东坪气田东坪1区块基岩气藏水侵规律研究

东坪1区块基岩气藏属构造控制的底水块状气藏，基岩内幕裂缝发育特征复杂，地质条件特殊，储层非均质性强。随着气田开发的不断深入，气藏水侵严重，产能递减快，气藏水侵趋势未能得到根本控制。深化地质认识，分析东坪1区块气藏储层特征，确定出气藏具有“平面分区、纵向分带”的特点。运用水封物质平衡法计算单井水侵参数，以动静结合的方式研究气藏水侵规律，通过水侵规律研究与优化生产工艺相结合，完善并调整气藏整体治水方向，调整后的气藏日排水量大幅提升，削弱气藏内水体能量和底水的水侵速度，水封气得到不同程度的释放，实现部分停躺气井自喷生产和气井产气量的增加。研究成果对基岩气藏的水侵预防、识别、治理具有指导作用，可为尖北、昆特等同类型基岩气藏中后期开发提供借鉴与参考。     

火山岩气藏改建地下储气库注采能力

火山岩气藏改建地下储气库,目前中国还没有先例。气井注采能力是改建储气库的一个关键参数,以徐深气田D区块为例,建立了适合火山岩气藏改建储气库注采能力的一套计算方法。在建立单井校正点二项式产能方程基础上,得到直井和水平井的平均产能方程;通过流入、流出节点法计算理想条件下不同油管尺寸、地层压力及井口压力下的最大注入和采出能力;通过控制冲蚀流量、临界水锥产量、临界携液产量等对气井最大采出能力进行约束,以确保储气库采气阶段边底水不会发生快速水侵,从而得到气井合理注入采出能力。综合多方法计算结果表明:D区块直井的采出能力上限为12×10~4m~3/d,注入能力上限为20×10~4m~3/d;水平井的采出能力上限为50×10~4m~3/d,注入能力上限为70×10~4m~3/d。     

地震频谱衰减特征在基岩气藏气井分类评价中的应用——以东坪基岩气藏为例

东坪基岩气藏作为中国罕见的内陆盆地基岩气藏,具有岩性复杂、裂缝发育、单井开发效果差别大的特点,受底水水侵影响,产能下降后,气藏进入大规模治理调整阶段。为实现井间精细挖潜,以便风险井位快速部署,需对获得高产气井的标准进行定性评价。地震频谱衰减属性具有反映含气层段对地震波高频能量强吸收的特点,可较好地预测地层含气性分布特征,据此采用离散傅里叶变换方法对东坪基岩气藏有利储气范围内的地震时频数据体进行频谱分解,并开展单井频谱道集剖面频谱衰减属性分析。结果表明,高产气井轨迹钻遇区域存在明显的高频减弱、低频增强的现象,结合单井产量和岩性特征,综合形成东坪基岩气藏气井分类评价标准,单井符合率83.3%,验证了该分类评价标准的可靠性。     

基于试井分析方法的元坝气田水侵早期识别

为准确识判底水气藏早期水侵,提前主动采取有效的防控水措施,降低底水锥进对气藏开发的影响,针对目前水侵识别方法识判时间滞后,贻误控水时机的问题,综合考虑元坝气田实际地质情况,建立了考虑有限水体的底水气藏水平井试井分析理论模型,绘制了试井典型样版曲线,分析了底水锥进对试井样版曲线的影响规律。通过对元坝气田典型井历年试井测试资料进行剖析,结果表明：1)利用试井分析方法识判气井早期水侵,比常规的水化学分析法提前0.58年;2)早期水侵严重伤害储层渗透率,有效渗透率大幅降低9.7%,但可补充地层能量,单位压降采气量提高15.3%;3)早期水侵井实施控制产量在底水锥进临界产量下的控水措施,延长无水采气期4年以上。该研究成果为底水气藏提前识判气井水侵,提高含水区气井储量动用率与采收率提供了理论支撑。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田南区产水气井合理产量研究

