非常规油气藏体积改造技术核心理论与优化设计关键

北美页岩气藏在储层渗透率低至纳达西的情况下仍能实现有效开发,其核心是增大储层改造体积,用技术体系来表征即为“体积改造技术”。“体积改造技术”强调“打碎”储层,使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大,在三维方向实现对储层的“立体”改造。针对页岩和致密油气储层的不同特点,界定了“狭义”和“广义”体积改造技术的异同：“狭义”体积改造技术源于对象、技术和验证3个要素（页岩、“水平井钻井+水平井分段压裂”、微地震裂缝诊断）;“广义”体积改造技术是针对致密油气储层提出的水平井多段和直井多层压裂技术方法。两种技术针对的储层对象有所不同,但最终目标是一致的。体积改造技术的核心理论为：1“打碎”储层,形成复杂缝网,“人造”渗透率;2基质中的流体沿裂缝“最短距离”渗流;3大幅度降低基质中油气流动所需驱动压差。进一步提出了满足体积改造技术理论的核心条件为：储层具有明显脆性,天然裂缝与层理发育,最大最小应力差较小。其中脆性指数是岩石发生破裂前的瞬态变化快慢（难易）程度的表征,而体积改造技术优化设计的关键是“逆向设计”方法,以及分簇射孔模式、最优孔数及裂缝间距优化。现场实际研究表明：分簇射孔确保各簇有效开启的最优孔数为40~50个,并可获得最优孔数与排量的关系,以及最优缝间距越小越易实现裂缝转向;同时还给出了孔眼优化、实现应力干扰的最佳裂缝间距、细分切割基质的理论模型与计算结果。体积改造技术对提高非常规油气藏的改造效果有着重要的指导作用。     

中国火成岩油气勘探开发现状及展望

火成岩储集层作为油气勘探开发的新领域,已引起石油界和学者的关注和兴趣,但火成岩为孔隙和裂缝双重介质储层,勘探开发理论和技术仍亟待完善和丰富。在对相关文献调研的基础上,综述了我国火成岩油气藏分布情况、勘探历程及勘探开发现状。对成熟的火成岩油气藏地震勘探、岩性识别、岩相分析、储层岩性测井识别、裂缝预测等勘探技术,火成岩油气藏空气钻井、欠平衡钻井、控压钻井、复合钻井和自动垂直钻井等技术,火成岩油气藏完井技术,火成岩气藏、裂缝性稠油油藏、储层改造等技术进行了介绍。从火成岩油气藏形成机制、勘探的难点、开发的瓶颈等方面分析了我国火成岩油气藏勘探开发面临的挑战。从国家能源需求、常规油气勘探开发先进技术的保障、前沿交叉学科、国外先进的经验等方面展望了我国火成岩油气勘探开发前景。     

吐哈气体钻井技术的研究与应用

吐哈盆地储层属典型的低压、低渗、低产“三低”储层,许多井在钻井过程中油气显示活跃但完井后却未获得理想的工业油气流,如何有效保护储层、提高单井产量的问题日渐突出。利用气体钻井技术保护储层的优点是 吐哈“三低”储层发现油气层、提高单井产量一条行之有效的途径,氮气钻井由于其灵活的供气系统在吐哈盆地天然气源缺乏的区域具有绝对优势。文中阐述了经过多年研究与现场实践而形成的一套针对储层从钻井到开 采的全过程氮气欠平衡钻井技术,使吐哈“三低”储层在钻井过程中及时发现油气层、大幅度提高单井产量、大幅度提高机械钻速得到实现,为吐哈加快勘探开发步伐创造了一项新的技术。     

致密油水平井体积压裂工厂化作业模式研究

摘要：随着全球油气公司逐步加大对致密油气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施勘探开发力度,水平井压裂技术目前己成为提高非常规油气田开发综合效益的主体技术。而致密油气的高效开发离不开水平井压裂增产技术。目前,水平井压裂增产技术也逐步向多级分段压裂、大规模分段多簇的“体积压裂”的趋势发展,工厂化作业已经成为致密油气高效率低成本开发的模式。通过研究致密油水平井体积压裂改造技术的发展趋势,分析国内外体积压裂工艺的完井方式、储层改造方式和工厂化的作业模式,围绕致密油开发技术、生产作业模式和组织管理模式等多个方面形成可复制的标准开发模式和规范,为国内各油田水平井体积压裂“工厂化”技术模式的设计和选择提供依据和参考。     

