致密砂岩气藏水平井压裂工艺参数优化

低渗致密砂岩气藏采用多段压裂水平井进行开发,其开发效果受压裂工艺参数影响显著。针对川西新马-什邡地区透镜体致密砂体、砂泥岩互层、非均质性强、渗流环境复杂等特点,在明确储层特征分类的基础上,建立了特定的多砂体不同组合的物理模型,差异化优化了水平井压裂工艺参数,支撑了气藏的高效开发。基于优化的施工参数,现场成功应用,较优化前水平井产量提高了41%,可为致密砂岩气藏水平井压裂工艺参数优化提供一定指导。     

致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数的优化

为了解决压裂水平井的多参数综合优化问题,基于不稳定渗流原理,应用复位势理论、叠加原理和数值求解方法,建立了考虑裂缝干扰的压裂气藏水平井产量预测模型,研究了影响压裂水平井产量的单因素变化规律;结合正交试验设计方法和灰色关联理论,确定了影响压裂水平井产能的敏感因素排序,并实现了考虑多参数综合作用的压裂水平井参数优化设计。计算结果表明：算例中影响产量的重要性排序依次为地层渗透率、储层厚度、孔隙度、水平段长度、裂缝条数、裂缝长度和导流能力;优选区块水平井组合参数为水平段长度1 000 m、裂缝条数10条、裂缝长度60 m、导流能力10 μm²·cm,按照优化参数施工后,无阻流量显著增加。     

致密砂岩气藏水平井动态分析

压力瞬变分析通常用于确定地下储层参数垂直气井产能。在水平气井中，用一直井试井分析相似的技术也可确定这些参数，其资料解释可以用其它信息来证实。从加拿大Ｗｅｓｔｅｒｏｓｅ油田在１９９４和１９９５年进行的垂直和水平欠平衡钻井项目中得到的资料被用于证这这一油藏管理工具的能力。结果表明，因垂直渗透率太小，不能经济地从致密交涉沙坝砂岩未采取增产措施的水平井中开采，因此需要采取压裂增产措施。     

苏里格型致密砂岩气藏水平井长度优化

水平井是开发致密砂岩气藏的最有效手段之一,水平段长度对水平井的有效泄流面积、动态控制储量以及产能等有直接影响。针对苏里格型致密砂岩气藏有效砂体多呈透镜状、孤立状分散分布的特点,综合静态与动态、地质与开发、技术与经济等因素,从地质评价、理论公式计算、数值模拟分析、经济评价及现场应用效果分析5个方面,建立了致密砂岩气藏水平井长度优化方法。综合评价结果表明：目前经济技术条件下,在苏里格气田采用70型以下钻机钻遇单套有效砂体,合理水平段长度应为1 000~1 200m,有效地指导了苏里格气田水平井的规模化应用。该方法在苏里格气田水平井上的成功应用,为我国其他气区致密气藏水平井长度设计提供了借鉴。     

薄窄河道低渗致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数优化

低渗致密砂岩气藏主要采用多段压裂水平井进行开发,其开发效果受裂缝参数影响显著。针对川西地区窄河道砂岩气藏河道类型多样、非均质性强的特点,采用数值模拟方法,对典型河道中水平井的裂缝间距、裂缝长度、导流能力进行优化,并综合分析了影响最优裂缝参数的地质因素。结果表明,最优裂缝间距与储层有效渗透率成正比,河道渗透率越高,裂缝间距越大;最优缝长主要由河道宽度及有效渗透率决定,宽度越宽、渗透率越低的河道最优裂缝越长;裂缝导流能力则受储量丰度及有效渗透率综合影响。根据最优裂缝参数影响因素分析结果,建立了河道地质特征参数与最优裂缝参数间的数学关系式,可用于快速预测不同河道相应的最优裂缝参数。     