合理产量是气田开发的重要参数,也是产水气井配产的重要依据。裂缝发育的岩溶型有水气藏是已开发气藏中最复杂的类型之一,在气藏开发过程中,随着地层压力降低,边、底水快速侵入,准确计算气井合理产量尤为困难。针对这一问题,基于渗流力学基本理论,结合Fevang气水两相拟压力表达式,推导产气、产水方程;并结合气水两相相对渗透率经验公式、水驱气藏物质平衡方程,建立产水气井地层压力预测模型,通过拟合产气量和产水量数据,求取气井地层压力。进而基于产水气井一点法产能预测、气液两相管流压降及气井临界携液理论,应用节点系统分析,建立产水气井合理产量计算新方法。现场应用结果表明:(1)产水气井地层压力预测模型计算的地层压力与实测地层压力一致;(2)产水气井合理产量计算新方法指导气井生产,可有效控制气井水侵速度,减少井筒积液,保持气井平稳生产。     

深海底水气藏水侵规律与水侵风险识别方法

为了探索深海底水气藏控水开发策略,基于南海LS17-2深水气田的地质特征、水体特征及开发特征,针对水平井开展沿程产气剖面测试实验与大型3D底水气藏水侵物理模拟实验,定量分析底水脊进影响因素,在此基础上建立了适用于深海底水气藏开发的水侵风险识别方法。研究结果表明：①底水气藏开发过程中水体的脊进受到储层非均质性、生产制度、水平井筒趾跟效应的影响,并且上述3个因素对水侵的影响程度依次减小;②井区横纵比决定了气井产能是否会受到水侵风险的影响,而储层的非均质性会影响水侵风险识别界限,并且储层非均质性越强,横纵比安全界限值越小;③渗透率级差为1、10、20、30时,横纵比安全界限值依次为41.18、21.61、12.60、5.31;④基于建立的渗透率级差与井区横纵比安全界限值的关系曲线,A4H井储层平面渗透率级差为30、横纵比为77.20,远远大于横纵比安全界限值（5.31）,该井受到水侵影响的风险高,必须进行控水开发。针对深海底水气藏的控水开发,提出以下策略：①通过改善水平井筒趾跟效应以及削弱储层非均质性的影响,来抑制底水的不均衡脊进,相应措施为适用于水平井的环通多级人造井底技术与变密度筛管技术;②对开采制度进行调控,以防止不均匀水侵的形成,相应措施为周期采气技术;③在井底附近建立阻水屏障,进而抑制前缘水头的脊进,相应措施为水平井充填透气阻水砾石技术;④兼容并蓄,形成各阶段相互弥补的全生命周期气藏复合控水开发技术。结论认为,该研究成果不仅可以用于储层渗透率级差介于1～30、采气速度为3%条件下的深海底水气藏水侵风险判断,而且还可以为海上、陆上底水气藏的控水开发提供借鉴。     

裂缝型底水气藏水侵动态研究

裂缝型底水气藏裂缝较为发育,储层非均质性强,气井普遍产水且形式较为复杂,为明确该类型气藏的水侵规律,准确预测气井的见水时间,以C气田Y层组裂缝型底水气藏为例,根据出水井的水侵特征及裂缝发育情况,总结出产水井的水侵模式,然后采用统计学方法,利用部分油藏地质参数,建立裂缝厚度、单井产量与气井出水时间的非线性关系,绘制裂缝型底水气藏气井产水时间的预测图版,从而预测气井在不同配产下的见水时间。该研究可为该类型气藏的合理开发提供一定的指导。     

