克拉美丽石炭系火山岩气田的高效勘探开发

准噶尔盆地火山岩油气勘探始于20世纪50年代,近年来通过准噶尔盆地石炭系油气成藏条件综合研究,优选陆东—五彩湾地区作为勘探主战场,展开针对石炭系火山岩的系统研究和技术攻关,不断深化成藏认识,确立了以火山岩岩体控藏的勘探思路,研发了与之相应的配套技术,在滴南凸起上以火山岩岩体为主要目标展开钻探获得突破,探明了千亿方的石炭系自生自储的克拉美丽气田,形成准噶尔盆地第一个大型整装火山岩气田,并已实现规模高效开发。石炭系火山岩已经成为准噶尔盆地油气勘探的重要领域。     

准噶尔盆地克拉美丽火山岩气田开发技术

克拉美丽气田是新疆油田发现的第1个火山岩气田,也是准噶尔盆地第1个特大型火山岩气田,由于对火山岩气田的开发经验欠缺,目前准噶尔盆地没有现成的研究成果和开发经验可以借鉴,气田若进行全面开发,存在气藏控制因素和构造内幕不清、储层预测和裂缝识别难度大、有效储层的识别和分布不清、开发技术政策界限和开发主体技术不确定等难点.针对这些难点,采用全三维解释、测井响应特征分析、地震反演、气藏综合分析方法与数值模拟、欠平衡、水平井钻井和压裂改造等技术,对火山岩气藏的地质特征进行了精细刻画,建立了岩性识别图版;研究了开发技术政策界限,确定直井单井产量为3.5×104 ～7×104 m3/d,采气速度为1.5％～2.5％,建成了年产气量为5×108 m3的产能规模.     

克拉美丽气田火山岩气藏储层改造技术

克拉美丽气田火山岩气藏具有裂缝和孔隙双重介质特征,岩石坚硬、储层物性差、天然裂缝发育、自然产能低等特点,必须经过压裂改造才能获得较高产量,然而火山岩储层的复杂性给压裂改造造成很多困难,存在裂缝破裂和延伸机理认识不清、压裂液滤失大、人工裂缝扭曲或多裂缝、裂缝开度狭小、易砂堵、高储层温度、高启裂梯度、高施工泵压等问题。为此,通过理论研究和现场应用分析,总结出了一套抗高温、抗高压、抗砂堵、降滤失、快返排等储层改造技术,经试气和投产分析表明,压后增产效果明显,大大提高了火山岩压裂施工的成功率。     

克拉美丽火山岩气田水侵机理及治理对策

准噶尔盆地克拉美丽气田为新疆油田近年来发现的储量为千亿立方米大型整装火山岩气田,自投入开发以来,就出现气井产水量上升快、产能下降快、储量动用程度低等问题,特别是产水井逐步增多,已严重制约了气田的生产,水的治理已成为保持气田稳产最迫切需要解决的问题。为此,开展了气水分布规律、产水类型、产水特征、水侵机理等研究,初步认为,克拉美丽火山岩气田水侵模式主要有水锥型、纵窜型和纵窜横侵型3种类型。根据不同的水侵模式,开展了治水对策研究,并对出水最严重的滴西18井区气藏进行了治水试验,取得了良好的效果。     

新疆克拉美丽气田火成岩压裂改造技术的应用

克拉美丽气田石炭系火成岩储层岩性复杂,物性变化大,压裂改造困难。在分析储层岩性特征的基础上,结合压裂机理,通过压裂液滤失特征和等效多裂缝分析、压裂液配方优选以及对前期施工井施工情况和压后效果分析,形成了适合于克拉美丽气田火成岩储层的压裂工艺,现场应用效果明显,初步形成了克拉美丽气田的压裂增产改造技术。     

克拉美丽气田火山岩气藏开发主体技术

位于准噶尔盆地陆梁隆起东南部滴南凸起西端的克拉美丽气田,是以石炭系为目的层的火山岩气藏。火山岩气藏的气井存在产量低、递减快的难题。为此,中国石油新疆油田公司采用"整体部署、分步实施、井间接替"的原则,形成了下列配套开发技术,为提高该气田开发效果奠定了基础。火山岩岩性岩相识别和井震结合的有利储层预测技术主要搞清了火山岩的岩性岩相特征,进而预测有效储层的展布。不同储层地质条件下的钻、完井方式优选技术成果主要包括:①在储层厚度较大、距边底水较远、裂缝相对发育的区域优选直井压裂投产;②在储层物性好、厚度大、距边底水较远的区域优选欠平衡直井投产;③在厚层、距边底水较远、夹层发育的区域,优选水平井压裂投产;④在距底水近、物性相对好的区域,选用欠平衡水平井裸眼完井投产。钻井工艺优化技术包括:①以优选钻头为重点的综合提速技术;②优化防漏堵漏技术;③欠平衡水平井钻井技术。增产改造及采气配套工艺技术和成果包括:①深层火山岩储层压裂技术;②井下作业储层保护技术;②直井和水平井现场压裂施工获得成功。     

