鄂尔多斯盆地页岩油开发井网优化技术及实践——以庆城油田为例

鄂尔多斯盆地庆城页岩油纵向油层多期叠置,横向非均质性强、变化快,开发井网优化难度大。针对庆城页岩油地质特征,为实现储量动用程度最大化,综合利用矿场实践、油藏工程和数值模拟等方法对水平段方位、长度、井距和立体开发井网合理隔层开展了系统研究。研究结果表明：水平井的方位主体采用与最大主应力方向垂直的方案,但在靶前区、地面受限区要综合考虑砂体展布方向、地下储量动用程度和地面井场位置,水平段布井方位可以适当偏转;优化水平段长度主体为1 500 m,受砂体延伸长度短影响的水平段长度为600～800 m;优化单井控制储量为(25～30)×10⁴t,主体井距为500 m,不同油层厚度部署区有所差异;纵向上隔层厚度大于10 m的油层段开展立体开发。基于以上研究,形成了页岩油多层系立体式布井模式。研究成果支撑庆城油田页岩油单井EUR达到(2.6～2.8)×10⁴t,产油量达到165×10⁴t/a,实现了规模效益开发。     

庆城油田西区长7油藏差异性及稳产对策研究

庆城油田西区长7页岩油是国内最早规模开发的页岩油油藏。2018年开发以来,已经建成了年产油100×104t的生产规模,在开发实践中不断深入研究油藏特征和开发规律。通过长7页岩油储层平面和剖面上的差异性的刻画,探索形成了页岩油水平井单井产能主控因素分析,优化了开发初期焖排采阶段合理开发技术政策,固化了递减、含水率、气油比、动液面四项开发规律认识,为页岩油持续高效开发提供借鉴。     

昆北油田切12 井区基岩油藏产能主控因素及高效开发实践

柴达木盆地昆北油田切12井区纵向上发育基岩油藏和不整合面上覆E_3~1砂砾岩油藏(简称E_3~1油藏)2种类型油藏,但彼此间不发育稳定隔夹层,具有统一油气系统。该区开发初期主要对E_3~1油藏进行注水开发,基岩油藏以试采评价为主。为实现对E_3~1油藏产能的有效接替,在基岩储层特征认识的基础上,归纳总结出岩性、裂缝发育程度和上覆油藏注水特征3个基岩油藏产能的主控因素,以此来确定该区水平井开发方式,并在开发实践中建立了块状油藏地质模型、制定了井位部署方案和形成了随钻跟踪技术。研究证实板岩与花岗岩均是有利储层,基岩顶部风化程度高、裂缝最发育,E_3~1油藏的注水开发实际上对基岩油藏完成了超前注水,产能主控因素的分析奠定了水平井高效开发的理论基础,从近3 a基岩油藏开发效果来看,在低油价背景下实现了少井高产,在柴达木盆地首次完成了针对基岩油藏的规模开发。     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井开发关键科技问题

中国石油长庆油田分公司以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)富有机质泥页岩层系中的重力流砂岩薄夹层为目标,实现了陆相低压淡水湖盆夹层型页岩油的规模效益开发,发现并探明了10亿吨级庆城页岩油大油田,累计提交探明储量10.52×10⁸ t,率先建成了中国第一个百万吨页岩油整装开发区。随着产建规模不断扩大,地质体差异明显,单井初期产量低且递减快、采收率低、开发成本高等问题越来越突出。通过多年的矿场实践,提出了页岩油开发中的关键科技问题,并根据系统分析提出了合理建议。页岩油水平井钻遇率可分为纵向钻遇率及横向钻遇率,提高优质储层纵向、横向钻遇率是提高单井产量的重要举措;水平井部署时可优先考虑优质储层的延伸方向,提高优质储层的钻遇率;压裂液弹性能对采收率贡献占比相对较低,储层改造不能过度强调大砂量、大液量、大排量,要充分考虑井距、纵向隔夹层分布、裂缝发育情况,优化压裂规模、施工排量等参数;烃源岩品质变化和成岩作用的强弱是造成砂体含油性差异的主要原因,影响有利区选取及优质储层分布;前置CO₂增能体积压裂增能效果明显,是降黏提高采收率的有效手段。深化地质综...     

