岩的配置关系和复合砂体内部物性差异主要控制天然气的局部充注、聚集成藏,由此归纳出5种气水分布模式:纯气型、巨厚储集层气水混存型、上水下气型、上气下水型和上下水夹气型。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田东区致密储层分布模式

苏里格气田是我国典型的致密气储层发育区,对其储层沉积类型和成岩作用过程历来多有研究且存在争议。 利用岩心实验及分析资料,研究了苏里格气田东区致密储层地质特征,从沉积和成岩 2 个方面阐述了储层物性差异,并指出强压实、铁方解石交代和硅质胶结等作用是导致该区储层致密化的主要因素。 在分析沉积微相的基础上,明确了分流河道砂体是苏里格气田东区主要的优质储层,并建立了三角洲平原分流河道单砂体的 4 种垂向组合模式和 3 种侧向接触模式。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田降本增效系列技术

为了应对国际油价持续低位徘徊的严峻形势和适应国内环境保护工作的新要求,中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地苏里格气田开展了地质、开发技术攻关。通过地震+储层构型分析,对该气田上古生界河流相砂岩气藏储层进行了定量表征;开展成藏机理及主控因素综合分析,对下古生界海相碳酸盐岩气藏储层进行了整体评价。在此基础上,从井位部署、轨迹设计、地质导向等3个方面完善了致密砂岩水平井开发技术,形成了大井组布井技术及针对上古生界、下古生界气藏多层系含气特点的立体开发技术。上述勘探开发系列技术在该气田的实施效果表明:(1)上古生界气藏新增建产有利区150 km~2,下古生界气藏筛选出含气有利区450 km~2;(2)水平井开发技术的完善,提高了水平井在上古生界气藏的实施效果,2016年完钻水平井平均有效储层钻遇率超过60%、平均试气无阻流量达45×10~4 m~3/d;(3)上古生界、下古生界气藏立体开发技术大幅度提高了天然气储量的动用程度,提高了单井产量;(4)大井组开发技术的规模应用使单井平均占地面积缩减49.9%、单井平均建井周期缩短10 d,同时还便于气井生产管理、减少了环境污染。结论认为,该系列技术为苏里格气田降本增效提供了技术支撑,可供同类型气田借鉴。     

辫状河砂岩储层内部结构解剖方法及其应用——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

鄂尔多斯盆地苏里格气田北部中二叠统石盒子组8段下亚段(以下简称盒8下亚段)属于辫状河三角洲平原亚相辫状河沉积,该气藏的储层是罕见的低渗透率、低地层压力、低丰度致密砂岩,有效砂体分布规律复杂,水平井有效砂体钻遇率低。为了厘清有效砂体的分布规律,以现代沉积和露头为基础、加密区为重点、复合心滩为主要研究对象,对厚层砂岩内部结构从单一辫状河道、复合心滩、单个心滩和心滩内部结构等多个层次进行了精细表征,建立了各层次定量识别和内部结构解剖方法,精细刻画了该区厚层砂岩的内部结构,进而分析了其含气性。研究结果表明:①该区盒8下亚段单一辫状河道宽度介于600～3 500 m,复合心滩长度介于1 500～2 500 m、宽度介于800～1 400 m,单个心滩长度介于1 000～1 750 m、宽度介于300～1 050 m,心滩内一般发育3～4个增生体;②盒8下亚段有效砂体主要受心滩分布的控制,纵向上受顺层发育夹层(落淤层)的分隔且以"透镜状"分布为主,平面上以"孤岛状"分布为主;③心滩内迎水面含气性好,中部含气性中等,背水面含气性最差。结论认为,所形成的多层次辫状河厚层砂岩储层内部结构解剖方法能够建立有效砂体富集模式,可以为水平井优化设计提供精细的地质依据,进而为该气田水平井的高效开发提供技术支撑。     