克拉美丽气田火山岩气藏配产方法优选

准噶尔盆地克拉美丽气田火山岩气藏产能受单井控制储量、岩性岩相、储集空间类型等多种因素的影响,产能变化大,评价比较困难,无阻流量配产法表现出明显的局限性。为此,利用动、静态模型将该区储层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类３种类型,找到了各类储层的产能特征,以利于指导布井和后期新井的配产;综合利用无阻流量法、采气指数法、类比法、图版法等方法对新井进行产能标定研究;综合利用物质平衡法、试采压降法、单井动态模型法等方法对老井进行产能标定研究。进而得到了每类井的合理配产范围：Ⅰ类储层,直井合理产量为（8.00～10.00）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（22.00～24.00）×10⁴ m³/d;Ⅱ类储层,直井合理产量为（5.00～6.00）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（14.00～16.00）×10⁴ m³/d;Ⅲ类储层,直井合理产量为（2.20～3.50）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（9.00～11.00）×10⁴ m³/d。研究结果还表明适合克拉美丽火山岩气藏的配产方法是：新井应该利用系统试井特别是修正等时试井或类比的方法进行配产;老井最好利用单井动态模型法进行配产。     

克拉美丽气田采气工艺技术

克拉美丽气田是中国石油新疆油田公司发现的第一个地质储量上千亿立方米、以火山岩为储层的气田,因其储层的非均质性强,开发难度极大。根据克拉美丽火山岩气藏的特征,开展了气井的井口装置、管柱优化、完井工艺和排液采气工艺的研究和现场应用分析,形成了一体化管柱射孔、压裂投产、储层保护等适应克拉美丽气田特点的开采工艺技术。通过对各生产阶段、不同压力及出水量的气井采气工艺的研究和合理选择,满足了不同阶段气井生产的需要,保证了克拉美丽气田的高产稳产,达到了进一步提高气藏最终采收率的目的。     

准噶尔盆地天然气勘探实践与克拉美丽气田的发现

2006年初,中国石油新疆油田公司确定了准噶尔盆地天然气勘探的4大领域,根据"突破东西两翼、坚持南缘、探索深层大构造"的部署原则,将陆东—五彩湾地区作为主攻领域,由此发现了天然气探明储量超过1000×108m3的克拉美丽气田。总结陆东—五彩湾地区石炭系火山岩气藏的勘探实践工作,具有重大意义。为此详细阐述了该区火山岩气藏勘探的7个步骤,即:①综合分析选择突破口———滴南凸起;②开展火山岩岩性岩相研究,建立火山岩序列结构;③解剖已知气藏,确定控藏因素与气藏类型;④开展地震采集处理攻关,改善石炭系内幕成像质量;⑤井震结合识别火山岩体,综合评价优选钻探井位;⑥加强组织管理,探索适宜钻试工艺,加快勘探节奏;⑦勘探开发一体化,加快产能建设步伐。归纳了在滴南凸起石炭系火山岩油气勘探实践过程中逐步形成的6项配套技术。结论指出:市场需求是驱动中国石油新疆油田公司天然气勘探快速发展的重要动力,勘探领域及其突破口的正确选择是发现该气田的关键;合理的勘探程序和适宜的配套技术是该气田能够快速探明并投产的保证。     

克拉美丽气田火山岩气藏无阻流量法配产研究

克拉美丽气田火山岩气藏单井按无阻流量的1/4进行配产,其结果与实际生产情况相差较大,合理配产系数大小不一,规律性差。为确定合理的配产系数,指导新井配产,需对单井分类后分别进行优选。为此,在分析产能主要影响因素的基础上,利用试气、生产资料将单井分为3类;在利用单井动态模型法、产量不稳定分析法、物质平衡与产能方程联合法并考虑最小携液产量的基础上确定了单井的合理产能,进而分别对3类井的配产系数与试气无阻流量的关系进行研究,发现它们具有良好的对数关系。利用该方法指导克拉美丽气田的配产,取得了良好的效果。     

