昭通黄金坝YS108区块页岩气产能主控因素分析

昭通黄金坝YS108区块页岩气水平井测试产量平均19.9×104m3/d,针对测试产量高低参差不齐的问题(4.4~37.3×10~4m~3/d),综合分析页岩储层地质、工程参数两方面关键技术指标,重点从储层物性、Ⅰ类储层钻遇率、压裂改造效果等方面开展水平井实施效果评价,优化设计预实施水平井压裂施工参数。在保障提高I类储层钻遇率前提下,提高压裂液量、加砂量、施工压力等参数是提高单井产量的主要技术方向。     

川南地区百亿立方米页岩气产能建设地质工程一体化关键技术

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源丰富,但地质、工程条件复杂,页岩气规模效益开发面临着严峻的挑战。为了解决川南地区页岩气"部署设计难度大、优质储层钻遇率提高难度大、复杂缝网形成难度大、单井产量和单井估算最终采收量(EUR)提高难度大"等问题,通过系统梳理和总结10余年的页岩气勘探开发成果,形成了适用于该区的页岩气地质工程一体化高产井培育方法,并开展了现场试验和推广应用。研究结果表明:①所形成的三维地质建模、三维地质力学建模、复杂缝网模拟和产能数值模拟等4项关键技术,为该区页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施、实时调整提供了重要的决策依据和指导,有效提高了页岩气单井产量和EUR;②实施地质工程一体化高产井培育方法,可以大幅度提高长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气单井产量,其中长宁区块井均测试日产量由10.9×10~4 m~3提高到26.3×10~4 m~3、最高测试日产量达到62×10~4 m~3,威远区块井均测试日产量由11.6×10~4m~3提高到23.9×10~4 m~3、最高测试日产量达到71×10~4 m~3;③推广应用地质工程一体化高产井培育方法,可以实现高产井的"复制",培育了一批EUR超过1.5×10~8 m~3、部分超过2×10~8 m~3的高产井,其中泸州区块4口深层页岩气井,井均EUR达1.98×10~8 m~3。结论认为,所形成的地质工程一体化页岩气高产井培育方法,是破解页岩气规模效益开发难题的有效措施,可以为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。     

中国石油在川页岩气年产量超25×10~8m~3

2016年,长宁—威远国家级页岩气示范区生产页岩气超23×10~8m~3,日产气量达700×104m3。至此,中国石油在川页岩气年产量超25×10~8m~3,为保障冬供开足马力。根据《四川省页岩气产业发展2016年度实施计划》,四川省在2016年要建成页岩气年产能35×10~8m~3,页岩气产量达到25×10~8m~3以上。据西南油气田有关人员介绍,长宁—威远国家级页岩气示范区2016年产气量已超23×10~8m~3,加上昭通区域产量,     

中石油在川页岩气年产量超25×10~8 m~3

正2016年,长宁—威远国家级页岩气示范区生产页岩气超23×10~8 m~3,日产气量达700×10~4 m~3。至此,中石油在川页岩气年产量超25×10~8 m~3,为保障冬供开足马力。根据《四川省页岩气产业发展2016年度实施计划》,四川省在2016年要建成页岩气年产能35×10~8 m~3,页岩气产量达25×10~8 m~3。长宁—威远国家级页岩气示范区2016年产气量已超23×10~8 m~3,加上中国石油浙江油田公司在昭通区域的页岩气产量,中石油在川页岩     

威远区块页岩气水平井基于灰色关联分析的产能评价方法

四川威远页岩气区块隶属国家级页岩气示范区,开发潜力大,页岩气水平井产能受多因素控制呈现出差异性,为快速准确开展压后产能评价,实现威远区块页岩气的高效开发,本文依托威远页岩气区块地质、压裂及生产资料,运用灰色关联分析方法明确水平井产能的主控因素,依此建立多元线性回归产能预测模型进行产能评价。研究结果表明,影响压裂水平井页岩气产能因素主要包括地质因素和工程因素两个方面,地质因素按影响程度大小排序依次为目标甜点钻遇率、含气量、脆性指数等,工程因素则依次为改造长度、加砂强度、加砂量等;产能评价方法综合威远区块地质开发特征和压裂改造效果,无需产能试井资料,仅需目标甜点钻遇率,改造长度和加砂强度三个主控因素作为产能预测模型参数即可快速计算测试产量,计算结果与实际测试产量误差在10%以内,该方法能够快速准确评价产能,为研究区后续水平井优化设计和合理配产提供可靠依据。     