鄂尔多斯盆地西部页岩油水平井井壁稳定技术

页岩油水平井储层段的井壁稳定至关重要,应用电镜扫描、X衍射、膨胀分散性实验及岩石力学测试等方法,对储层段泥岩矿物组构和理化性能进行了研究。结果表明,研究样品发育微裂隙,黏土含量高达62.24%,以伊利石为主,不含蒙脱石;呈现弱膨胀、弱分散、强亲油弱亲水的特征,在水基钻井液浸泡36 h后,抗压强度下降24.8%。基于以上研究,优化水基硅酸盐钻井液性能及配套措施,形成了页岩油水平井井壁稳定技术。东平1井水平段长625m,一趟钻顺利完钻。     

鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气井产能主控因素及开发策略

根据鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气田83口排采井的资料,系统分析了地质条件、工程技术和排采制度等因素对煤层气井产能的影响,并在此基础上提出了相应的开发策略。结果表明:煤层厚度、地下水流体势、含气量、渗透率和临储比是影响研究区煤层气井产能的主要地质因素;井距、压裂液量和加砂量是影响煤层气井产能的主要工程技术因素;井底压力下降速度、动液面下降速度、套压直接影响煤层气井产能。在此基础上,采用灰色关联分析法得出研究区煤层气井产能影响因素的大小次序,并从有利区优选、井网部署、压裂设计和排采制度4个方面,提出了适合于研究区煤层气地质特征的开发策略:在有利区优选方面,构建了煤层气开发有利区评价指标,将研究区划分为I—Ⅳ类单元;在井网部署方面,I类和Ⅱ类单元井距应控制在335~370 m;Ⅲ类和Ⅳ类单元井距应控制在370~400 m;在压裂施工设计方面,I类和Ⅱ类单元煤层气井的压裂液量应控制在800~1 200 m3;加砂量应控制在35~60 m3;Ⅲ类和Ⅳ类单元煤储层地质条件相对较差,对于不同地质条件,提出了不同的压裂措施;排采制度方面,将煤层气排采产气过程划分为5个阶段,并针对不同排采阶段,提出了具体的排采控制方法。     

鄂尔多斯盆地陕北地区长7段页岩油富集主控因素及甜点区预测

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组7段(长7段)页岩油勘探取得重大突破,实践表明陕北地区长7段也发育丰富的页岩油,成为该盆地非常规石油勘探新的接替目标.通过对烃源岩品质、类型、储集层、隔夹层及源储配置关系等开展定量刻画,表明:①广泛分布的黑色页岩(TOC值为13.81％)、暗色泥岩(TOC值为3.74％),及与之互层共生的砂岩...     

庆城油田页岩油水平井压增渗一体化体积压裂技术

庆城油田页岩油储层低压、低脆性指数特征明显,是阻碍体积压裂后建立高效驱替渗流系统的重要因素,为此,研究了压裂、增能和渗吸(压增渗)一体化体积压裂技术.建立了页岩油储层类型精细划分方法;基于长期产液剖面测试所得矿场大数据,优化了不同储层类型改造策略;利用油藏数值模拟方法,优化了压增渗体积压裂技术关键参数.研究表明:Ⅰ+Ⅱ...     

松辽盆地古龙页岩油富集主控因素及分类评价

为明确松辽盆地古龙页岩油的富集规律,进一步指导页岩油的开发部署,利用岩心实验数据及试油成果资料,从页岩油形成的烃源岩发育、热演化程度、储集空间等方面,对古龙页岩油富集主控因素进行系统分析,并在此基础上制定页岩油富集层、富集区的划分标准,明确了页岩油的空间分布规律.结果表明,古龙页岩油主要有4个富集主控因素:(1)规模发...     

济阳坳陷页岩油富集主控因素

济阳坳陷页岩油类型包括泥页岩型和夹层型2种类型。在分析泥页岩型和夹层型页岩油特征的基础上,通过数理统计、典型解剖、分析测试技术和生排烃模拟实验,明确了济阳坳陷页岩油富集的主控因素。泥页岩型页岩油富集的主控因素是:泥页岩岩相、异常高压、页岩油的可动性和泥页岩(微)裂缝;富有机质纹层状岩相的异常高压过渡段的页岩油可动性好,裂缝越发育越有利于济阳坳陷页岩油的富集。夹层型页岩油富集的主控因素与常规油藏类似,主要受物性和异常高压控制;夹层的物性越好,异常压力越高越有利于夹层型页岩油的富集。该成果对中国东部陆相断陷盆地页岩油勘探有一定指导作用。     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井细切割体积压裂技术