中途测试技术在克拉美丽石炭系气藏的应用

针对准噶尔盆地克拉美丽气田石炭系火山岩储层非均质性强、孔隙度与渗透率相关性差的特点,结合气田地质特征,以取得油气新发现为目标,通过优化井身结构,根据不同的井眼条件,选择合理的测试方式和管柱结构,采用钻井液、清水和氮气复合作为测试液垫,实施近平衡初始测试压差控制,有效地降低了中途测试风险,使中途测试技术在克拉美丽气田石炭系气藏勘探中得到了广泛成功的应用。该技术的应用不仅使得在钻探初期基本搞清了储层的流体性质和原始自然产能,而且还为后续完井的压裂改造提供了基础资料,特别是在滴西17、滴西18井,经压裂改造后日产气量超过25×１０^４ｍ^３,并由此发现了以滴西14、滴西17、滴西18等气藏为主力产气区块的千亿立方米级的克拉美丽气田,取得较好的应用效果。     

滴南凸起石炭系火山岩储层地震识别与描述

在克拉美丽气田的发现过程中,火山岩储层的地震识别与描述是勘探过程中使用的主体技术之一,对于在空间上寻找和优选火山岩储层发挥了重要作用。为此,以滴南凸起石炭系勘探为例,介绍了应用该项技术的成功经验与做法：①地震资料常规处理上,采用合理的静校正方法消除复杂地表影响,通过多域去噪提高地震资料信噪比,采用多次波压制、叠前时间、深度偏移的方法,改善火山岩地震成像品质;②在叠前偏移资料上建立了重要的火山岩地震相识别模式;③根据测井资料开展了火山岩敏感岩石物理参数分析,运用叠前弹性参数反演来预测火山岩储层分布。通过实施上述措施,形成了适用于该区石炭系火山岩储层的地震识别与描述技术。     

准噶尔盆地克拉美丽气田油气源特征及成藏分析

通过对新疆准噶尔盆地克拉美丽气田烃源岩特征、油气来源以及天然气成藏过程的分析,并利用烃源岩分析技术、油气源对比技术和成藏综合分析技术等方法解释了克拉美丽气田的主力气源岩,初步明确了气田的成藏过程和形成主控因素。研究认为克拉美丽气田主力气源岩为石炭系烃源岩,油气成藏以近源为主,具有“早期聚集、晚期保存”的成藏过程,油气成藏经历了海西晚期、印支晚期和燕山中期的多期油气充注,不同地区油气成藏具有时序性。石炭系烃源岩展布、火山岩体展布和二叠系乌尔禾组区域盖层是克拉美丽大气田成藏的主控因素。     

克拉美丽气田石炭系火成岩有利储集层预测

克拉美丽气田石炭系火成岩储集层空间分布复杂,以往的地震资料由于信噪比偏低,分辨率不高,石炭系内幕成像不清楚,根据地震解释结果部署井位有一定风险。应用连片三维地震数据体经过叠前时间偏移处理,提高了信噪比和同相轴连续性,石炭系顶界波组反射清楚,内幕及岩相特征明显。通过地震精细标定,应用地震属性分析并结合钻井、测井等资料,基本确立了滴西14、滴西18井区石炭系火成岩的发育模式和展布形态。同时,使用SMT软件对石炭系储集层进行描述,清楚地刻画了有利的火成岩岩体分布特征,为下步开发方案的制定提供了可靠依据。     

准噶尔盆地红车断裂带石炭系火山岩储层裂缝特征

以岩心观察、钻井和成像测井等资料为基础,研究了准噶尔盆地红车断裂带石炭系火山岩储层裂缝特征。结果表明：石炭系火山岩储层裂缝非常发育,主要为构造运动作用形成的构造缝,大部分裂缝都被各种固体矿物不同程度地充填,影响了裂缝对油气储集和运移的有效性;裂缝方位主要为北北东向和北北西向,与主构造方向相同。根据上述基本特征和成因,对研究区裂缝进行了综合分类,探讨了裂缝与构造运动的关系,认为发育的4 期裂缝与构造运动期次相吻合,在纵向上裂缝主要分布于石炭系顶部向下250 m 的深度范围内,而在平面上主要集中在红车断裂带及次生断层附近。