致密砂岩气藏多段压裂水平井优化部署

国内致密砂岩气藏普遍存在含气砂体分布零散、储集体内非均质性强的特征,含气砂体准确预测的难度较大。对于水平井开发方式而言,2口相向水平井靶点B之间留有较大间距,将造成储量平面控制和动用程度降低。从国外致密气开发实践调研入手,基于鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气藏有效砂体空间展布、规模尺度及开发动态特征分析,结合数值模拟方法,论证水平井在不同部署方式下的开发效果,提出水平井的优化部署方案。研究表明:相向2口水平井靶体B点接近重合、压裂段等间距部署,可以大幅度提高水平井对储量的控制和动用程度,同时有效提高气田整体开发经济效益。研究成果在致密气实际开发中具有可操作性和推广应用前景。     

致密砂岩气藏水平井生产技术对策

苏里格气田二叠系盒8段、山1段主力气层属于致密砂岩储层,目前水平井是气田的主要开发方式和主力生产井,然而水平井存在生产初期压力、产量递减快,低产阶段井筒易积液、气井管理难度大等问题。针对上述问题,通过开展水平井压力、产量及井筒积液规律等研究,提出了水平井"合理控制压降、低配长稳"的技术管理思路,优化了水平井井下节流器参数配置、排水采气及间歇制度等配套工艺措施。采用上述对策措施后,有效控制了气井压降、出砂,并延长了气井连续稳定生产时间,井下节流器配产符合率提高了17%,在减少积液水平井间歇开关频次、泡排药剂用量和加注频次同时,排出了井筒积液,延长气井开井周期,水平井生产时效明显提升。     

致密砂岩气藏水平井体积压裂新技术

针对致密砂岩气藏常规缝间距80~100 m分段压裂导致单井剩余可采储量多的问题。基于体积压裂理念,改变传统致密砂岩水平井等分段理念,将均匀布段改为针对"甜点"的加密分段,采用Y341封隔器和不限级数滑套分段新工艺,对每个射孔段针对性压裂,实现了不动管柱多段分段压裂改造;同时,通过加砂压裂工艺和施工参数优化,实施"长、宽、高"三维立体压裂,提高储层的改造程度,以达到体积压裂和提高压后天然气产量的目的。该技术在川西低孔—特低孔、超致密砂岩储层水平井GX井成功进行了不动管柱19级分段压裂试验,一次性下入压裂管柱,连续施工,创下了国内不动管柱滑套分段数最多的记录,段间距22~76 m,平均45 m,压后在油压23 MPa下测试气产量12.64×10~4 m~3/d,是地质预期的2~3倍,比采用常规分段、测井与录井显示更好的同井场邻井的压后测试产气量更高。该井生产296 d,累计产气量是邻井的2.17倍,动态储量是邻井的1.3倍。加密分段及分段压裂新工艺为低孔—特低孔、超致密气藏提高开发效果提供了重要的技术支撑。     

致密砂岩气藏水平井细分段适应性分析

水平井分段压裂是致密砂岩气藏开发的有效手段,数值模拟表明,缩短缝间距,可以大幅度降低油气流动压差,从而提高单井产量。随着储层品质变差,川西沙溪庙组气藏常规分段(缝间距80~100m)效果变差,采出程度低。在地层压力不同的区域,采用自主研制的不动管柱不限级数滑套分段工具,试验了水平井细分段、拟体积压裂改造。不动管柱分段数最多达到20段,平均段间距为46.3m,平均入地液量为2 775.6m~3。压后对比表明,高压气藏压裂效果好,生产相同时间,较常规分段井累计产量高,稳产好;但常压气藏压后压力降落快,返排困难,压后效果差。对此,结合岩心伤害实验分析了常压气藏压后效果差的原因,认为长时间、大液量施工,对储层渗透率伤害大,同时常压储层地层能量低,滤失到储层的液体难以返出,是导致该类气藏细分段、拟体积压裂返排困难,压后效果差的主要原因。建议致密砂岩常压气藏,不采用水平井细分段、大规模拟体积压裂改造;高压气藏可以推广应用。研究为类似气藏开发提供了借鉴。     

