地质工程一体化关键技术在克拉苏构造带高效开发中的应用实践

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带,储层埋藏深度大,地质条件复杂,导致钻完井工程中面临着相关井控安全、建井时效、工程质量、单井提产等方面的巨大挑战,针对这些制约勘探开发进程的关键技术难题,建立了一套以地质力学为桥梁的地质工程一体化技术流程,形成了井位优选、井轨迹优化、钻前地层压力预测、钻井井壁稳定性预测、完井提产优化和开发中出砂出水预测方法。将地质研究、工程设计和现场实施组织纳入一体化协作体系,解决工程难题,实现克拉苏构造带"三提"——提速、提质、提产,开发井钻井成功率100%,单井钻井复杂平均减少40%,井控安全得到有力保障,改造后单井平均无阻流量由原来的68×10~4m^3/d提高到279×10~4m^3/d。顺利实现了克拉苏东部150×10~8m^3/a天然气建产,助力克拉苏西部万亿立方米大气藏的发现,为超深层复杂油气藏高效开发积累了可借鉴的技术和经验。     

地质工程一体化在涪陵页岩气示范区立体勘探开发中的应用

四川盆地涪陵海相页岩气区具有不同于北美页岩气区的地质条件,很难直接采用北美大规模、高密度、连片化布井的开发模式。针对四川盆地涪陵页岩气田下部气层一次井网开发后剩余资源精细刻画难度大、剩余资源动用率低和提高老井最终技术可采储量（EUR）技术不完善等难题,提出了适用于涪陵海相页岩气立体开发特点的地质工程一体化思路。在页岩气立体开发方案实施过程中,对剩余气分布、钻完井、压裂和生产等多学科知识进行系统总结,建立地模数模一体化储量动用评价技术、立体开发调整井位一体化优化技术和钻井、完井配套工艺一体化实施技术,形成了一套地质工程一体化技术系列,有效指导了涪陵海相页岩气高效立体勘探开发。     

地质力学在地质工程一体化中的应用

四川盆地南部边缘某页岩气田在2014年初投入开发。准确掌握地质力学规律及其在不同尺度应用对保障工程效率和开发效益至关重要,为此建立全区和平台尺度三维地质力学模型。地质力学模型基于高分辨率构造、地质、属性和多尺度天然裂缝模型。通过岩心、测井和地震数据,对力学参数进行了精细表征,发展了一套建立页岩气田三维孔隙压力模型的方法。利用先进的有限元模拟器和大规模并行计算技术,建立全区和平台具有不同平面分辨率的三维应力场模型。为了准确表征页岩的垂向非均质性,模型在目的层具有0.5m的分辨率。充分利用各种数据,对地质力学模型进行质量控制和校正,及时利用新数据对模型进行不断更新。建立的地质力学模型的精度能够反映应力的方向、大小、非均质性和各向异性。结果显示,就地应力在不同平台、井间和沿水平井段都呈现较大变化,这种复杂变化是岩石结构如构造形态和多尺度裂缝系统以及岩石成分在不同尺度变化的必然反映。地质力学模型满足了从全区到单井的不同应用对尺度和精度的不同要求。全区模型用于优化平台位置、井位及部署,评价地质封存性、资源状况,以及评估断裂及裂缝带的力学稳定性等;高分辨率平台模型用于井壁稳定性分析、实时钻井管理、压裂设计优化以及压裂后综合评估等。地质力学模型被充分地结合到地质工程一体化实践进程之中,通过迭代更新和及时应用,充分发挥了提高工程效率和开发效益的作用。这是国内首次在页岩气田开发中建立大规模地质力学模型,所取得的知识和经验具有一定的借鉴价值。     

地质雷达技术及其在工程勘探中的应用

近年来,工程地质勘探趋于发展势态。本文就工程地质勘探仪器中的地质雷达在岩土勘探、无损检测及工程建筑物结构调查、水上勘测等众多领域中的应用实例,对其工作方式方法及优越性作了简明的介绍。     