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鄂尔多斯北部塔巴庙地区的气藏是典型的低压低渗裂缝性砂岩气藏。该区储层具有孔隙度低、渗透率低或致密、储层压力低、毛细管压力高、有效应力高以及储层不均质性强、裂缝和微裂缝发育等特征，简称“三低两高一强”。储层损害机理以储层液锁损害、应力敏感损害以及水敏、盐敏损害等为主。文章在分析储层特征及其损害机理的基础上，研究出了适合塔巴庙地区储层特征的屏蔽暂堵钻井完井液技术。该技术在鄂尔多斯北部塔巴庙、杭锦旗等地区10多口探井、评价井及开发井中进行了现场试验，在储层保护和提高天然气单井产量等方面取得了显著效果。     

致密/页岩油气储层损害机理与保护技术研究进展及发展建议

致密/页岩油气藏赋存地质条件独特,通常采用水平井加分段压裂技术进行开发,但油气井初期产量差异大且递减快,而钻井完井及增产改造中的储层损害是重要原因。如何降低致密/页岩油气藏勘探开发各环节的储层损害,提高单井产量与稳产周期,实现经济高效开发,是目前亟待解决的重大科学问题。为此,在分析致密/页岩油气储层损害特点的基础上,总结了钻井完井、增产改造与开发生产过程中致密/页岩油气储层损害的主要机理,介绍了物理颗粒暂堵、化学成膜暂堵、欠平衡钻井完井和界面修饰等储层保护技术的基本原理及研究进展,以典型案例阐述了储层保护技术对及时发现、准确评价和高效开发致密/页岩油气资源的重要作用,并指出储层损害预测与诊断系统、储层多尺度损害评价方法、智能型储层保护材料、液相圈闭损害防治措施和储层保护–漏失控制–增渗改造一体化技术是致密/页岩油气储层保护的重要发展方向。     

致密/页岩油气储层损害机理与保护技术研究进展及发展建议

致密/页岩油气藏赋存地质条件独特,通常采用水平井加分段压裂技术进行开发,但油气井初期产量差异大且递减快,而钻井完井及增产改造中的储层损害是重要原因。如何降低致密/页岩油气藏勘探开发各环节的储层损害,提高单井产量与稳产周期,实现经济高效开发,是目前亟待解决的重大科学问题。为此,在分析致密/页岩油气储层损害特点的基础上,总结了钻井完井、增产改造与开发生产过程中致密/页岩油气储层损害的主要机理,介绍了物理颗粒暂堵、化学成膜暂堵、欠平衡钻井完井和界面修饰等储层保护技术的基本原理及研究进展,以典型案例阐述了储层保护技术对及时发现、准确评价和高效开发致密/页岩油气资源的重要作用,并指出储层损害预测与诊断系统、储层多尺度损害评价方法、智能型储层保护材料、液相圈闭损害防治措施和储层保护–漏失控制–增渗改造一体化技术是致密/页岩油气储层保护的重要发展方向。      

“一点测试法”使用原则及其在气藏产能评价中的偏差

“一点测试法”在我国探井和开发井中都有着广泛的应用，其理论基础大多是基于二项式产能方程推导得来，其方程中的变量无法利用一点测试资料获得，往往是通过统计回归方法或是直接由经验方法获得α的值，特别是对于新探井，不论储层物性变化，直接采用其它气田统计回归值或经验值必将存在较大误差。文章从储层油气渗流理论出发，论述了各种产能试井的评价方法和原理，重点分析了“一点测试法”在目前气田勘探阶段产能评价中存在的问题及影响因素，最后提出了缩短测试时间的探井测试设计思想，这为储层产能测试设计、探井评价以及气井勘探开发方案编制和勘探开发部署提供了指导。     

探井增产酸化工艺技术及效果分析

探井在钻井、完井过程中，其储层不可避免地受到钻井液、完井液的伤害，因而必须进行改造以解除伤害、还储层原始面目，同时加深对储层的认识，获取储层的相关资料，为下一步勘探、开发打下良好的基础。探井增产酸化针对新区、新层的资料有限，而钻井试油时间要求快，改造的效果也就有好、有差。在对近两年探井增产酸化工艺涉及到的情况进行总结的基础上，分析了影响探井增产酸化效果的因素，针对性地提出了探井增产酸化工作建议，有助于提高探井增产酸化作业效果。     