苏里格气田致密砂岩气藏储层表征技术及其发展展望

储层表征与建模是油气田开发领域的一项关键技术,致密砂岩气藏因其特殊性,储层表征技术仍处于探索阶段。鄂尔多斯盆地苏里格气田主力产气层下二叠统石盒子组8段由多期河道砂体叠置而成,具有低孔隙度、低渗透率、强非均质性的地质特征,随着水平井的规模开发,更加精细的储层表征就显得尤为重要。为此,在借鉴油藏表征技术的基础上,结合苏里格气田致密砂岩气藏的地质特点及多年的开发实践,提出了该气田储层表征的技术思路:①精细地层划分对比,建立等时地层格架;②以刻画砂体、有效砂体为重点,建立储层地质知识库;③优化三维地质建模方法,建立精细地质模型。根据苏6区块历年地质建模效果和当前国内外河流相储层的地质建模方法,总结归纳出了不同开发阶段、含不同生产资料的相控建模技术。最后结合气田开发实际,展望了致密砂岩气藏储层表征技术的主要发展方向。     

苏里格气田致密砂岩气藏水平井开发技术及展望

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有“低渗透率、低压力、低丰度、薄储层、强非均质性”的特征,单井产量低、压力下降快、稳产难度大、开发难度大。为了实现该气田的有效开发,中国石油长庆油田公司从2001年开始持续攻关,逐渐掌握了该气田致密砂岩气藏储层地质特征精细描述的方法,形成了针对该气田薄层强非均质性致密砂岩储层的水平井开发地质、快速钻井、多段改造等技术系列。水平井有效储层钻遇率已由初期的23％提高到目前的60％以上,单井日产气量超过5×104 m3,是邻近直井的3～5倍,已规模建成水平井整体开发区,实现了气田开发方式的转变,开发水平和开发效益显著提升。苏里格气田低渗透强非均质性致密砂岩气藏水平井开发技术的成功应用,说明了水平井是致密砂岩气有效开发的重要技术,也展示了该气田致密砂岩气藏良好的开发前景。     

致密砂岩气藏井网密度优化与采收率评价新方法

为了解决目前致密砂岩气藏井网密度优化方法可靠性较低、缺乏井网密度与采收率关系的有效论证等问题,通过建立井间干扰概率的计算方法,绘制出鄂尔多斯盆地苏里格气田目标研究区井间干扰概率曲线,进而建立了一套适用于致密砂岩气藏的井网密度优化与采收率评价新方法,并将该新方法应用于苏里格气田3个加密试验区的井网优化与采收率评价。研究结果表明:①致密砂岩气藏井间干扰概率与井网密度密切相关,随着井网密度的增加井间干扰概率呈现逐渐增加的趋势,直至井网密度达到一个相对大的值后,井间干扰概率才达到或接近于1;②苏里格气田3个加密试验区的经济最佳井网密度介于2.6～3.1口/km2,对应采收率介于36.6%～39.8%,井间干扰概率介于28%～33%,而经济极限井网密度介于5.2～6.6口/km2,对应采收率介于46.8%～49.8%,井间干扰概率介于83%～89%;③苏里格气田致密砂岩气藏经济最佳井网密度对应的井间干扰概率约为30%,经济极限井网密度对应的井间干扰概率约为85%。结论认为,采用新方法可以计算得到经济最佳、经济极限井网密度与对应的采收率,实现致密砂岩气藏的井网优化与采收率评价;该研究成果既可以为苏里格气田的经济高效开发提供理论支撑,也可以为同类型气藏的效益开发提供借鉴。     