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11.5×10⁴m³提高到15.5×10⁴m³;长宁页岩气区块单井测试日产量从原来平均每口井14.0×10⁴m³提高到18.5×10     

四川盆地页岩气水平井高产的地质主控因素

四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区目前已转入大规模开发阶段,在考虑同等工程技术因素的前提下,寻找影响该区页岩气水平井高产的主控地质因素便成了研究的重点。为此,从分析该示范区目的层下志留统龙马溪组的沉积背景入手,结合区内三维地震资料、取心井地质及测井资料,开展水平井小层划分与对比,筛选影响页岩气井产能的储层关键参数,进行储层分类综合评价。结果表明,Ⅰ类储层钻遇率的高低直接影响着气井高产与否,具体到长宁—威远示范区的海相页岩气藏而言,靶体位置及龙一_1~1小层钻遇长度是决定气井是否高产的主控地质因素。基于上述研究成果,提出了该区页岩气高产水平井的地质模式,有效地指导了钻井作业,提高了页岩气水平井的产量,推动了页岩气规模效益开发。     

威远页岩储层特征对测试产量的影响

为了更好地实现威远页岩气田地质工程一体化开发,在区块地质特征和储层特征等研究基础上,探索储层特征对压裂施工和测试产量的影响,建立了测试产量的静态评价模型。研究结果表明,威远202井区页岩脆性指数越高,停泵压力越低;水平应力差异系数越低,停泵压力越低。威远202H2平台压裂施工研究发现,离裂缝带越近,停泵压力越低。研究表明威远区块页岩气水平井临界钻遇率与临界改造长度分别为80%和1250m,最终建立了威远202井区测试产量与储层改造长度回归模型,计算的测试产量与实际测试产量误差小,预测的测试产量主要可用于评价早期气井产能,为随钻地质导向、压裂施工提供理论和实践依据。     

长宁-威远区块页岩气井地面测试流程优化影响因素分析

长宁-威远区块作为国家页岩气开发示范区,其勘探开发工作快速推进,预计到2020年天然气产量将达到100×10~8m~3/d。为了适应示范区高效、低成本的建设需要,各项钻完井技术不断优化完善。示范区页岩气地面测试技术作为钻完井技术组成之一,除了具备常规井地面测试作业功能外,还需满足试采、井口高压除砂、压裂砂堵应急处理和钻磨桥塞地面压力控制流程等多项作业。地面测试流程优化十分必要,但影响地面测试流程优化的因素也较多。文章作者从长宁-威远区页岩气气藏特征、地理环境、工厂化拉链式作业模式、作业功能需求等方面分析对地面测试试流程优化的影响,并提出了下一步地面测试流程优化的建议。     

泸州区块深层页岩气富集高产主控因素

要实现深层页岩气的规模效益开发,明确其富集高产主控因素至关重要。为此,以四川盆地川南地区泸州区块上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于地震、钻井、测井及岩心分析化验资料,深入研究该页岩气区块的构造特征、沉积特征、储层特征及可压性,并结合气井生产动态分析页岩气井高产的主控因素。研究结果表明:①泸州区块龙一1亚段在纵向上存在着两套Ⅰ类储层,一套为储层厚度介于10～20 m的龙一_1~(1-3)小层,另一套为储层厚度介于3～10 m的龙一_1~4小层,且两套储层的含气饱和度、总含气量和脆性矿物含量都高;②Ⅰ类储层厚度越大、其水平井段钻遇的长度越长,气井初期产量就越高,在Ⅰ类储层钻遇长度相同的情况下,泸州区块气井的测试产量较长宁、威远区块高出10%～25%;③深水陆棚沉积中心控制了泸州区块优质页岩的展布,在低陡构造及异常高压背景下,高角度天然裂缝发育有利于游离气的聚集,且该区块脆性矿物含量高,人工压裂后易形成复杂缝网,从而使该区块页岩气井易获得高产。结论认为,位于深水陆棚沉积中心、在异常高压背景下发育高角度天然裂缝的低陡构造有利于页岩气的富集高产。     

