非常规油气勘探、评价和开发新方法

非常规油气资源丰富,商业开采潜力大,北美页岩油气已经实现工业化和商业化成功开采.因不同于常规储层的低孔、低渗等特征,非常规储层的勘探、评价和开发需要一套新的技术和方法.在对北美已经商业化生产的Eagle Ford,Marcellus和Hawkville等区块的页岩勘探、评价和开发技术调研的基础上,总结出一套针对非常规油气勘探、评价及开发的方法.首先通过二维和三维地震技术以及试验井勘探,识别盆地形态和边界、储层厚度和面积;其次通过岩心数据对测井曲线进行校正,获取包含测井资料、岩石物理分析成果和“七性关系”处理的测井解释综合成果图,并结合地震识别技术,对有利储层及“甜点”区分布进行预测;最后,应用地质导向技术,引导水平井钻井在相对高品质储层中持续安全稳定的进行,并结合三维地震技术,针对不同地质储层情况设计不同的压裂增产方案,达到有效增产效果.这些新方法的成功探索,能为中国致密油气、页岩油气及煤层气的勘探、评价和开发提供参考.     

南襄盆地泌阳凹陷陆相页岩储层压裂技术研究与应用

页岩气作为三大非常规油气资源之一,资源量十分丰富,近期研究认为南襄盆地泌阳凹陷具备页岩油气成藏条件.针对泌阳凹陷陆相页岩储层的地质特征,开展了陆相页岩储层压裂技术研究,以A1井为例,通过对射孔工艺、压裂液体系、施工参数及压裂工艺技术的优化与研究,形成了适合泌阳凹陷陆相页岩储层的压裂技术.该压裂技术在泌阳A1井现场实施,...     

致密/页岩油气储层损害机理与保护技术研究进展及发展建议

致密/页岩油气藏赋存地质条件独特,通常采用水平井加分段压裂技术进行开发,但油气井初期产量差异大且递减快,而钻井完井及增产改造中的储层损害是重要原因。如何降低致密/页岩油气藏勘探开发各环节的储层损害,提高单井产量与稳产周期,实现经济高效开发,是目前亟待解决的重大科学问题。为此,在分析致密/页岩油气储层损害特点的基础上,总结了钻井完井、增产改造与开发生产过程中致密/页岩油气储层损害的主要机理,介绍了物理颗粒暂堵、化学成膜暂堵、欠平衡钻井完井和界面修饰等储层保护技术的基本原理及研究进展,以典型案例阐述了储层保护技术对及时发现、准确评价和高效开发致密/页岩油气资源的重要作用,并指出储层损害预测与诊断系统、储层多尺度损害评价方法、智能型储层保护材料、液相圈闭损害防治措施和储层保护–漏失控制–增渗改造一体化技术是致密/页岩油气储层保护的重要发展方向。     

美国页岩油气开发技术及对我国的启示

全球能源消费持续增长、国际油价保持高位振荡以及水平井钻完井技术取得突破性进步,极大地推动了全球页岩油气、致密砂岩油气等非常规资源的蓬勃发展。美国和加拿大已率先将非常规油气资源带入商业开发阶段,中国作为页岩油气等非常规资源最为富集的国家之一,应借鉴美国页岩油气的成功开发经验,加快我国页岩油气资源的开发进程。     

致密/页岩油气储层损害机理与保护技术研究进展及发展建议

致密/页岩油气藏赋存地质条件独特,通常采用水平井加分段压裂技术进行开发,但油气井初期产量差异大且递减快,而钻井完井及增产改造中的储层损害是重要原因。如何降低致密/页岩油气藏勘探开发各环节的储层损害,提高单井产量与稳产周期,实现经济高效开发,是目前亟待解决的重大科学问题。为此,在分析致密/页岩油气储层损害特点的基础上,总结了钻井完井、增产改造与开发生产过程中致密/页岩油气储层损害的主要机理,介绍了物理颗粒暂堵、化学成膜暂堵、欠平衡钻井完井和界面修饰等储层保护技术的基本原理及研究进展,以典型案例阐述了储层保护技术对及时发现、准确评价和高效开发致密/页岩油气资源的重要作用,并指出储层损害预测与诊断系统、储层多尺度损害评价方法、智能型储层保护材料、液相圈闭损害防治措施和储层保护–漏失控制–增渗改造一体化技术是致密/页岩油气储层保护的重要发展方向。      

非常规泥页岩油藏压裂工艺应用与评价

作为非常规油气勘探开发的主要板块,相对致密砂岩油藏而言,泥页岩油藏具有开发难度较大、开发效果较差的应用特点。其储层物性特点基本与致密砂岩油藏类似:低孔、低渗、低产及递减快,必须要实施诸如压裂等储层改造增产措施,以改善储层的渗透性、提高原油的流通能力。通过对油田泥页岩油藏实施的一系列压裂工艺,初步掌握了油田泥页岩油藏压裂的特性,取得了一定的认识。     