和田河气田奥陶系底水气藏水侵机理研究

塔里木盆地和田河气田奥陶系底水气藏为裂缝性碳酸盐岩气藏，地质研究表明，该气藏水侵的主要方式为水锥型。为了分析该气藏底水上升规律，给开发方案设计提供科学依据，决定利用单井剖面模型对水锥机理进行研究。在分析其主要地质特征的基础上建立了单井剖面模型，采用数值模拟技术研究不同水体大小、不同有效厚度、不同射开厚度、不同非渗透层、不同地层渗透率、不同生产压差以及水平井技术对底水锥进的影响。结果发现，水体大小等因素都对底水锥进产生不同程度的影响，水平井则可以把“底水锥进”演变为“底水推进”。通过机理研究基本搞清了气藏底水运动规律，得出了防止和控制底水上升的措施。据此，建议气藏开发时采用水平井技术，气井部署在储层有效厚度大、平面渗透率较高、垂向渗透率较低的区域，射孔时应有一定的避射厚度，生产时要注意控制生产压差。     

薄窄河道致密砂岩气藏高效开发技术对策

ZJ气田沙溪庙组气藏河道砂体薄窄、发育分散、储层物性差、非均质性强,气水分布复杂,开发难度大。根据静动态特征建立了6类河道的分类标准,通过综合评价优选出现有条件下Ⅰ-A、Ⅰ-B及Ⅱ-A类河道可实现有效开发。针对3类可开发河道,对开发井网、水平井地质参数及合理产量等影响开发效果的关键参数进行了优化。结果表明:Ⅰ-A类河道主要采用水平井开发,合理水平段长度900～1 000 m、井距600～700 m、排距500 m、合理产量(3～7)×10~4m~3/d;厚度大于15 m的Ⅰ-B类河道可采用水平井开发,水平段长度1 000～1 100 m、井距500～600 m、合理产量(3～4)×10~4m~3/d;砂体厚度大于15 m、有效渗透率大于0.05×10~(-3)μm~2、含水饱和度小于50%的Ⅱ-A类河道采用水平井开发经济有效,最优水平段长度1 100～1 200 m、井距400～500 m、合理产量(2～3)×10~4m~3/d。通过建立针对薄窄分散河道储层的差异化开发技术对策,可有效提高储层控制动用程度,延长稳产期,有效提高气藏的开发效果。     

含边底水气藏的水侵量计算方法

在开发含边底水气藏的过程中,随着气体的采出,气藏压力逐渐降低,边底水会侵入气藏。在水侵初期阶段,由于水驱前缘距离井底较远,若水体分布较均匀,水驱前缘会较稳定驱进,此时水体的驱动作用补充了气藏的能量,使气藏的平均压力下降变缓,维持了气井的产气量。当气藏进入水侵中后期阶段,气井迅速水淹,井筒积液将严重影响产气。因此,分析气井的水侵动态,获得水侵发生的时间、水体规模以及各时间的水侵量对于开发含边底水气藏具有重要的意义。通过水驱气藏物质平衡方程与拟稳态水侵方程的结合进行迭代求解,运用C#编程语言,最终可根据气井生产数据拟合确定气藏动态储量、水体规模以及各时间的水侵速度、累计水侵量等参数。通过建立的气藏数值模拟机理模型,验证了本文方法的可靠性、矿场适用性以及获得结果的迅速性,本文方法计算结果误差较小,数值模拟结果直观展示了水侵量评价的正确性。     

库车前陆盆地克深气田超深超高压气藏开发认识与技术对策

塔里木盆地北缘库车前陆盆地克深气田是罕见的超深超高压裂缝性致密砂岩气藏。在气田开发先导试验阶段,开发井成功率、产能到位率均低,气井产能递减快,开发效果不佳。为此,在深入认识气藏地质特征、产能控制因素、储层连通关系与渗流特征、气水关系与水侵规律的基础上,经过持续的开发试验和技术攻关,探索形成了"高部位集中布井、适度改造、早期排水"的开发对策和"超深复杂构造描述技术、裂缝性致密砂岩气藏井网优化技术、裂缝性致密砂岩储层缝网酸化压裂改造技术、超深超高压气井动态监测技术、高压气井井筒完整性管理与评价技术"等5大配套开发技术,在该气田开发过程中取得了良好的应用效果:(1)目的层钻井深度误差由125 m下降到30 m以内;(2)克深8区块扩大试验区产能到位率达100%;(3)单井平均天然气无阻流量提高5倍,由改造前的50×10~4 m~3/d提高到273×10~4 m~3/d;(4)克深气田实现了高温高压条件下的安全平稳生产。该气田的成功高效开发为国内外其他同类型气藏的开发提供了经验,其开发对策和配套技术具有重要的指导和借鉴意义。     