涪陵焦石坝地区页岩气水平井压裂改造实践与认识

水平井缝网压裂技术的应用大幅提高了涪陵焦石坝地区试验井组产量,促进了我国页岩气商业开发。在分析区块页岩储层构造及地质特征基础上,通过岩石力学参数测试和岩石矿物组分分析,评价了储层岩石脆性及其可压性。根据焦石坝地区五峰组-龙马溪组含气泥页岩段页岩有机质类型好、含气量高、脆性指数高的特点,以“复杂缝网+支撑主缝”为改造主体思路,增大页岩储层的改造体积为目标,优选了压裂材料,优化了压裂设计及配套工艺,确定了试验井组压裂改造工艺技术方法,形成了适用于涪陵焦石坝地区的页岩气水平井分段压裂改造技术。经过26口井的现场实施,效果显著,压裂井均获得了较高产能,平均单井无阻流量10.1×10⁴~155.8×10⁴ m³/d,证实了以“复杂缝网+支撑主缝”为改造主体的页岩气水平井分段压裂技术的有效性,为我国页岩气压裂改造积累了经验。     

钻井工作量分析法预测中国南方海相页岩气产量

中国南方海相页岩气资源丰富,但已有的常规方法不能满足对未来页岩气产量发展的预测。为此,以该区下志留统龙马溪海相页岩为例,基于其开发潜力,分析了现有页岩气资源的开发特征,认为四川盆地及邻区龙马溪组页岩气富集区资源量达17.4×10~(12) m~3,可采资源量为2.9×10~(12) m~3,其中埋深3 500 m以浅的页岩气资源是近期开发的主体,具备建成约300×10~8 m~3的产量规模。在此基础上,研究了国内外页岩气井的开发特征,建立了页岩气产量预测钻井工作量分析法:(1)单井初产值可表征页岩气井产能,测试产量可近似为初产,由于页岩气井递减率相似,由单井初产值可大致推测单井EUR(最终可采储量)值,再根据钻井工作量分析即可预测页岩气田产量规模;(2)目前南方海相页岩气测试产量期望值为17.6×10~4 m~3/d,单井EUR预测值约为1.5×10~8m~3。结论认为:中国南方海相页岩气井单井初期产量高、递减快、生产周期较长,钻井工作量与气田产量密切相关,因此钻井工作量分析法对页岩气产量估算具有较好的适用性。利用该方法估算2020年四川盆地及邻区页岩气产量约为200×10~8 m~3。     

涪陵大型海相页岩气田成藏条件及高效勘探开发关键技术

中国页岩气资源量丰富，但前期借鉴美国理论技术在中国寻找页岩气，并未取得大型商业发现。为此，中国石油化工股份有限公司立足自主创新，围绕中国海相页岩气地质特点，开展了理论研究和技术攻关。通过揭示页岩气"早期滞留，晚期改造"的动态保存机理，形成了"深水陆棚相优质页岩发育是页岩气'成烃控储'的基础，良好的保存条件是页岩气'成藏控产'的关键"的新认识；形成了以页岩气地球物理、开发设计与优化、水平井钻完井及压裂为主的页岩气勘探开发核心技术及关键装备，发现并成功开发了中国首个也是目前最大的页岩气田--涪陵页岩气田，使中国成为北美之外第一个实现规模化开发页岩气的国家。截至2017年8月，涪陵气田探明页岩气地质储量6 008.14×10⁸m³，已建成76.8×10⁸m³产能，累积产气量为133.9×10⁸m³，并实现了清洁生产。气田高水平、高速度、高质量建设，是中国页岩气勘探开发理论创新、技术创新的典范，为中国页岩气勘探开发提供了可复制、可推广的经验，对优化能源结构、改善环境质量具有重要意义，走出了中国页岩气自主创新发展之路。     

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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.     