压裂新技术在非常规油气开发中的应用

压裂是非常规油气开发过程中主要的技术措施,压裂技术的创新是实现非常规油气资源大规模开发的关键。重点介绍了新型压裂改造技术的技术原理及其在煤储层、致密砂岩储层、页岩储层等开发过程中的应用,包括同步压裂技术、高速通道压裂技术、纤维压裂技术、穿层压裂技术、固井滑套压裂技术和泵送桥塞压裂技术。并针对应力叠加效应、支撑剂异构铺置、铺砂剖面优化、裂缝穿层延伸、定点起裂、变粒径变排量作业等技术优势总结了各技术的设计原理及现场应用情况,为非常规油气的开发与改造提供参考和借鉴。     

页岩气水平井地质导向钻井技术及其应用

随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑,页岩气这一新兴非常规天然气能源已成为世界能源研究的热点之一。由于页岩气储层呈渗透率极低的物性特征,结合美国页岩气开发成功经验,可知提高页岩气产量的关键之一是采用水平井技术。但是由于页岩储层多变存在不确定性,因此采用地质导向钻井技术可有效地识别储层实时优化钻井轨迹,指导水平井井眼轨迹在优质储层中穿行,提高钻井效率,实现增产目标。页岩气水平井地质导向钻井技术在四川长宁-威远地区的应用中取得了良好的应用效果,实现了95%以上的储层钻遇率,能较好地满足页岩气低成本开发需求。     

页岩油气水平井压裂工艺技术展望

近年来国外大力发展水平井多级压裂技术,并成功应用于页岩油气实现了商业化开发,为缓解世界能源危机鼓舞了信心。我国能源消耗巨大,对外依赖程度越来越高。尽管拥有丰富的页岩油气资源,但却无法有效动用,其主要原因之一是国内现有增产工艺技术落后。目前国内水平井压裂技术主要针对砂岩储层,而应用于页岩储层则效果不佳。鉴于目前关于页岩油气的渗流机理尚未形成成熟理论,从工艺角度分析页岩油气开发,详细介绍了国外主流增产工艺技术及现场试验效果,并结合国内技术现状提出我国未来压裂工艺技术研究方向,为加快国内页岩油气资源大规模开发提供参考。图5表2参10     

页岩油气水平井压裂工艺技术展望简

近年来国外大力发展水平井多级压裂技术，并成功应用于页岩油气实现了商业化开发，为缓解世界能源危机鼓舞了信心。我国能源消耗巨大，对外依赖程度越来越高。尽管拥有丰富的页岩油气资源，但却无法有效动用，其主要原因之一是国内现有增产工艺技术落后。目前国内水平井压裂技术主要针对砂岩储层，而应用于页岩储层则效果不佳。鉴于目前关于页岩油气的渗流机理尚未形成成熟理论，从工艺角度分析页岩油气开发，详细介绍了国外主流增产工艺技术及现场试验效果，并结合国内技术现状提出我国未来压裂工艺技术研究方向，为加快国内页岩油气资源大规模开发提供参考。图5表2参10     

基于测井和录井信息相结合的泥页岩储层识别方法——以苏北盆地高邮凹陷阜宁组为例

泥页岩油气储层是目前非常规油气领域备受关注的勘探目标。以苏北盆地高邮凹陷阜宁组泥页岩地层为研究对象,采用岩心、试油测试等资料刻度测井和录井信息,开展非常规泥页岩油气储层的识别研究。通过分析泥页岩储层类型及其测井与录井响应特征,发现泥页岩储层多数为脆性矿物含量高的灰质泥页岩岩相(发育裂隙),少数为脆性矿物含量低的不含(或少含)灰质的泥页岩岩相。根据这2种泥页岩储层类型,提出了2种相应的成因机制解释模型,借鉴气泡图和雷达图较好地显示出了这2种解释模型的测井与录井特征差异,进而建立了基于测井和录井信息相结合的泥页岩储层识别方法,为苏北盆地泥页岩油气储层识别及有效开发提供了依据。     

页岩凝析气藏相态特征研究

随着传统油气资源逐渐枯竭,人们将眼光转向了非常规油气资源。页岩凝析气藏是一种非常宝贵的非常规油气资源,在页岩凝析气藏的开发过程中,由于储层存在大量纳米级孔隙,使得流体在页岩储层中表现出与常规储层中截然不同的相行为,从而导致开采一段时间后凝析液析出使得产量急剧下降。如果能够对凝析气藏的相态变化了解透彻,就可以在开发过程中及时转变开发方式。进而提高油气采收率,达到高效开发的目的。本文通过查阅大量文献,综述了页岩凝析气藏相态特征实验研究、理论研究及数值模拟研究,并且综合分析了相态特征的影响因素。为描述储层流体在页岩凝析气藏中的相行为提供了有益的指导,进一步经济有效地开发好页岩凝析气藏。     