机抽—速度管复合排水采气新工艺

为了提高目前常用的排水采气工艺的适应性,同时降低由排采工艺调整带来的额外的成本开销,利用空心抽油杆对机抽工艺进行了改进,结合应用所研发的空心防气排水采气专用泵,形成了机抽—速度管复合排水采气工艺,并在鄂尔多斯盆地苏里格气田某产水气井进行了现场试验。研究结果表明:①该工艺实现了机抽与速度管柱、气举、泡排等多种排采工艺的自由组合,并且可根据气井产水特点灵活调整适合的排采工艺,提高了工艺的适应性;②采用的游动阀及固定阀均依靠抽油机动力和空心抽油杆重力实现强制启闭,避免了气锁和砂卡引起的机抽失效;③该工艺的选井原则为气井初期产气量较高(大于1×10~4m~3/d)、产水量相对较高(介于3～30 m~3/d),且井口到液面的距离小于2500m;④针对产气量分别为2×10~4m~3/d、1×10~4m~3/d的气井,需采用外径为36 mm、壁厚为6 mm或外径为38 mm、壁厚为6 mm的空心抽油杆进行速度管排水采气,针对产气量为0.6×10~4m~3/d的气井,需采用外径为34 mm、壁厚为5.5 mm的空心抽油杆进行速度管排水采气。结论认为,该工艺可以明显提高产水气井的稳产气量,实现产水气井的连续、稳定生产,应用效果好。     

CQ-IGS水平井一体化地质导向技术——以在长宁—威远国家级页岩气示范区的应用为例

地质导向技术是页岩气水平井钻进的核心技术之一,但是仅根据单一随钻测量参数的常规地质导向方法已无法满足页岩气快速商业化开发的需要。为了精准控制水平井轨迹,采用三维地震数据体高分辨率处理技术,结合自主研发的水平井一体化地质导向软件平台,建立精细三维地质导向模型,通过该软件平台对三维地震、随钻测井、综合录井一体化处理解释,应用岩屑识别和成分分析技术,实现了对水平井轨迹的精确控制,形成了水平井一体化地质导向技术。2011—2018年在四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区187口井的应用结果表明,采用该技术后每口水平井水平段钻进时间从原来的35 d缩短为2018年的25 d;平均单井靶体钻遇率达到96.7%,最优地质甜点的平均单井钻遇率由2014年的35.3%提高到2018年的91.0%;威远页岩气区块单井测试日产量从原来平均每口井11.5×10~4m~3提高到15.5×10~4m~3;长宁页岩气区块单井测试日产量从原来平均每口井14.0×10~4m~3提高到18.5×10~4 m~3。结论认为,该技术合理优化了钻井轨迹、缩短了钻井周期、节约了钻井成本,显著地提高了储层的钻遇率和单井产量。     