克拉苏构造带克深段构造特征及其石油地质意义

克拉苏构造带克深构造段已发现了KL2、KS2、KS1等多个含油气构造,由于该段位于前陆冲断带,构造变形复杂,构造模型争论较大。在前人认识的基础上,结合地表露头、钻井资料,对克深构造段三维地震资料进行T—Q全层位解释,重新建立了该构造段构造解释模型并对该段石油地质特征进行研究。研究结果表明:克深构造段具有垂向分层、南北分带的变形特征,垂向上可分为盐上构造层、盐岩层、盐下构造层与基底构造层4层结构。该区域主要发育逆冲断层及相关褶皱、盐收缩构造及走滑构造3种构造样式,其中盐下构造层构造样式自北向南逐渐由高角度基底卷入构造样式转变为盖层滑脱构造样式。克深构造段现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了二叠纪晚期—三叠纪前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地及上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。勘探实践表明,该区带具有好盖层、厚储层、大构造、强冲注、晚成藏等有利条件,是库车山前天然气勘探的重要目标。     

地质工程一体化助力中国油气勘探开发

正2016年5月31日,由中国石油学会石油工程专业委员会主办,《中国石油勘探》编辑部、能新科地质工程一体化中心和SPE北京分部协办的"第一届油气地质工程一体化论坛"在京召开。中国工程院翟光明、胡文瑞、李阳等三位院士,中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司、各油田和工程技术服务企业、中国石油学会石油工程专业委员会、国际石油工程师学会(SPE)北京分部、《中国石油勘探》编辑部以及能新科公司等多家单位的代表参加会议。     

微地震监测在地震地质工程一体化中的应用

随着全球经济发展对油气需求的持续增长以及勘探开发技术的不断提高,非常规油气藏正逐步成为接替资源及勘探开发热点。在储层甜点预测技术、水平井钻完井技术、储层改造增产技术以及微地震监测技术日渐成熟的背景下,中国石油集团东方地球物理公司在理论研究与实际应用中总结出一套涉及多学科的综合地震地质工程一体化技术思路。本文主要描述了在四川盆地昭通页岩气示范区等地开展的基于微地震监测技术的地震地质工程一体化实践,取得了良好的应用效果,同时也证明该套技术具有推广价值。     

地质工程一体化在大港油田勘探开发中探索与实践

大港油田属于典型的复杂断块油田,经历50多年的勘探开发,地下面临着"四高三低两失衡"的矛盾、地面面临征地和环保的双重压力,油价又处于持续低迷中,油田效益勘探开发和可持续发展面临严峻挑战。在系统梳理面临问题与挑战的基础上,围绕"五场建设"研究形成了具有大港油田特色的地质工程一体化模式,即增产建产项目化、团队组织协同化、研究设计平台化、现场实施模块化、生产管理数字化。目前,该模式的实践应用已见到了显著效果。在老油田"井丛场"产能建设实践中,做到了地质工程同步优化轨迹、地面地下井筒联动推演,实现集约化建井、简易化配套、工厂化作业;在老油田"二三结合"提高采收率实践中,系统开展关键技术研究、方案研究制定、生产动态调控,探索形成了满足不同油藏需求的三次采油提高采收率技术系列。实践表明,地质工程一体化是老油田在复杂地下、地面条件和低油价下实现了可持续发展的有效途径。     