延安气田低渗透致密砂岩气藏效益开发配套技术

延安气田位于鄂尔多斯盆地东南部,与该盆地北部的气田相比,储层更薄、物性更差,气藏叠置关系复杂,加之地表为黄土塬地貌,储层地震预测难度大,现有的气田开发配套工程技术适应性差,亟须优化气田开发方式与开发技术。为此,延长石油集团经过近十年的理论研究和技术攻关,在储层预测、井网优化、钻完井、储层保护、压裂改造、地面集输等方面,形成了一套适合延安气田复杂致密砂岩气藏高效开发的关键技术体系:(1)融合多尺度静、动态研究成果,建立了基于动态知识库的有效储层预测技术,大幅度提升有效砂体钻遇率,实现了对厚度3～5 m稳定单砂体的准确追踪;(2)形成了以不规则菱形井网为基础,丛式井多层合采、水平井单层动用的混合井网立体动用模式,较规则井网井数减少6.9%,井网控制程度提高8%;(3)形成了易伤害塌漏同井储层高效钻井技术,有效提高了井壁稳定性、缩短了钻井周期,保护了储层;(4)实现了直/定向井一趟作业多层大跨度压裂、水平井CO_2+水力压裂技术,单井天然气产量显著提高;(5)形成了以井下节流、枝上枝井间串联和集中注醇为核心的黄土塬地貌中压集输技术,减少了工作量,缩短了施工周期,提高了经济效益。以上关键技术的应用,实现了延安气田低渗透致密砂岩气藏的效益开发,建成了年产气50×10~8 m~3的生产能力。     

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...     

苏里格气田致密气藏水平井指标分类评价及思考

致密砂岩气藏是我国天然气资源的重要类型,水平井是提高该类气藏单井产量的主要技术手段。鄂尔多斯盆地苏里格气田致密气藏砂体的内部结构复杂,气层薄而分散,具有很强的非均质性,水平井产能差异极大。因此,采用气井分类评价的思路,建立不同类型气井地质模型与产能动态特征关系,按产能和经济效益将气井分为好、中、差３类。根据目前该气田水平井的部署情况,分类评价水平井优选井位加密部署和区块整体部署两种方式下水平井的开发指标,用以指导致密气藏水平井的开发评价。在此基础上,针对致密气藏产能评价的难点,提出了基于单裂缝的水平井产能评价新思路;从致密砂岩气藏提高储量动用程度的角度,初步讨论了水平井砂体内部构型、开发后期剩余储量的分布方式,并给出了相应的开发建议：非主力层未动用储量采用混合井型井网进行开发,主力层段内的未控制储量要在经济技术允许的条件下;水平井井距和压裂间距应按照合理范围的下限来考虑。     

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??The porosity of tight sandstone gas reservoirs is generally less than 12%, so the elastic parameter difference in pores caused by fluid difference is tiny. As a result, it is difficult to predict gas and water in tight sandstones by using the conventional AVO methods when the reservoirs are thin. In this paper, the existing fluid detection techniques were compared and the Russell fluid factor was selected as the effective parameter for fluid detection in tight sandstones. Then, single-boundary forward modeling was carried out. It is indicated that when the incident angle is less than 30°, the Russell fluid factor detection method is better fitted with Zoeppritz equation and its calculation results are of higher accuracy. By virtue of this method, fluid factor attributes can be fitted accurately from prestack gathers in the range of small incident angels. Feasibility study was carried out on this method based on the gas detection in He 8 Member tight sandstones of Lower Shihezi Fm, Lower Permian, Upper Paleozoic in the Sulige Gas Field, Ordos Basin. It is indicated that in the porosity range of effective reservoirs, the more obvious the negative anomaly of the Russell fluid factor is, the higher the gas saturation of reservoir is. To sum up, it is feasible and reliable to characterize the relative magnitude of gas saturation, perform gas detection in tight sandstones and indicate the lateral and vertical distribution of gas-bearing reservoirs by using the Russell fluid factor.     