热处理作用下页岩储层改造机理及提高采收率技术研究进展

页岩油气作为中国重要的战略接替资源,是未来油气增储上产的主力。但页岩基质的微纳米尺度孔隙发育,需要进行储层改造以改善其渗流能力,才能实现对页岩储层的高效开发。热处理技术是一种新型绿色环保的储层改造及提高采收率措施,通过在地层中产生热能改善页岩物理性质,达到增强储层渗流能力的目的。因此,准确了解页岩储层在热环境下的储层改造机理和页岩的物理性质变化规律,对储层改造具有重要意义。通过调研中外热处理过程中页岩内部孔隙结构变化的研究成果,结合页岩油气藏储层特征,分析了热处理技术对页岩储层改造的机理。结果表明：岩石矿物非均匀热膨胀产生热应力,导致裂缝发生热扩展;有机质热解导致有机孔隙发育,孔隙流体蒸发增压作用及水岩作用促进岩石孔隙空间增大。通过以上机理促使储层内部储集空间增大,导流能力增强,从而实现对页岩油气的有效开采。同时总结了热应力作用下页岩物理性质及力学性能的变化规律,发现高温条件下页岩孔隙度和渗透率显著提高,页岩内部平均孔径增大,发育大量微裂缝形成复杂裂缝网络;页岩整体强度降低、塑性增强,为水力压裂、热处理等增产措施提供了有利条件。     

美国德州Eagle Ford组页岩油气水平井钻井关键技术措施及其实施效果

美国德州鹰滩页岩油气项目是中海油在海外投资的最大非常规油气项目之一,该项目面临储层埋藏深、水平井段长、断层发育、上覆低压层漏失等难题。为此,在Eagle Ford组页岩地层水平井钻井作业中,通过钻井模式优选、井身结构优化、钻头及钻具组合优选、钻井液优化等一系列关键技术措施的有效实施,成功完成了Eagle Ford组页岩地层10口水平井的钻井作业,实现了单个钻头一趟钻完大曲率造斜井段及水平井段,钻井成本显著降低,可为其他页岩油气水平井钻井作业提供借鉴。     

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）。     

页岩油气储层测井评价技术及应用

随着我国能源保障压力加大,页岩油气在我国能源结构中的地位变得越来越举足轻重。作为一种非常规油气资源,页岩油气具有自生自储、矿物成分复杂、发育微米—纳米级孔隙、通常为超低孔渗、吸附气与游离气共存等地质特征,与常规油气资源有明显差异,现有的常规油气藏测井评价理论和方法不适用。以非常规油气地质研究为指导,针对页岩油气勘探开发与工程改造需求,建立了陆相和海相不同成熟度页岩TOC测井定量评价方法,形成了页岩复杂矿物组分测井定量评价技术,提出了基于常规测井资料的岩石脆性表征新方法,建立了多参数权重法页岩储层品质测井分类方法,最终形成了页岩油气储层测井评价配套技术。该技术成果目前已在松辽盆地古龙凹陷青一段、四川盆地威远—长宁地区龙马溪组和筇竹寺组得到推广应用,有效指导了油田新钻探井、水平井和老井复查等的有利压裂层段选取工作。     

泥页岩储层试井解释软件中有限状态机的设计与实现

泥页岩储层是一种非常规油气资源,对该类储层的研究是当前研究的一个热点方向。而泥页岩储层试井解释软件是专门针对该储层进行试井解释的一套软件,讨论其有限状态机的设计与实现对最终实现该软件起着至关重要的作用。以VS2010为开发平台,详细阐述了泥页岩储层试井解释软件有限状态机的设计思路与实现技巧。结果显示,应用有限状态机设计的泥页岩储层试井解释软件逻辑结构清晰、运行稳定可靠、具有较好的应用价值。     

非常规储层岩石特征研究——Bakken组、Eagle Ford组和Niobrara组储层对比

<正>富含流体的页岩储层对美国油气产量贡献极大。页岩储层所在的的Bakken组、Eagle Ford组和Niobrara组储层在矿物组成、孔隙结构、有机质含量及流体组成等方面均不相同。要开发好这些地层的油气资源,关键在于区分、鉴别各储层的地质特征,而且,掌握各储层的地质特征对于油气井的增产设计、水力压裂也是非常有利的。为了搞清楚微观储层特征对流体流动的影响,本次研究对比     

南襄盆地页岩油气录井技术现状与发展分析

南襄盆地是国内最早开展页岩油气勘探的盆地之一,录井技术在传统油气勘探中起着重要的作用,页岩油气勘探中同样是不可缺少的技术手段。在简要分析录井技术在该盆地页岩油气勘探应用现状后,着重对该盆地页岩油气勘探中录井技术不足之处进行剖析。依据国内外录井技术发展状况,认为非常规油气录井技术将沿着检测定量化、井下化、实时化方向发展,录井应加大非常规录井信息的加工处理,实现钻前、钻中、钻后、压前、压后全过程全方位的服务,开展定录一体化与远程地质导向,实现录井技术的增值及利益最大化。     

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。