地质工程一体化在保德煤层气田勘探开发中的实践与成效

保德煤层气田位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带北段、河东煤田北部,煤层气资源丰富。保德区块煤层气地质条件具有埋藏浅、含气量低、易碎易垮塌、机械强度低、低孔超低渗、欠压储层等特点,煤层气勘探开发面临着从地质评价、钻完井、储层改造、采气工艺到地面集输等一系列技术问题。针对这些问题,中石油煤层气有限责任公司在系统梳理前期勘探成果的基础上,充分利用现有各类煤田钻孔、地震、钻井、测井、试井、样品分析化验等资料,全面研究区内中低阶煤煤层气的地质特征和储层特征,开展煤层气精细选区评价技术研究,开发适应于中低阶煤的煤层气勘探开发技术系列,坚持地质工程一体化研究,攻克煤层气勘探开发技术瓶颈,不断完善和优化从物探、钻井、压裂、排采到地面工程工艺等系列技术方案,实现了保德区块煤层气的高效开发,建成了目前中国规模最大的中低阶煤煤层气田。     

多井干扰试井技术在克深气田勘探开发中的应用

克深气田埋藏超深、地质条件复杂、地震资料品质差、气藏描述难度大,勘探开发面临世界级难题。为加深对气藏特征的认识,采用全气藏多井、多方位、长距离和正反相互干扰试井验证方法在克深气田多个气藏实施干扰试井,获取了准确的多井干扰数据。在对气藏地质研究的基础上,通过极值点法、调查半径法等多种方法,对干扰数据开展分析,并将全气藏数值模拟试井与实际干扰试井相结合进行研究。结果表明:已开发的克深2气藏内部干扰信号明显,连通性较好,天然缝网十分发育,在平面上无明显断层或优势裂缝,定量井间连通裂缝渗透率达到达西级别;处于勘探评价阶段的克深5和克深11气藏井间干扰信号明显,说明2个气藏连通性较好,证实为同一气藏,同时数值模拟试井显示2个气藏西部连通性优于东部。利用该技术实现了克深气田裂缝性气藏连通性定量化分析,对超深超高压裂缝性致密砂岩气藏的高效勘探开发具有借鉴意义。     

地质工程一体化在苏里格致密气藏开发中的应用

受低孔、低渗、低丰度等基本地质特征的影响,苏里格气田面临单井产量低、压力下降快等开发难题。为提高单井产量和气藏采收率,实现区块优质、高效开发,以地质工程一体化理念为指导,在苏10、苏11、苏53区块开展一系列技术研究和现场试验。工程地质一体化主要体现在以下几个方面:1确定区块开发方式。苏10区块以直井、丛式井开发为主,井间产能接替;苏11、苏53区块分别以丛式井和水平井开发为主,区域产能接替。2优化方案设计。通过地质工程结合,优化水平井方位、水平段位置、储层改造方式等参数,实现储层最大动用。3实现水平井工厂化作业。在苏53区块优选13口井(10口水平井)开展水平井工厂化作业,探索出了一套以"方案设计最优化、工程技术模板化、施工作业流程化、作业规程标准化、资源利用综合化、队伍管理一体化"为核心的工厂化作业模式。4侧钻水平井技术取得重大突破。2015年实施的2口侧钻水平井,平均砂岩钻遇率均超过90%,平均单井控制储量0.96×108m3,初期日产量接近6.0×104m3,实现了地质到工程的整体突破。5地面流程合理化。按着地面服从地下的思路,水平井整体开发达到了简化集输流程、便于管理、节省投资的效果。     

