苏里格气田成藏条件及勘探开发关键技术

截至2017年,鄂尔多斯盆地苏里格地区有利勘探面积为5.5×10⁴km²,天然气总资源量近6.0×10¹²m³,已探明(含基本探明)储量为4.77×10¹²m³,已建成产能为230×10⁸m³/a的天然气生产规模,是中国陆上发现的储量最大的天然气田。多年研究表明:①苏里格气田产层主要为上古生界二叠系石盒子组8段和山西组1段,为典型的致密砂岩气藏;②石炭系本溪组、二叠系太原组和山西组广泛发育的煤系地层为气藏提供了充足的气源;③发育"敞流型"湖盆三角洲沉积模式,平缓底形、多源供砂、强水动力、多期叠加控制着大面积储集砂体的分布;④储层为河流-三角洲相砂岩,物性较差、非均质性强,平均孔隙度为4 % ~12 % ,平均渗透率为0.01~1 mD;⑤气藏具有广覆式生烃、弥漫式充注、近距离运聚、大面积成藏等特征;⑥气藏压力系数为0.62~0.90,属低压气藏,单井产量低;⑦沙漠区全数字地震技术、黄土塬非纵地震技术、测井精细评价技术、致密砂岩储层改造技术、水平井开发技术是苏里格气田勘探开发的关键技术。     

国内外天然气资源现状与发展趋势

世界天然气资源丰富，2006年剩余天然气探明可采储量为175.08×10¹²m³，产量达到2.84×10¹²m³，随着天然气贸易的逐步全球化，天然气将成为21世纪世界的支柱能源。我国常规和非常规天然气资源相对丰富，资源探明程度低，天然气储量、产量处于快速增长阶段，发展潜力大，但由于市场需求量更大，供需矛盾将长期存在。据专家预测，2020年国内天然气探明地质储量将超过10×10¹²m³，天然气产量将达到1500×10⁸m³左右，国内天然气产量难以满足需求。因此，在强化国内天然气资源勘探的同时，加快发展天然气贸易也势在必行。     

高含硫气藏开发技术进展与发展方向

四川盆地已探明高含硫天然气储量超过9 000×10⁸m³,占全国同类天然气储量的比例超过90%。作为中国高含硫天然气开发的主战场,四川盆地已有近47年的高含硫气藏开发历史,积累了丰富的开发成果和技术经验,同时“走出去”支持海外天然气合作开发,代表了中国高含硫气藏开发的最高水平,并引领我国高含硫气藏开发的技术发展方向。分析了高含硫气藏开发的特点与难点,总结了高含硫气藏开发方面形成的28项开发特色技术,指出了技术发展方向。     

苏里格低渗透气田开发技术最新进展

苏里格气田发现于2000年,2010年天然气产量达到10５×１０^８ｍ^３,生产能力达到135×10⁸ m³/a,是我国目前储量和产量最大的整装气田。该气田储层物性差,非均质性强,气井压力下降快、单井采出量小,常规技术难以实现高效开发。面对该气田的开发难题,以生产试验区为载体进行了针对低渗透气田高效开发技术的攻关,形成了12项开发配套技术。最近两年在精细气藏地质描述技术、丛式井和水平井开发技术、储层改造等关键技术上又取得了新的突破,应用效果良好,初步探索出了适合苏里格低渗透气田高效开发的方法,为今后苏里格气田年产230×10⁸ 3/a开发目标和持续发展提供了技术保障。     

中国天然气勘探及其地学理论的主要新进展

截至2005年底,中国已发现气田223个,探明天然气储量49536.6×10⁸m³,年产气499.55×10⁸m³。截止到2005年底,我国天然气探明储量和产量分别是1949年的12867倍和4541倍,近期中国天然气工业得到了迅速发展。中国天然气地学理论新进展主要有二：其一,中国近期发现昌德和兴城一批无机成因烃类气藏,使指导天然气勘探的理论真正进入了“多元论”阶段;其二,在珠江口盆地白云凹陷荔湾构造初步发现了储量逾千亿立方米的大气田。     