深层页岩裂缝形态影响因素

我国深层页岩气资源量丰富,但深井压裂施工压力高、加砂难度大、压后效果不理想,如何利用水力压裂措施形成有效的裂缝系统仍是亟待解决的难题。鉴于此,基于室内实验及微地震监测数据,应用Meyer软件离散裂缝网络模型模拟川东南某深层页岩气区块裂缝扩展规律（模拟精度可达85%以上）。通过正交设计及方差分析明确了压裂液黏度是影响深层页岩压裂裂缝形态中缝宽和SRV的主控因素,并将裂缝扩展分为前1/5~1/4时间段内的快速生成期和之后的缓慢增长期2个阶段。提出了目标区块深层页岩气井"大排量适度规模现场精细调控、变黏度混合压裂液充分造缝、小粒径低砂比连续加砂有效支撑"的技术思路,确定了单井液量、砂量、排量等最优参数范围。指导了一口3 900 m深水平井的压裂施工,综合砂液比为3.51%,单段最高砂量为80.6 m₃,压后获得了11.4万m₃的测试产量。该研究为类似深层页岩气井压裂设计提供了依据。     

中国页岩气开发进展、潜力及前景

中国作为北美之外最大的页岩气生产国,随着页岩气勘探开发的持续快速推进,在埋深3 500 m以浅的海相页岩区已经建成200×10⁸ m³的页岩气年产规模。未来全国埋深3 500 m以浅页岩气能否继续稳产上产、埋深超过3 500 m的深层页岩气的开发潜力如何,既是评价和判断未来中国页岩气资源开发潜力和发展前景等的前提,也是决定能否在川渝地区建成"天然气大庆"的关键。为此,通过总结中国页岩气理论认识和工程技术发展成果,分析页岩气资源的开发潜力,预判了未来的发展前景。研究结果表明:①在页岩气理论体系方面,明确了海相深水陆棚笔石黑色页岩形成条件及页岩气富集机理,建立了"甜点区"和"甜点段"地质理论,初步构建基于"人造气藏"的页岩气开发理论,建立了四川盆地南部地区深层优质页岩厚度大、保存条件好、发育微裂缝与超压的页岩气富集高产模式;②在页岩气工程技术方面,水平井多段压裂等关键工程技术实现了跨代发展,支撑了中国仅用6年时间就实现了页岩气年产100×10⁸ m³、其后又用2年时间实现了年产200×10^8<...     

上翘井中可溶桥塞泵送流量和驱动力仿真分析

泵送可溶桥塞工艺是目前页岩气、页岩油大规模体积压裂改造的关键技术。基于涪陵地区页岩气示范区块的井况参数,应用Fluent软件分析可溶桥塞在1～5 m³/min流量下的驱动力。流量越大,产生的驱动力越大。分析了上翘井中流量为0.25～1.25 m³/min时可溶桥塞中卡瓦的受力,并考虑泵送管柱的自重力、井斜角度以及电缆张力的因素,分析桥塞泵送坐封过程的安全性。现场应用中,上翘井的最大井斜108.6°,在0.5 m³/min的流量下,可溶桥塞成功坐封并丢手,验证了模拟分析的准确性。该研究结果为可溶桥塞的设计,以及在水平井、上翘井中的泵送提供理论依据。     

页岩气水平井生产规律

随着我国页岩气开发工作的逐步深入和开发规模的不断加大,适时开展气井生产数据分析、评价已投产井生产规律是评价阶段开发效果和制订下一步开发部署的依据和保障。为此,通过分析北美地区6个页岩气开发区块和我国国家级页岩气示范区长宁—威远区块、昭通区块的页岩气水平井生产数据,采用双曲—指数混合递减模型建立不同区块的归一化产量递减曲线,探讨了页岩气井初始产量的变化趋势和产量递减规律,并建立了页岩气水平井估算最终开采量(EUR)的快速评价方法。研究结果表明:①在开发初期页岩气水平井平均初始产量均呈现逐年上升的趋势,而初始产量分布则存在着差异,而后,气井平均初始产量变化呈平台式,后期则呈逐年下降的趋势;②双曲—指数递减模型应用于中国和北美地区页岩气水平井的产量递减分析具有较好的适应性,同一区块不同批次的气井产量递减规律相似;③长宁区块前3年产量递减比例依次为55%、38%和33%,与北美地区Fayetteville区块接近,威远区块生产初期产量递减比例依次为63%、 46%和37%,明显高于北美地区5个区块;④气井EUR与第1年累计产气量(Q_1)正相关,一般为Q_1的2～5倍,Woodford区块气井EUR/Q_1最高,长宁区块与Barnett、Eagle Ford、Fayetteville和Haynesville区块相当,而威远区块则相对较低。