塔里木盆地克拉苏构造带超深复杂气田井全生命周期地质工程一体化实践

克拉苏构造带天然气总资源量丰富,是塔里木盆地天然气增储上产的主力区块。受强烈造山运动的影响,克拉苏构造带地质工程条件极为复杂,呈现出"一深(垂深7000～8000m)、三高(高温130～190℃、高压116～136MPa、高地应力130～180MPa)、两低(孔隙度4%～8%、渗透率0.01～0.1mD)、两厚(巨厚砾石层5500m、巨厚盐膏层4500m)、一陡(地层倾角87°)"的特征,导致安全、效益勘探开发难度巨大。为了实现克拉苏构造带的优快钻井与改造上产,立足于实践地质工程一体化,建设多学科一体化研究团队,创新一体化工作模式,开展了超深复杂气田提速、提产、提质攻关研究。采用关键层段精准预测、个性化钻头设计、油基钻井液体系研发等手段相结合的方法,实现了全井段安全快速钻井;根据甜点预测、裂缝评价与分类,建立了基于天然裂缝可压裂性的改造提产优选策略;结合地层特点、流体性质、工况条件等因素进行系统屏障设计,确保了井筒质量。经过地质工程一体化实践的不断发展完善,超深井钻井周期从"十二五"期间的336天降至2017年的277天,单井平均增产4～5倍、井完整性完好率不断提升,为克拉苏超深复杂气田井安全效益开发提供了有力的技术保障。     

三维地质导向在地质工程一体化实践中的应用

随着非常规油气藏水平井提产、降本、增效需求的提高,地质工程一体化已经成为必不可少的勘探开发策略。非常规水平井钻井面临着来自地质和工程多方面的挑战。为了实现产能突破和效益开发,并且出于降本和提早建产的实际需求,非常规油气藏多采用水平井进行早期开发,地质上的不确定性不仅影响了水平井的钻遇率,同时增加了施工风险,降低了钻井时效。在工厂化、集约化的布井指导思想下,轨迹形态复杂的大位移三维井成为必然,进一步增加了钻井施工难度。实践证明,只有采用高效的地质导向方法,优化水平井轨迹,才能够在保证甜点钻遇率的同时,降低钻井风险,保证有效完井改造,实现效益开发。三维地质导向是建立在地质工程一体化理念上的新一代导向方法,其核心是地质导向模型重构和高精度三维地质建模,发挥"井工厂"的优势,利用水平井作为控制提高模型精度,为钻前轨迹设计优化、实钻地层预判和轨迹预调提供支撑。三维地质导向是不依赖于随钻测井工具的独立的地质导向方法,能够显著降低钻井成本,在中国页岩气和致密油水平井钻井实践中取得了良好的效果。     

地质工程一体化技术在威远页岩气高效开发中的实践与展望

针对威远页岩气地表条件复杂、储层埋藏深度大、构造复杂、非均质性强、压裂改造难度大等特点,坚持"一体化、工厂化、效益化"的开发理念,应用地质工程一体化技术,厘定平面甜点和纵向甜点,优化井位设计;实现精准地质导向,大幅提升甜点钻遇率;提高钻井工程质量,有效缩短钻井周期和降低井下复杂状况的发生率;优化压裂工艺设计,实现压裂改造体积的最大化。基于此,形成了较为完善、复杂海相条件下对页岩气勘探开发有较强借鉴意义的项目管理、研究设计、科研现场、地质钻井和地质压裂5个一体化模式,单井产量不断提升,单井成本持续降低,实现了威远页岩气规模有效开发;不断践行与完善地质工程一体化技术,深化地质认识和加强工程技术配套,实现威远3500m以浅页岩气高效开发以及深层页岩气效益开发。     

混合偏移技术在克深1号构造带成像研究中的应用

克深1号构造依据构造成因划分为盐上、盐下两个构造层，其主体构造部位盐下目的层反射能量弱，反射特征差，资料信噪比低，地震资料偏移成像的难度较大。文章从复杂构造地质模型正演入手，讨论了复杂构造共中心点道集反射波不能同相叠加及建立在零偏移距假设条件下的叠后偏移技术难以获得精确归位的原因，认为这类地区资料的偏移处理应分叠前的部分偏移和叠后的剩余偏移两步进行，这确定了适应这类地区精确成像的叠前叠后混合偏移方法。对叠前叠后混合偏移处理中的速度模型建立、反射波聚焦、反射波归位等关键技术进行了研究，认为叠前的部分偏移处理能部分降低了倾角、速度因素在共中心点叠加时带来的影响，得到了目的层更清晰的叠加成像；叠后用剩余速度场对叠前部分偏移的聚焦叠加结果进行叠后剩余偏移处理，较好解决了复杂构造反射波的准确归位。实际资料的处理结果表明偏移质量有明显提高，对查清克拉苏构造带目的层的构造形态有重要意义。     