“中国石油”天然气勘探开发形势与展望

中国天然气工业正处于大发展的早期阶段。天然气勘探蓬勃发展,天然气开发处于快速发展的初期阶段。新一轮资源评价结果表明,中国天然气资源丰富,勘探潜力大。截止到2005年底,全国探明天然气地质储量4.92×10¹²m³,2005年全国天然气总产量已近500×10⁸m³、2006年全国天然气总产量近600×10⁸m³。中国石油天然气股份有限公司（简称“中国石油”）所属区块拥有的天然气资源量。占全国的60%左右;截止到2005年底,“中国石油”已探明天然气地质储量近3.6×10¹²m³,2006年“中国石油”天然气年产量达440×10⁸m³。在“十一五”期间,“中国石油”的天然气储量仍将大幅度增长,天然气产量还将快速增加。     

中国大中型气田天然气聚集效率及其主控因素

中国60余个大中型气田天然气地质储量、含气面积和成藏时期的统计结果表明,中国大中型气田的聚集效率差别很大。据此将中国大中型气田分为高、中、低效3种类型:高效大中型气田天然气聚集效率大于100×10⁶m³/(Ma·km²);中效大中型气田天然气聚集效率为10×10⁶～100×10⁶m³/(Ma·km²);低效大中型气田天然气聚集效率小于10×10⁶m³/(Ma·km²)。中国大中型气田天然气聚集效率主要受源岩生气强度、天然气输导速度、封盖能力和天然气成藏期相对早晚等因素的共同控制。即源岩生气强度越大,天然气输导速度越大,盖层封盖能力综合评价指标越大和天然气成藏时期越晚,天然气聚集效率越高;反之则越低。     

三个创新助推川渝地区天然气开发业务快速发展

中国石油西南油气田公司重组改制成立10年来,天然气开发呈现跨越式发展,产量增长近一倍,2004年产量过100×10⁸ m³,2006年油气当量突破一千万吨,四川油气田成为国内首个以天然气生产为主的千万吨级大油气田。所取得的发展成果与始终坚持“三个创新”是分不开的。①思想创新,不断拓展开发新领域：创新开发思路,上三叠统须家河组低渗透气藏实现规模效益开发;创新开发建设模式,高含硫气田安全清洁开发有序推进;立体开发与滚动勘探开发相结合,老气田开发新领域见到实效。②科技创新,集成发展了五大技术系列：提高气田采收率配套技术、低渗透气藏规模效益开发配套技术、高含硫气田安全清洁开发配套技术、钻井提速工程配套技术、地面建设工程配套技术。③管理创新,优化资源配置：勘探开发一体化,加快了开发建设步伐;精细管理挖潜,老气田实现持续稳产;统筹规划,加快建设,生产系统保障能力大幅提升;深化作业机制改革,提高气田开发效益;产运销一体化管理保障供气,切实履行了政治、经济、社会“三大责任”。     

柴达木盆地天然气开发技术进展

青海气区是我国陆上的大气区之一，现已累计探明天然气地质储量3046.57×10⁸m³，可采储量1619.31×10⁸m³。该区的主力气田--涩北气田为第四系生物成因气田，具有特殊的地质条件，主要表现在气藏埋藏浅、储层岩性疏松、含气井段长、气层层数多、气水分布复杂、气田开发难度大。通过实施科技创新战略，积极探索和试验新工艺、新技术，气田开发水平得到了提高。为此，系统总结了2001年以来青海气区天然气开发技术的进展：低阻气层识别技术水平不断提高，天然气增储效果显著；疏松砂岩取心技术的突破，完成了大批岩心分析试验项目，推动了储层评价、气水关系等深入研究；开发层系及射孔单元的划分、井网部署、多层合采射孔层位优化、多层合采气井合理配产等方面的研究进展，使气藏工程研究及方案设计水平得到了提高。     

煤成气是中国天然气工业的主角

煤成气是中国天然气工业的主角,充分表现在以下3方面：其一,2007年底中国煤成气探明总地质储量为39 583.80×10⁸m³,占全国天然气探明总储量的66.60%;其二,2007年底中国有储量大于300×10⁸m³的大气田41个（除台湾省外）,其中煤成气大气田总地质储量为35 926.74×10⁸m³,占全国探明天然气总储量的60.45%;其三,2007年底中国有四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、莺琼盆地和柴达木盆地5个大产气区,除四川盆地大产气区煤成气产量占26.29%外,其余4个大产气区煤成气产量均占到90%～100%。     