墨西哥Sureste盆地油气成藏模式

Sureste盆地处于墨西哥湾南部,目前相关的研究资料较少,为探讨该研究区的油气成藏模式,基于一手的钻井、油田资料,对典型油气藏进行解剖,并结合区域构造沉积演化,建立了油气成藏模式。研究表明：盆地内油气藏主要包括断块、挤压背斜、盐刺穿相关和滚动背斜4种类型。建立了“断层+储层”沟通侧生旁储、断层沟通下生上储、“盐岩+断层”沟通下生上储、“断层+储层”沟通自生自储4种油气成藏模式。指出盆地未来主要的勘探潜力包括位于盆地深层的“断层+储层”沟通侧生旁储的断块油气藏和深水区的“盐岩+断层”沟通下生上储的盐刺穿相关油气藏。该研究结果为后期油气勘探指明了方向。     

松辽盆地北部深层天然气勘探钻井完井保护技术

通过对松辽盆地深层勘探钻井完井技术的简要回顾，指出保护储层的钻井、完井技术所经历的“采用优质钻井完井液体系，实现对储层的保护；使用低密度钻井液提高钻井速度，近平衡钻井对储层的发现与保护和采用欠平衡钻井工艺技术，发现与保护储层”3个阶段分别满足深层勘探就钻井完井过程中保护储层的技术要求。针对深层储层物性和钻井技术条件，研究了储层潜在损害方式和损害程度，分析了各个阶段钻井完井过程中保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果。实践表明，保护储层应以勘探发现程度需求为依据，兼顾资料需求和勘探钻井投资，选择相应的保护储层类别。建议加强松辽盆地北部深层天然气勘探钻井、完井过程对储层的保护，探索进一步开展充气、泡沫、雾化、空气等气体钻井技术的研究与应用，使储层发现与保护技术得到一个质的飞跃。     

中国石化石油工程技术现状及发展建议

石油工程技术是实现油气勘探开发的手段,是推进油气发展的重要动力。为了实现复杂油气藏的高效勘探开发和剩余油气的挖潜增效,满足勘探开发日益迫切的石油工程技术需求,中国石化近几年重点开展了优快钻井完井技术、复杂地层测井录井技术、特殊储层改造技术等技术攻关和相关装备的研制工作,有力支撑了中国石化70多个盆地、500多个区块的油气勘探开发和海外5大区域近40个国家油田技术服务市场的开拓。综述了中国石化石油工程技术的发展现状,着重介绍了钻井完井、测井录井和储层改造方面取得的技术突破;结合中国石化石油工程技术的发展目标和新的技术需求提出了发展建议,即加快发展关键核心技术,进一步完善适用于超深油气藏、页岩油气藏、致密油气藏、东部老油田等的集成配套技术,并重视非常规能源、深水油气开发技术的研究,全力打造一体化服务能力。      

大庆探区低孔低渗油气层压裂改造增产工艺技术

随着勘探工作的深入,大庆探区进入低渗透薄互层岩性油气藏和致密气层勘探,压裂增产技术已成为增产上储的常规技术,压裂工作量逐年增多。压裂井占试油井数的60％-80％,压后工业油气流井占年工业油气流井的60％-80％。勘探部门以勘探目标需求为攻关目标,以储层增产机理、压裂产能预测、压裂液、支撑剂及施工工艺技术作为系统工程进行攻关,逐步配套完善并发展了低孔低渗油气层压裂改造工艺技术。大庆探区在勘探区块进行推广应用,见到显著效果。     

中国石化重点探区钻井完井技术新进展与发展建议

近年来,中国石化在顺北、川渝和鄂尔多斯等重点探区,通过技术攻关与现场实践,初步形成了顺北8 000～9 000 m特深层钻井完井关键技术、川渝页岩气钻井完井关键技术、四川海相碳酸盐岩油气钻井关键技术和华北鄂尔多斯盆地致密气低成本钻井完井关键技术,支撑其在特深层油气、海相碳酸盐岩油气和非常规油气资源方面获得了勘探开发突破。随着勘探开发不断深入,重点探区还面临钻井周期较长、机械钻速偏低、井下故障较多、压裂提产效果不理想等一系列技术难点和挑战,需要坚持需求导向,强化关键技术攻关,推广应用成熟技术,大力实施提质、提速、提效、提产的“四提”创新创效工程,为中国石化重点探区的油气高效勘探和效益开发提供技术保障。      

钻井过程中保护低渗特低渗油气层的必要性、重要性与发展趋势

钻井过程中钻井液对低渗特低渗油气层的损害程度通常较中、高渗油气层大得多,但多年来部分人认为,需压裂投产的低渗特低渗油气藏,因压裂可解除油气层损害而勿需在钻井过程中采取保护油气层措施,因而对油气井产量和经济效益带来不利影响。阐述了低渗特低渗油气层损害机理的特殊性以及损害程度的严重性;依据现场实际产量数据,充分说明了钻井过程中采用效果优良的保护油气层钻井液技术有助于大幅度提高压裂后单井日产量;结合国际趋势和中国油气工业发展战略需求,阐述了将来的发展方向和趋势。不仅对提高保护油气层效果、单井产量以及油田总体经济效益具有适用价值,而且对钻井液技术的发展和中国模式“页岩革命”的建立也具有一定指导意义。      

塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术进展及发展方向

近年来，中国石油塔里木油田公司（以下简称塔里木油田）在塔里木盆地超深层油气勘探陆续取得重大突破。这与其超深层试油与储层改造技术的进步是密不可分的，随着超深井的逐渐增多，试油与储层改造技术仍需要持续升级、完善。为此，通过总结塔里木油田试油与储层改造技术的发展历程，系统梳理了其在超深层油气藏试油与储层改造方面取得的主要技术进展，并结合新的勘探开发形势与要求，指出了塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术今后一个时期的发展方向。研究结果表明：①塔里木油田已形成了一系列专项技术——超深高温高压气井安全快速测试技术，超深层、高含硫、缝洞型碳酸盐岩气藏完井试油一体化技术，超深层缝洞型碳酸盐岩储层深度改造技术，以及超深层、高温高压裂缝性致密砂岩气藏储层缝网改造技术，支撑了该盆地超深层油气藏的陆续勘探突破和持续高效开发；②随着油气勘探开发深度领域迈向9 000 m，储层地质条件更加复杂，完井试油与储层改造技术面临着新的技术难题；③今后将围绕“可靠、安全、高效”的目标进行试油完井工具和工艺的持续升级和改进，需要不断完善储层改造地质工程一体化设计、改造工作液和材料以及耐高温高压工具和装备，以支撑精细化缝网体积改造；④新形势下，为了满足井完整性的要求，需要完善相关配套技术，同时建立套管磨损评价与地面管汇剩余寿命检测方法，以保障试油和储层改造工艺的顺利实施。结论认为，该研究成果可以为国内外超深层油气藏的安全高效建井与提产提供借鉴。     

杨税务潜山高温油气藏勘探突破的关键井筒技术

杨税务潜山是冀中坳陷重点勘探区域,具有良好的勘探前景。AT1x井是该区域的一口风险探井,完钻井深5 496 m,储层温度超过180 ℃,钻遇地层岩性复杂,井筒作业面临钻井提速难、井壁防塌难、储层评价难、储层改造难等一系列问题。为此针对高温潜山油藏勘探开发的关键井筒技术进行了攻关:在电镜扫描发现裂缝的基础上,在KCl复合盐钻井液中加入聚胺抑制剂和纳米防塌封堵剂,钻井液封堵能力提高,平均井径扩大率小于10%;优选出PDC钻头及其配套提速工具,平均机械钻速由可对比井的1.94 m/h提高到4.11 m/h;采用常规+成像+偶极声波远探测的一体化配套测井技术系列,实现了由井筒到井旁缝洞体精细刻画,为储层评价及压裂选层提供了依据;研发了“深度沟通裂缝和储层体积改造”相结合的高温裂缝型碳酸盐岩储层体积酸压改造技术。AT1井酸压后试油日产气41×104 m3、日产油71 m3,实现了冀中北部深潜山勘探的新突破。上述技术有效解决了冀中坳陷杨税务潜山开发井筒难题,也为高温深井裂缝性油藏开发提供了可选择的技术。     

油气储层氧敏性概念、机理与意义

储层损害和流体敏感性等概念的提出使油气储层保护成为油气勘探与开发领域的重要研究方向,储层保护技术从系统工程理论出发,研究工程作业与地质对象的适应性问题,为油气田开发提供重要理论支持和技术保障。生烃层中形成的油气会发生滞留或短距离运移、初次运移和二次运移至储集层中,不仅多数油气仍然保留着还原性,而且也将储层岩石还原;源-储一体的非常规油气藏岩石富含有机质组分,且处于还原环境,而在钻完井液漏失、增产改造、注水等过程中大量氧化性流体可能进入油气储层,打破氧化-还原环境。鉴于此,提出了油气储层氧敏性的概念,明确了储层氧敏性的矿物组分与氧敏机理,并开展变氧化-还原电位流体驱替页岩岩心实验。研究结果表明,处于还原环境下油气储层易发生氧敏性,有机质和黄铁矿等还原性矿物组分氧化可改变岩石渗透率;油气储层氧敏性概念的提出为岩心保存、岩心流动实验提出了新要求,为储层损害机理诊断提供了新思路,助推了页岩"人工油气藏"氧化致裂增渗方法的提出。