吐哈油田复杂油藏勘探地质工程一体化精细管理实践

吐哈油田油藏类型多样,为了解决复杂、低效油藏储量难动用问题,保证当前增储增效目标实现的同时兼顾持续稳健有效发展,近年依托技术进步和转变勘探思路,通过实施地质工程一体化精细管理,完成了复杂油气藏的低成本、效益勘探。持续推进降本增效工程,进一步提高复杂油藏勘探开发效益,通过甲方主导开展钻井提速攻关与示范井推广,优化井身结构、完井措施、录测井设计,大幅缩短施工周期,降低成本。通过持续开展地质工程一体化技术攻关,深化成藏机理研究,准确预测储层甜点,优化勘探部署方案;攻关水平井地质导向配套技术,有效提高水平井储层钻遇率;攻关特殊钻井液体系和浅层水平井钻井工艺,安全快速钻进技术日趋成熟,工程质量持续提高;积极推广应用水平井+体积压裂工艺改造技术,并不断优化储层体积压裂改造方式,最大限度提高储层动用率,使得复杂油藏单井提液增产技术获得较好效果。地质工程一体化精细管理的一系列技术举措的实施,在吐哈油田区域扩展方面取得多个领域的突破与进展,发现了规模整装储量并快速建产。     

吐哈油田低饱和度油藏地质工程一体化效益勘探实践

吐哈油田近年来在吐哈盆地台北凹陷中—下侏罗统水西沟群低饱和度油藏勘探上取得重要突破,红台地区发现了规模整装储量并快速建产,区域扩展取得多个领域的突破与进展,开辟出一个勘探前景良好的增储建产新领域,实现了复杂类型油气藏的效益勘探。这一勘探重要发现得益于勘探思路的转变和技术进步。吐哈油田借鉴致密油勘探思路,积极推广应用水平井+体积压裂工艺改造技术,地质工程一体化攻关台北凹陷低渗低饱和度油藏,深化成藏机理研究,准确预测储层甜点;科学设计水平井轨迹及方位,强化长水平段工程地质导向及轨迹跟踪,有效提高水平井储层钻遇率;根据油藏特性,优化体积压裂规模和工艺参数,全过程开展地质工程一体化攻关,有力助推勘探获得重要突破;强化成熟技术集成配套,持续推进钻井提速;优化井身结构和完井方式,优化管串设计和固井工艺技术;多措并举,强化工程降本增效,进一步提高低饱和度油藏勘探开发效益。当前应对低品位储量要牢固树立效益勘探的理念,找准主要控制因素是地质工程一体化破解勘探瓶颈的关键,坚持地质工程一体化是实现低品位储量效益动用的保障。     

测井地质在勘探目标选取中的应用

伴随着我国科学技术水平的不断提高,我国的地质勘探技术也得到了显著提高,特别是在油气勘探方面更是取得了良好的成效。但是和其他国家相比,我国的地质勘探技术仍然有着较大的上升空间,并且在地质勘探理论方面也有着许多需要完善的部分。文中对于测井地质量在勘探目标选取中的应用进行了探索与分析,并从测井工作分析与开展开始着手,旨在提高我国的地质勘探水平。     

石油地质新方法在勘探开发中的应用

随着经济的不断发展以及科学技术的进步,石油勘探方法也有了一定发展。随着社会的不断进步,人类对于石油资源的需求量日益增多。然而,针对目前石油的开采的现状而言,很多地质均已被开发,还有很多石油存储于地质较为复杂、地形较为崎岖的地质中。因此,要不断加强石油地质新方法在石油勘探中的应用。本文将对石油地质新方法在勘探开发中的应用进行分析。