四川盆地天然气发展进入黄金时代

得益于勘探认识的深化和技术的进步,四川盆地近期陆续发现了9个千亿立方米级大气田,截至目前已累计探明天然气储量3.69×10~(12) m~3,天然气年产量位居全国第二位。中石油组织的最新油气资源评价结果表明,四川盆地天然气资源量位居全国各含油气盆地首位,但探明率仅10%,故勘探潜力巨大。几十年来,该盆地已形成了先进的天然气工业技术体系、最完善的天然气区域管网、最成熟的市场,被中石油确定为中国天然气工业基地,故该盆地天然气大发展的各方面条件均已成熟。为此,中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田)适时推出五大天然气增储上产工程(川中地区多层系滚动勘探开发、川东北高含硫气田安全高效开发、川西北地区深层海相碳酸盐岩气藏勘探与开发示范、川东地区寒武系盐下大型构造气藏探索与发现、蜀南地区页岩气规模效益开发),以助推未来国内最大气区的早日建成。上述工程是实现中石油"西南增长极"的关键,涵盖四川盆地天然气重点、热点、难点领域,平面上几乎覆盖全盆地,纵向上包含多个含气层系。上述工程2020年预计天然气产量介于250×10~8~290×10~8m~3,占西南油气田规划产量300×10~8 m~3的绝大部分;2030年西南油气田有望达产500×10~8~700×10~8 m~3。可以预见,在未来相当长的一段时间内,四川盆地的天然气都将处于发展的黄金时代。     

大庆徐深气田火山岩气藏的开发

2002年，随着徐深1井在火山岩中获得高产工业气流，揭开了大庆深层火山岩气藏勘探开发的序幕。目前，大庆徐深气田已具有2 000×１０８ ｍ３天然气储量规模，其中火山岩储集层储量占86.4%，成为我国东部陆上发现的最大气田。火山岩储集层由于受喷发期次、剥蚀改造等影响，岩性与储集空间复杂，储集层非均质性强，相邻气井产能差别大，对于火山岩气藏开发，国内外几乎没有可以借鉴的经验。近年来组织了科研攻关，针对火山岩气藏的特点开展了综合地质、气藏工程、钻采工艺多学科联合攻关，对火山岩地质和气藏工程取得了一定的成果和认识，形成了一套适用于火山岩气藏开发技术，为火山岩气藏的高效、快速开发奠定了基础，为我国在火山岩气藏开发技术方面积累了有益的经验。     

中国石油上市以来天然气开发的成果及启示

自1999年中国石油天然气股份有限公司（简称中国石油）在海外上市以来,天然气业务迅速发展,目前已成为中国石油最具成长性的主营核心业务。10年来,天然气开发主要取得6项重大成果：①突出前期评价,实现大中型气田科学开发;②产能规模建设,实现天然气产量快速增长;③技术整体配套,基本适应复杂气藏开发需要;④注重技术集成,初步建立4类气藏开发模式;⑤多项措施并举,老气田深化挖潜成效显著;⑥管理日趋完善,开发管理文件体系初步形成。同时获得5点启示：①科学的战略决策、明确的发展目标,是天然气业务快速发展的根本保障;②鉴于天然气开发生产过程中的内在特点,安全环保工作必须常抓不懈;③地质理论突破、勘探技术进步、储量快速增长,是天然气开发形成大场面的物质基础,必须加强;④科技进步是加快气田开发、充分动用低品位资源、提高复杂气田开发效益的必要前提,必须加大攻关力度;⑤必须继续注重主体技术完善配套、开发模式系统成型,以快速推进产能规模化建设。     

长庆气区低渗透气藏开发技术创新与管理创新

鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地,天然气资源十分丰富,但开发对象是典型的“低渗、低压、低丰度”气藏。由于受储层物性差、隐蔽性强和非均质性强,以及复杂的黄土、沙漠地表条件等客观因素的限制,长庆气区的开发难度很大。近年来,中国石油长庆油田公司面对低渗透实际,依靠技术创新和管理创新,先后实现了靖边、榆林和苏里格等气田的成功开发。形成了气藏精细描述、高精度二维地震预测、薄层水平井轨迹控制、水力喷射压裂、井下节流工艺等低渗透气田勘探开发配套技术系列;创新了勘探开发一体化模式,大大缩短了气田从预探发现到规模开发的周期,提高了气田开发投资效益。这些管理创新和技术创新为长庆油田天然气业务持续、健康发展提供了保障,同时也为类似气藏的开发提供了经验借鉴。     