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??Deep shale gas reservoirs buried underground with depth being more than 3 500 m are characterized by high in-situ stress, large horizontal stress difference, complex distribution of bedding and natural cracks, and strong rock plasticity. Thus, during hydraulic fracturing, these reservoirs often reveal difficult fracture extension, low fracture complexity, low stimulated reservoir volume (SRV), low conductivity and fast decline, which hinder greatly the economic and effective development of deep shale gas. In this paper, a specific and feasible technique of volume fracturing of deep shale gas horizontal wells is presented. In addition to planar perforation, multi-scale fracturing, full-scale fracture filling, and control over extension of high-angle natural fractures, some supporting techniques are proposed, including multi-stage alternate injection (of acid fluid, slick water and gel) and the mixed- and small-grained proppant to be injected with variable viscosity and displacement. These techniques help to increase the effective stimulated reservoir volume (ESRV) for deep gas production. Some of the techniques have been successfully used in the fracturing of deep shale gas horizontal wells in Yongchuan, Weiyuan and southern Jiaoshiba blocks in the Sichuan Basin. As a result, Wells YY1HF and WY1HF yielded initially 14.1×104 m3/d and 17.5×104 m3/d after fracturing. The volume fracturing of deep shale gas horizontal well is meaningful in achieving the productivity of 50×108 m3 gas from the interval of 3 500–4 000 m in Phase II development of Fuling and also in commercial production of huge shale gas resources at a vertical depth of less than 6 000 m.     

适用于大注采气量水平井注采能力测试的连续油管测试技术——以重庆相国寺地下储气库为例

重庆相国寺地下储气库的注采井以大斜度井和水平井为主,完井管柱复杂且单井注采气量大,常规的测试工具、仪器和工艺都无法满足气井注采能力测试的需要,亟需研发与之相适应的测试技术。为此,通过工具配套、仪器改进、工艺优化,形成了适用于该储气库大注采气量水平井注采能力测试的连续油管测试技术,在现场成功进行了10口井12井次的注采能力测试,并对测试结果进行了对比分析。研究结果表明:①所形成的技术能够满足大注采气量水平井注采能力测试的要求,测试获得的气井最大注气量为260×10~4 m~3/d,最大采气量为225×10~4 m~3/d;②同一口井的注采能力存在着差异,因而有必要针对每口井在不同注采周期进行注采能力的测试与评价;③大注气量情况下,近井地带呈现高速非达西渗流状态,对注采安全有可能形成威胁,周期注气后近井地带储层温度降低将影响库容大小。结论认为,所形成的连续油管测试技术录取的数据真实可靠,为储气库注采井的注采能力评价、单井注采计划安排和库容盘点等提供了技术支撑。     

苏里格气田气井废弃产量预测

气井废弃产量是气田开发的一项重要技术经济参数,也气田最终采收率预测的主要依据,而该参数的确定一直停留在静态方法计算阶段。然而,气井生产时间一般长达十多年甚至几十年,目前采用的静态计算方法与气井生产实际存在差异。为了确定苏里格气田各类气井生产经济寿命期,在油藏工程方法预测气井产量变化规律的基础上,对该气田不同类型井采用类比方法预测了气井20a采气成本以及相关费用;运用现金流法分别计算了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类井的废弃产量和气井经济废弃时间。结果表明:Ⅰ类井经济生产期大于20a;Ⅱ类井经济生产期为16a,废弃产量为0.102×104m3/d;Ⅲ类井经济生产期为8a,废弃产量为0.11×104m3/d。研究成果为该气田不同类型气井生产寿命的确定和对策制定以及不同类型气井最终经济可采储量的确定提供了依据。     