鄂尔多斯盆地页岩油资源丰富，而受储层物性致密、原始油藏压力系数低和湖相沉积非均质性强等因素影响，常规直井开发单井产量极低。2011年以来针对页岩油Ⅰ与Ⅱ类储层，水平井+分段体积压裂技术攻关试验成功，单井产量突破10 t/d，但仍面临规模开发单井产量递减大、低油价下效益差的问题，资源向储量、储量向产量和产量向效益转化速度极慢。为进一步提高单井产量和采出程度，从水力裂缝扩展规律及裂缝形态综合认识评价入手，瞄准优质储量裂缝最大化控制，综合岩性、物性、含油性和可压性评价，建立了水平段储层品质和工程品质一体化分级评价标准；创新了基于水平段分类的非均匀细切割多簇裂缝设计和缝控体积压裂参数优化方法；利用限流和架桥原理，集成配套了极限分簇射孔、动态暂堵转向等裂缝控制技术提高多簇有效性；采用可溶桥塞压裂工具、低成本滑溜水压裂液和组合粒径石英砂支撑剂，实现细切割体积压裂成本控降。通过研究与实践，形成了页岩油Ⅰ与Ⅱ类储层规模效益开发的长水平井细切割体积压裂技术模式，2017~2018年共实施85口水平井，初期日产油达到16 t以上，12个月累产油达到4 850 t，较前期提高1 120 t，第一年递减率下降15%，预测单井产量可提高近1×10⁴ t，盈亏平衡点由63美元/桶下降至42美元/桶。矿场实践证实，采用长水平井+细切割压裂+高强度改造是实现页岩油效益开发的有效技术途径，该技术为其它页岩油资源高效动用和效益开发提供了借鉴。     

页岩油微观赋存特征及其主控因素——以鄂尔多斯盆地延安地区延长组7段3亚段陆相页岩为例

以鄂尔多斯盆地延安地区延长组7段3亚段陆相页岩为研究对象,综合利用轻烃（C₆H₁₄和C₇H₁₆）吸附、N₂和CO₂吸附、岩石热解、有机地球化学、X射线衍射（XRD）等实验手段以及Dent吸附热力学模型与Horvarth-Kawazoe （HK）、Barrett-Joyner-Halenda （BJH）孔隙结构理论解释模型,系统开展了页岩油的微观赋存特征及其主控因素研究,建立了页岩油吸附能力预测的数学模型和赋存状态演化模型。研究结果表明：基于液态烃蒸气等温吸附实验和孔隙结构理论解释模型,可揭示一定范围孔隙中（孔径小于125 nm）页岩油的微观赋存特征。页岩中的吸附油是具有一定厚度的吸附油膜,其平均厚度随孔径增加呈Langmuir型吸附曲线增长。页岩油主要赋存于孔径小于25 nm的介孔中。当孔径小于3 nm时,孔隙内以赋存吸附油为主;当孔径大于3 nm时,孔隙内主要为游离油。页岩中的游离油量与孔缝空间、含油饱和度呈正相关关系。吸附油量与脆性矿物含量、宏孔结构参数无相关性,与总有机碳（TOC）含量、黏土矿物含量、微孔和介孔的比表面积与孔体积、轻烃类型以及压力呈正相关关系,与埋深和成熟度呈先增加后降低的变化关系,且有机质是页岩中吸附油的主控因素。镜质体反射率为0.75%是页岩油赋存状态和可动性转变的成熟度界限,而镜质体反射率为0.85%~0.90%则是页岩"含油性高、可动性好"的最佳成熟度窗口下限。在延安地区,1 000~1 200 m以深是延长组7段3亚段陆相页岩油勘探开发的有利层段。     

济阳坳陷页岩油富集主控因素

依据页岩油储集类型、常规油气探明储量单层有效厚度、获页岩油井夹层厚度和夹层比例的分布特征,将济阳坳陷页岩油富集类型划分为基质型、裂缝型和夹层型3种,其中夹层型页岩油夹层厚度上限为2.5 m,夹层比例上限为20%。利用典型井解剖和数理统计相结合的方法,对不同类型页岩油富集主控因素进行了剖析。基质型页岩油富集主控因素包括岩相、储集性能、异常压力和页岩油可动性,其中富有机质纹层状泥质灰岩相和富有机质灰质泥岩相最为有利;出油井段孔隙度大于3%,且储集物性和日产油量呈明显的正相关;异常高压区内的相对低压区页岩油相对富集;S1/TOC1层段页岩油流动性好。裂缝型页岩油富集主控因素包括岩相、裂缝发育程度和封存条件,其中纹层状岩相易形成网状缝,控制了裂缝型页岩油纵向展布;裂缝发育系数大于0.2范围内裂缝发育,裂缝型高产井主要分布在距断层距离小于1.2 km、断距大于100 m的断裂上盘;异常高压区(压力系数大于1.3)页岩油封存条件好,页岩油富集。夹层型页岩油富集主控因素包括储集物性、烃源岩排烃强度和异常压力。     