致密砂岩气藏水平井多学科综合导向新技术——以鄂尔多斯盆地为例

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气藏的储层主要表现为近南北方向条带状展布,河道分叉、交汇频繁,单砂体接触方式以侧向加积形成的多层式接触为主,河流交汇处砂体具有近东西向横卧分布的特征,给水平井地质导向带来了很大的难度。为了提高水平井储层钻遇率,系统分析了水平井地质导向现状和储层沉积特征,利用三维地质建模与三维地震对储层空间展布进行预测,同时结合对已钻水平井砂体空间展布的认识,不断完善和丰富水平井地质导向技术与方法,形成了"小层精细对比入靶、地质小尺度、地震大方向"的多学科思维深度融合的综合导向新技术,并进行了现场应用。研究结果表明:①沉积模型导向可在入靶过程中精确制导,提高一次入靶成功率,是斜井段入靶导向的主要方法 ;②地质建模导向可指导水平井钻进,但与地下真实地质体存在着一定的误差,可作为水平段辅助导向方法 ;③三维地震导向可区分复合河道界限和判断优势砂体空间相对位置,对水平段导向有很好的预判和指导性,是水平段导向的主要方法 ;④新方法在致密砂岩气示范区应用于水平井62口,实现平均水平段长1 430 m、平均砂岩钻遇率86.2%、平均气层钻遇率70.2%,水平井气层钻遇率提高了10%以上。     

辫状河致密砂岩气藏阻流带构型研究——以苏里格气田中二叠统盒8段致密砂岩气藏为例

传统的阻流带构型研究通过分析剩余油与隔夹层的空间组合关系来指导剩余油的挖潜,而对于流动性明显好于油藏的气藏中阻流带构型的研究则较少。为此,以鄂尔多斯盆地苏里格气田辫状河流相储层为例,在储层构型层次分析理论的指导下,以野外露头剖面和大量实钻水平井解剖为基础,结合生产动态分析和气藏工程验证,研究致密气阻流带存在的依据、构型级次、成因类型及规模参数,建立阻流带构型模型,并进行验证。结果表明:(1)苏里格气田辫状河复合有效砂体内存在泥岩或细粒沉积阻流带,并且阻流带是导致直井与水平井动态特征差异、直井泄气半径与实测有效砂体长度不吻合的主要原因;(2)大型辫状河阻流带可划分为河道复合体间(一级)、心滩单砂体间(二级)、心滩单砂体内(三级)共3个构型级次,其中二级阻流带包含河道间泥、泛滥平原泥、致密砂3种成因类型,三级阻流带包含落淤层及坝上沟道2种成因类型;(3)阻流带的几何形态、规模尺度、视厚度等参数差异较大,该气田中二叠统下石盒子组8段气藏水平井平均1 000 m水平段可钻遇各类型阻流带5~7个,单个视厚度介于10~200m;(4)阻流带叠置样式可划分为孤立型、侧向叠置型、堆积垂叠型和切割垂叠型等4种构型模型;(5)较之于直井,运用该研究成果,在苏里格气田通过水平井钻穿阻流带可提高天然气储量动用程度13.02%,并建议1 000 m水平段合理压裂段数介于6~8段。     

致密气藏水平井多段体积压裂复杂裂缝网络试井解释新模型

水平井多段体积压裂是目前致密气藏开发的主要手段,体积压裂后井筒周围将产生形态各异的复杂裂缝网络,但目前大部分适用于压裂水平井的试井渗流模型仅假定压裂缝为单一主裂缝,使得试井解释结果与实际情况之间存在着较大的误差,以致于无法准确获取改造区的缝网特征参数。为此,基于非结构化离散裂缝模型,建立了一种考虑复杂裂缝网络的致密气压裂水平井试井模型,然后利用三角单元和线单元混合的有限元方法对模型进行求解,进而获得了不同缝网形态(矩形、椭圆形及双曲形)下的水平井试井典型曲线;在此基础上,分析试井曲线特征及其影响因素,并与常规单一裂缝模型的试井曲线进行了对比,最后应用新模型对鄂尔多斯盆地庆阳气田二叠系山1段气藏一口多段体积压裂水平井进行了试井解释。研究结果表明:①缝网模型与单一裂缝模型试井曲线的最大区别在于早期阶段,改造区拟径向流特征取代了第一线性流特征;②改造区拟径向流阶段结束的时间主要由改造区大小和形状决定,改造区越大则改造区拟径向流阶段持续的时间越长,改造区形状越趋近于长条形则新模型试井曲线特征越接近于单一裂缝模型;③改造区拟径向流阶段的压力导数值主要由缝网导流能力和缝网密度决定,改造区缝网密度越...