致密砂岩气藏黏土矿物特征及其对储层性质的影响——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

为了研究致密砂岩气藏的储层性质,以X射线衍射定量评价黏土矿物赋存特征为基础,结合铸体薄片、扫描电镜、高压压汞及核磁共振等资料,对鄂尔多斯盆地苏里格气田二叠系盒8段致密砂岩气藏15块黏土矿物样品进行了物性特征、孔隙结构及可动流体的影响因素等研究。结果表明：伊利石（体积分数为3.07%）及高岭石（体积分数为1.86%）是研究区主要的黏土矿物;黏土矿物本身发育丰富的微-纳米级孔隙,并贡献部分储集空间,同时也是论证次生溶蚀孔隙形成的间接证据;绿泥石主要起到晚期充填破坏孔隙的作用,伊利石及伊/蒙混层的大量出现会破坏储层性质;可动流体修正参数将孔隙表面亲水性考虑在内,突出了亲水性黏土与可动流体赋存特征的关系（R²>0.70）。该项研究提供了致密砂岩气藏黏土矿物与储层性质耦合关系的新视角,可为生产实践提供理论指导。     

流体封存箱与天然气成藏——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

引入流体封存箱理论,探讨了异常压力与流体封存箱形成的关系,并建立了流体封存箱模型。通过气源岩埋藏史、构造热演化史、次生孔隙发育史、成岩圈闭孕育史及天然气运聚史等五史分析研究,并结合气液包裹体均一温度及自生伊利石K—Ar同位素测年资料,将鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8、山1气藏的形成时间确定为晚侏罗世—早白垩世。并在此基础上,总结了研究区天然气成藏演化模式。通过对研究区生、储、盖、圈、运、保等天然气成藏要素的综合研究,总结了天然气富集规律:生烃强度控制了天然气的富集程度;优势运移通道是天然气运聚的基本途径;储层物性优劣是影响天然气富集的关键因素。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田二维多波地震技术

2003年上半年，在鄂尔多斯盆地苏里格气田的苏6-苏16井区，开辟了我国第一个陆上多波地震试验区。在整个多波技术的论证和实施过程中，针对苏里格气田特殊和复杂的表层和地质条件．学习和借鉴国内外多波勘探的先进理论和成功经验，从采集、处理和解释的各个技术环节展开了全面的攻关、试验和研究。通过一年半的应用实践，不但获取了品质优良的多分量地震资料，而且初步形成了一整套陆上多波勘探的方法和技术系列。在对该井区已经完钻的31口开发井的应用验证中，符合率达到了83％。这项技术的成功应用，标志着我国地震勘探技术向多分量领域迈出了实质性的一步，为我国陆上岩性勘探中大规模利用多分量技术开辟了新的思路，积累了宝贵的经验。     

大型致密砂岩气田采收率计算方法

大型致密砂岩气田储层物性差,含气面积大,非均质性强,气田储量与产量规模大,采收率与最终采气量是指导气田长期稳定生产、制定开发技术对策以及衡量气田开发效果的关键指标。致密砂岩气田孔喉小,渗流机理复杂,常规的实验室模拟方法难以得到准确的采收率数据。以苏里格大型致密砂岩气田为研究对象,优选中区、东区、西区、南区等典型区块进行精细解剖,根据地质特征及开发效果将投产井分成3类;以辫状河体系带为沉积相带约束,确定各类井区的面积比例;选取生产时间较长、基本达到拟稳态的井为分析样本,利用产能不稳定分析及生产曲线积分等方法,评价各类井的井均动态储量及最终累积产量;结合储层规模、结构与生产动态特征,论证单井控制范围;对各类井区以面积比例加权,模拟预测井网足够完善时区块的技术极限采气量及采收率。研究表明,气田各区技术极限采收率为26.8%~75.5%、平均为57.0%,远低于常规气藏的80%~90%。气田技术极限采气量为2.18×10¹²m³,目前经济极限采气量为1.27×10¹²m³,可通过技术进步降低开发成本,未来增产潜力大。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田有效砂体展布规律与开发方式研究——以苏东南区为例