页岩气水平井产量主控因素分析及产能预测

通过W地区国家级页岩气产业示范区2个平台的水平井开发实例,从页岩气储层测井评价入手,结合W地区页岩气水平井的测试、生产数据,研究分析页岩储层总有机碳含量、矿物组份、孔隙度、饱和度、含气量、脆性指数等储层参数,以及井眼轨迹、压裂效果等因素与水平井产量的关系,评估这些因素对水平井产量的影响程度。综合考虑上述参数,定义用于评价页岩气水平井产能的表征参数,建立W地区页岩气水平井产能预测的数理统计和神经网络模型。2个模型在W地区页岩气水平井产能预测应用结果表明,数理统计模型预测产能平均相对误差为18.10%,神经网络模型预测产能平均相对误差为0.54%。     

泌阳凹陷陆相页岩油富集主控因素分析

南襄盆地泌阳凹陷是中国东部典型的富油凹陷,该区核桃园组页岩具有纵向厚度大、横向分布广、有机碳含量高、储集空间发育、脆性矿物含量高、油气显示丰富等特征,陆相页岩油形成条件有利。研究认为泌阳凹陷陆相页岩油富集主要受页岩岩相、有机质丰度及赋存方式、热演化程度、储集物性、成岩作用及裂缝发育程度等关键因素控制。资源评价结果表明泌阳凹陷陆相页岩油资源量丰富,部署的页岩油水平井BYHF1井实施15级分段压裂,最高日产油23.6 m3,展示了泌阳凹陷陆相页岩油良好的勘探开发前景。     

基于非达西渗流和压力敏感性的页岩油压裂水平井产能计算方法

为了对页岩油压裂水平井产能进行定量评价,考虑非达西渗流和压力敏感性对页岩油产能的影响,运用保角变换方法和复势叠加理论,推导出存在启动压力梯度和压力敏感性的压裂水平井产能公式。运用该公式定量地计算出各个裂缝的产能,此外还分析了启动压力梯度、压力敏感系数、裂缝半长、裂缝条数等因素对产能的影响。结果表明,水平井的产能随着启动压力梯度、压力敏感系数的增大而减小;随裂缝半长和裂缝条数的增加而增大,但增大幅度逐渐减小。研究成果为页岩油压裂水平井的产能预测提供了依据。     

美国页岩油资源分布特征与主控因素研究

通过对美国页岩油资源的系统统计分析和主要页岩油盆地成藏要素的综合研究,揭示美国页岩油资源的分布规律与富集主控因素,为我国页岩油的勘探开发提供参考借鉴。美国页岩油总技术可采资源量为1 507.94×10⁸ bbl,其中累计探明可采储量365.40×10⁸ bbl,探明率24.2%。页岩油资源分布极不均衡,高度富集于二叠盆地,其次是海湾盆地和威利斯顿盆地。页岩油资源的富集主要受优质烃源岩规模、页岩层系顶底板和储集岩“甜点”规模等成藏要素的控制,前两者控制了页岩油的资源规模,后者控制了页岩油的产量规模。中国页岩油的勘探应特别关注大型沉积盆地内的选区和选层,发现新“甜点”和扩大已知“甜点”的规模是实现页岩油勘探新突破和页岩油增储上产的关键。     

渤南洼陷沙一段夹层型页岩油界定标准及富集主控因素

渤南洼陷沙一段泥页岩中发育厚度不等的夹层,借鉴页岩气国家界定标准和中国石化页岩油厚度企业标准来确定页岩油夹层的厚度,将单个夹层厚度小于2 m、累积夹层厚度小于层组厚度的20%作为渤南洼陷夹层型页岩油的划分依据。渤南洼陷沙一段泥页岩夹层的岩性以白云岩为主,测井响应上具有明显的高阻特征,油气产出过程中含水率逐渐上升,表现为以游离态为主的油气赋存状态。通过分析夹层型页岩油富集要素与产量之间的相关性,认为夹层型页岩油富集产出主要受控于生排烃条件、夹层厚度、夹层物性、地层压力和原油物性等因素。     

鄂尔多斯盆地南部延长组长9致密油富集主控因素

针对鄂尔多斯盆地延长组长9油层组（简称长9）致密油富集主要控制因素研究水平低、认识不一致的问题,总结了鄂尔多斯盆地南部地区长9致密油富集的主要控制因素。     

红河油田长8油藏压裂水平井产能影响因素分析

针对红河油田压裂水平井产量递减快、含水高等问题,结合红河油田长8储层地质特征,分别研究了基质型储层和裂缝性储层条件下,油藏地质因素和压裂工程因素等对压后产能的影响。结果表明:油藏类型是影响压后产能的关键因素,对于基质型油藏,水平段长和裂缝条数是影响产能的主要因素;而对于裂缝型油藏,储层含油性及产能系数主要影响压后产能,综合压裂工艺及压裂液体系对压后产能的影响,确定最优压裂方案对提高压后产能具有重要指导意义。