四川盆地中台山地区须家河组致密砂岩气藏富集高产主控因素

四川盆地须家河组具有典型的致密砂岩气特征。2006年以来四川盆地大川中地区须家河组致密砂岩先后发现安岳须二段气藏、合川须二段气藏等多个大型岩性气藏,累计提交三级地质储量万亿立方米,勘探成果显著,但气藏投入开发后普遍产水,且水产量较高,累计产气量超过5 000×10⁴m³的高产井较少。2012年,在川中—川西过渡带中台山地区钻探了风险探井ZT1井,在须家河组须二段获高产工业气流。投产后该井日产气量高、产微量水,目前已累计产天然气超1×10⁸m³。在区域地质研究基础上,通过大量生产井地质条件分析,开展了中台山地区与川中其他地区须二段气藏高产因素差异性分析,明确了优质烃源岩、优质河道砂岩储层、天然裂缝是中台山地区油气富集高产的主控因素,优质烃源岩发育为致密砂岩提供充足气源;优质河道砂岩储层形成高丰度气藏;天然裂缝是油气高产的关键。     

四川盆地致密砂岩天然气成藏特征及规模富集机制

四川盆地川中地区须家河组致密砂岩气藏含水饱和度普遍较高。基于天然气地球化学分析测试数据和核磁共振高压充注模拟实验,研究了天然气运聚特征及气藏高含水机制。结果表明：①须家河组烃源岩—储层大面积交替叠置发育奠定了油气近距离聚集的基础,随烃源岩成熟度增高,天然气湿度系数变小、δ¹³C₁值增高,为近源成藏;②须家河组气藏含气饱和度主体分布在50%~65%之间,储集空间的主要孔隙半径为0.1~10 μm,相对大孔径占比越大,含气饱和度越高;③随充注压力增大,天然气在致密砂岩中由大孔径向小孔径空间“渐进式”聚集,并呈现出快速增加、缓慢增加和基本稳定的“三段式”充注特点,小压力驱动与相对大孔隙储集的耦合是川中地区须家河组天然气可以形成大中型气藏但含水饱和度高的主要原因。研究成果将为致密砂岩领域的拓展勘探提供理论技术支撑。     

四川盆地须家河组大型砂岩储集体发育特征与形成机理

四川盆地须家河组蕴含丰富的天然气资源,是西南油田公司天然气勘探和储量增长的主力层系之一。天然气主要储集在大面积展布的须家河组二段、四段和六段共3段大型砂岩储集体中。利用野外露头勘察和井下资料解释,解剖了须家河组单砂体的内部结构和规模,描述了砂体发育特征,剖析了大型砂岩储集体的形成机理。研究发现须家河组砂体单体规模有限、总体数量众多,单砂体之间存在高频切割式、低频切割式、搭接式和孤立式4种叠置方式,纵向上叠置、横向上搭接、空间上叠合连片,形成了“集群式”大规模展布的砂岩储集体。砂岩储集体的这种分布样式决定了须家河组天然气资源总体呈现中低丰度、大范围展布的特征。     

四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组储层各向异性地应力评价方法

尽管四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组砂岩是非常致密的气藏,但是其中一些储层天然裂缝发育,尤其是须二段的优质储层,垂直裂缝或高角度裂缝发育.这导致了岩层和水平主应力的各向异性.对于这类储层如果采用常规的各向同性地应力评价方法,则会高估岩层的实际水平主应力.根据钻井中的溢流、井涌和测试压裂,以及井壁崩落等数据研究了这类储层...     

川西深层完井方式的优选

川西坳陷上三叠统须家河组深层因其巨大的天然气资源而具有广阔的勘探前景，具有高温、高压的特点，但由于其成藏条件复杂，纵向上地层较为悬殊的压力体系较多，这给完井工艺提出了很高的要求。近年来须家河组完成的多口深井在完井工艺技术方面均存在一定问题，直接影响了川西深层气藏的储层评价和开采。为此，基于国内外高温高压气井完井工艺技术现状，结合须家河组气藏工程地质条件，分析了整个完井方式选择的难点，通过须家河组的气藏类型、储层特征、储层以上纵向地层特征及各种地质、工程措施要求等方面，优化了开发川西深层气藏所需的井身结构和完井方式，其中从生产过程中的井壁稳定性和出砂研究、复杂气水关系的处理以及井身结构的优化等方面进行了重点分析，并以此优选出其合理的完井方式，提出了合理的处理方案，为类似的气井完井提供了一定的参考。