苏里格气田是中国目前发现并投入开发规模最大的天然气田,也是中国致密砂岩气田的典型代表,具低压、低渗、低丰度、薄储层、强非均质性特点。气井投产后单井产量低、压力下降快、稳产难度大,直接导致气田开发经济效益差。为提高单井产量,改善气田开发效果,获得开发效益,在分析总结苏里格气田水平井先导性试验成功经验的基础上,以苏东南区为研究对象,率先开展致密砂岩砂体展布规律与开发方式技术攻关。通过前期大量观测野外露头特征,结合该区盒8段沉积特征和钻井资料识别砂体横向叠置模式,在密井网区进行砂体精细解剖,运用等高程法精细划分单砂体,采用多方法论证河道带宽度,定量化描述河道砂体,建立区块河道宽厚比的经验公式,为定量化描述河道砂体提供了理论基础。与此同时,详细研究了苏东南区砂体与有效砂体空间和平面展布规律,根据纵向多层段储层分布类型,分区建立3种井型集群化布井模式和3种水平段轨迹差异化设计模式,使气田开发方式更具有针对性,提高了有效储层钻遇率和储量纵向动用程度,整体提升了气田开发水平。     

基于储层地质知识库约束的致密砂岩气藏储量评价——以鄂尔多斯盆地苏里格气田苏14区块为例

鄂尔多斯盆地苏里格气田属于典型的致密砂岩气藏,储层非均质性强、提交储量时样本数据有限,储量计算结果存在一定的误差。以苏里格气田14区块盒8段、山1段致密砂岩气藏为研究对象,提出以储层地质知识库为约束的储量复算思路与方法。以气田密井网区储层地质知识库为指导,对研究区有效储层进行精细描述,刻画含气边界的基础上,按照平面分单元、纵向分小层的思路,采用容积法对储量进行复算。此外,依据累计产气量、储量丰度及内部收益率对储量进行综合分类评价。复算结果表明,含气面积和储量丰度的减小引起复算储量减少,含气面积减小是储量减少的主要原因;稀井网砂体边界控制产生的误差、井间砂体减薄尖灭及储层的非均质变化共同引起含气面积的减小。评价结果证实区块储量物质基础落实,具备较长期稳产的资源基础。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田辫状河体系带特征

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏石盒子组8段、山西组1段主体为河流相沉积,河道多期切割、叠置,形成了规模较大的“辫状河体系”。根据沉积条件和沉积特征的差异,可分为叠置带、过渡带和体系间3个辫状河体系带。研究深化并发展了辫状河体系带的概念及沉积内涵,建立了沉积相-辫状河体系-辫状河体系带的多级沉积格架,提出了辫状河体系带的多参数定量划分标准。综合分析岩心、测井、钻井等资料,认识到辫状河体系带对沉积微相展布和规模、砂体的叠置样式、有效砂体的类型和集中程度具有较强的控制作用,是控制气田沉积、储层的关键地质因素。叠置带心滩发育频率高,规模大,砂体多期叠置,有效砂体富集,是气田开发的主力相带单元,过渡带河道充填发育,有效砂体以孤立型分布为主,辫状河体系间砂体零星发育,开发潜力较差。分别针对叠置带、过渡带建立了水平井地质目标优选标准,优化了井轨迹,为水平井随钻地质导向提供了更可靠的地质依据。     

我国典型天然气藏输导体系研究——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

前陆盆地褶皱-冲断带气藏和裂谷盆地气藏油气输导体系以断裂为主,天然气运移方向以垂向为主,运移距离短,输导效率高;而克拉通盆地岩性气藏和前陆盆地斜坡带气藏油气输导体系以砂体为主,油气运移方向为侧向、垂向,运移距离较长,输导效率低。苏里格气田属克拉通盆地岩性气藏,输导体系主要类型为砂体型,也有少量断裂型、砂体-断裂型。砂体型又可进一步分为厚层带状砂体、薄层带状砂体与透镜状砂体等类型。输导体系的输导能力随时间而变化。在200～150 Ma溶蚀作用和断层活动最强,输导体系的输导能力增大到顶峰。在成藏关键时刻(J₃—K₁),输导体系格架产状西高东低、北高南低,主要输导体系为砂体、断层与裂缝,油气向西北方向运移,输导效率高。在成藏后调整期(K₂—Q),输导体系格架大部为东高西低、北高南低,主要输导体系为砂体与裂缝。油气运移效率较低,运移不太明显。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田地震转换波解释