裂缝性致密砂岩气藏出砂原因及对产气量的影响——以塔里木盆地克深气田为例

为了解决塔里木盆地克深气田面临的气井出砂问题,从储层改造方式、裂缝壁面上岩石颗粒脱落条件、产气量及井筒完整性等4个方面分析了该气田气井出砂的原因,并基于井筒内砂粒受力分析,建立气井临界携砂产气量计算公式,进而研究气藏出砂对产气量的影响。在此基础上,针对气井出砂的不同阶段提出了相应的治砂对策。研究结果表明:(1)引起裂缝性致密砂岩气藏出砂的原因包括储层裂缝发育、储层改造规模大、产气量高及井筒完整性差等方面,其中储层裂缝发育和产气量高是主要的出砂原因;(2)对于无游离砂的情况,当气井产气量大于21.2×10~4m~3/d时,近井区域裂缝壁面的砂粒逐渐脱落;(3)对于存在游离砂的情况,当气井产气量大于9.4×10~4m~3/d时,近井区域裂缝壁面砂粒逐渐脱落;(4)井口及井底积砂是影响气井产气量的关键因素,在出砂早期阶段井口积砂是导致产气量降低的主要因素,在出砂中后期阶段井底积砂是导致产气量降低的主要因素;(5)克深气田出砂临界产气量较低,临界携砂产气量相对较高,及时排砂以避免井筒大规模积砂是治理该类气藏出砂的关键。结论认为,该研究成果可以为裂缝性致密砂岩气藏治理出砂问题提供借鉴。     

杭锦旗区块致密气藏混合水体积压裂技术

鄂尔多斯盆地杭锦旗区块存在致密气藏储层物性较差、单一裂缝无法有效扩大储层改造体积和压裂后初期产量低等问题,为解决这些问题,结合杭锦旗区块下石盒子组储层地质特征,按照“体积压裂”理念,分析了影响混合水体积压裂工艺效果的关键因素,优选了压裂液体系,并进行了施工排量及施工规模优化,形成了适用于杭锦旗区块致密气藏的混合水体积压裂技术。该技术采用滑溜水、线性胶和交联液等不同类型的液体进行交替压裂施工,在开启储层天然裂缝的同时形成了高导流主缝及复杂支缝,实现对储层的立体改造。该技术在杭锦旗区块现场应用了5口井,压裂后平均无阻流量为13.2×104 m3/d,增产效果明显。研究结果表明,致密气藏混合水体积压裂技术解决了杭锦旗区块单一裂缝无法扩大储层改造体积和压裂后产量低的问题,具有较好的推广应用价值。      

致密砂岩气藏水平井参数优化

鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏总体呈现储层横向变化快、纵向多层发育的地质特征,水平井有效规模开发难度较大。为提高其开发效果,基于对已投产水平井单井控制动态储量、递减率、产能等动态指标的精细评价,从沉积位置、储层厚度、钻遇储层长度、井段位置、轨迹类型、改造方式等方面入手,分析了苏里格气田某区块水平井开发指标的影响因素,并应用灰色关联法定量分析了各参数对水平井产气能力的贡献值。研究结果表明:钻遇储层长度对水平井产能的影响最大,其次是储层位置、沉积微相、储层厚度、轨迹类型,改造方式。结论认为,该区块致密气藏水平井开发设计应遵循以下原则:(1)部署应以心滩和河道中部微相为主;(2)优质砂体厚度大于8 m,横向展布相对稳定;(3)水平段长度在经济效益允许的条件下尽可能长;(4)轨迹类型以平直型为主;(5)改造方式以裸眼封隔器为主。     

长北区块无土相防水锁低伤害钻井液技术

针对长北区块生产井持续生产致使地层压力衰减、压差增大,导致钻井液对储层伤害加剧的问题,在分析长北区块储层伤害机理的基础上,研制了解水锁剂G311,优选了润滑剂G316,并对其加量进行了优化,形成了适用于长北区块压力衰减储层的无土相防水锁低伤害钻井液。该钻井液与无土相低伤害钻井液相比,钻井液滤液表面张力降低率达77.8%,线性膨胀率达22.6%,岩心伤害率低于15.0%,具有解除水锁、抑制水敏及储层保护效果显著等优点。无土相防水锁低伤害钻井液在长北区块2口气井进行了现场试验,钻井过程中没有发生井下故障,起下钻顺畅,井眼始终处于良好净化状态。其中,CX–5井平均机械钻速提高12.1%,裸眼完井并直接气举投产,产气量达70×104m3/d,高于预期产气量。研究结果表明,无土相防水锁低伤害钻井液能够满足长北区块压力衰减地层长水平段水平井钻井安全及储层保护要求。