钻井表明高能水道的分布是控制苏里格气田有效储层分布的最主要因素。指出由于高能水道沉积的粗砂岩具有较高的横波速度,且与泥岩的横波速度差较大,使得转换波剖面出现较强的反射振幅,故利用转换波资料可以很好地刻画高能水道的分布,这是在苏里格气田利用多波多分量解释气层最为重要的基础。利用模型证明含气砂岩和泥岩的转换波反射系数是致密砂岩和泥岩反射系数的4倍左右,同时还证明在苏里格地区纵波和转换波具有180°的相位差,认为在解释时应把转换波剖面相位调整到和纵波剖面一致,这样解释的结果与井的吻合度较高。     

低渗透致密砂岩储层成岩相类型及测井识别方法——以鄂尔多斯盆地苏里格气田下石盒子组8段为例

鄂尔多斯盆地苏里格气田是低渗透致密砂岩气藏的典型代表,根据碎屑成分、成岩矿物组合、填隙物成分、成岩作用类型等特征,将苏里格气田盒8段储层划分为粒间孔+火山物质强溶蚀相、晶间孔+火山物质溶蚀相、晶间孔+岩屑溶蚀相、晶间孔+石英加大胶结相、水云母胶结+岩屑微溶蚀相和压实胶结致密成岩相6种成岩相类型,分析了不同成岩作用对测井响应的影响。在此基础上,通过自然伽马、声波时差、密度及深侧向测井等参数与成岩相的对应关系,建立了连续定量识别储层成岩相的方法。利用该方法对Z65井测井资料进行了处理,通过与薄片鉴定及压汞结果对比,验证了方法的准确性。利用单井成岩相判别结果划分苏里格气田盒8段成岩相展布,其中气田中部主要以粒间孔+火山物质强溶蚀相和晶间孔+火山物质溶蚀相为主,是有利的成岩相带。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田东南区气藏凝析油产出规律

鄂尔多斯盆地苏里格气田东南区二叠系气藏为煤系烃源岩形成的湿气气藏.开发过程中地层内无凝析油生成,但天然气进入井筒后,随着温度和压力低于临界凝析温度和临界凝析压力,会析出凝析油.为提高天然气开发过程中伴生的凝析油产量,根据天然气全组分分析结果及生产数据,分析成藏地质条件及开发过程中温度、压力、产气量等因素,明确凝析油产出...     

鄂尔多斯盆地苏里格气田南部合作区生产系统分析与优化

苏南合作区是中国石油长庆油田公司与法国道达尔公司在鄂尔多斯盆地苏里格气田南部的天然气合作开发区块。针对该合作区储层非均质性强、砂体规模小、单井产量低等问题,探索并完善了合作区工厂化作业模式。工厂化作业加快了施工进度,降低了作业成本,其显著特点是大井丛丛式井组开发模式,一个井丛通常由多口气井组成,井丛各单井共用井场和集气管线。为了评价井丛生产系统各部分优劣并保证气井合理生产,应用节点系统分析理论,把井丛各流动过程视为完整的生产系统,井丛汇点设置为解节点,以单井的井底流入动态为基础,运用多相管流、井下节流理论预测井口流入动态,最终确定井丛生产系统的压力和产量。苏南合作区井丛的生产动态分析结果表明,预测单井动态与实际生产较为吻合,所建立的井丛生产系统分析方法合理可靠,适用于苏南合作区的井丛生产系统分析。通过优化单井配产,可以消除目前集气管线的生产瓶颈;通过控制气井产量和压差,有利于控制气井出砂和保证平稳生产。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田低压形成的控制因素

基于气田低压分布特征研究,从构造演化、沉积特征、地层流体性质等方面深入剖析鄂尔多斯盆地苏里格气田低压形成的主控因素。苏里格气田气藏压力主要为低压且受埋深影响较大,气藏顶底板发育多层欠压实泥岩,具有很好的物性和压力封闭条件,地层水特征亦反映气藏封闭条件好。苏里格气田地层压力经历了晚三叠世—早侏罗世正常压力状态、中侏罗世—晚侏罗世压力整体上升、早白垩世压力持续增大并达到最高及早白垩世晚期以来气藏压力逐渐降低的演化过程,最终形成低压。早白垩世晚期以来的构造抬升剥蚀作用导致苏里格气田储集层孔隙反弹增大和孔隙流体降温收缩,从而使得气藏压力降低,分别降低了0.673 MPa和原始地层压力的23.08%。苏里格气藏低压的形成是沉积配置、构造演化及油气成藏等多种因素作用的结果。图4参25