鄂尔多斯盆地页岩油体积压裂技术实践与发展建议

体积压裂技术可提高鄂尔多斯盆地页岩油单井产量,但低油价条件下仍可能无法实现经济有效开发,原因是体积压裂技术思路、压裂技术模式、压裂参数体系等不够合理.为此,长庆油田根据该盆地延长组长7段页岩油体积压裂矿场实践和室内模拟研究结果,转变了体积压裂技术思路,研究形成了"大井丛、长水平井、细分切割、分簇射孔、可溶球座、变黏滑溜...     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井细切割体积压裂技术

鄂尔多斯盆地页岩油资源丰富，而受储层物性致密、原始油藏压力系数低和湖相沉积非均质性强等因素影响，常规直井开发单井产量极低。2011年以来针对页岩油Ⅰ与Ⅱ类储层，水平井+分段体积压裂技术攻关试验成功，单井产量突破10 t/d，但仍面临规模开发单井产量递减大、低油价下效益差的问题，资源向储量、储量向产量和产量向效益转化速度极慢。为进一步提高单井产量和采出程度，从水力裂缝扩展规律及裂缝形态综合认识评价入手，瞄准优质储量裂缝最大化控制，综合岩性、物性、含油性和可压性评价，建立了水平段储层品质和工程品质一体化分级评价标准；创新了基于水平段分类的非均匀细切割多簇裂缝设计和缝控体积压裂参数优化方法；利用限流和架桥原理，集成配套了极限分簇射孔、动态暂堵转向等裂缝控制技术提高多簇有效性；采用可溶桥塞压裂工具、低成本滑溜水压裂液和组合粒径石英砂支撑剂，实现细切割体积压裂成本控降。通过研究与实践，形成了页岩油Ⅰ与Ⅱ类储层规模效益开发的长水平井细切割体积压裂技术模式，2017~2018年共实施85口水平井，初期日产油达到16 t以上，12个月累产油达到4 850 t，较前期提高1 120 t，第一年递减率下降15%，预测单井产量可提高近1×10⁴ t，盈亏平衡点由63美元/桶下降至42美元/桶。矿场实践证实，采用长水平井+细切割压裂+高强度改造是实现页岩油效益开发的有效技术途径，该技术为其它页岩油资源高效动用和效益开发提供了借鉴。     

大庆古龙页岩油密切割体积压裂工艺参数优化探索

为解决大庆古龙页岩油因其储层致密且层理缝发育缝高受限导致水平井增产困难的问题,探索青山口组Q9储层的有效动用程度,开展了密切割压裂工艺最大化提高储层改造体积研究,优化了密切割体积压裂工艺参数,将平均簇间距缩短至7 m,平均段间距52 m,可大幅提高页岩储层缝控程度;形成了以水平井16～20 m³/min大排量,冻胶造主缝和滑溜水造复杂缝网、石英砂中小粒径支撑剂组合和高强度加砂等为核心的大规模体积压裂关键技术,保证了主裂缝及各级层理转折裂缝有效支撑。现场试验表明,该技术能够显著提高水平井压裂效果,单井18个月累计产油量达10 969.3 m³,是前期水平井产油量的3倍以上。研究结果表明,水平井大规模密切割体积压裂技术可以有效解决致密页岩油储层难动用的问题,为大庆古龙页岩油高效开发提供了强有力的技术支撑。     

渤海湾盆地沧东凹陷页岩油效益开发探索与突破

渤海湾盆地黄骅坳陷沧东凹陷孔二段页岩油规模效益开发面临中低成熟页岩油主力产层评价优选、纵向多甜点层立体开发动用、复杂断块2000m长水平段优快钻完井、纹层型页岩储层高效体积压裂改造和高凝—高含蜡页岩油高效举升等难题。沧东凹陷孔二段页岩油勘探开发经历研究探索、水平井突破、产能评价和先导试验4个阶段,仍有60%的已投产水平井单井EUR小于2.0×10⁴t,单井产量偏低成为制约湖相页岩油效益开发的瓶颈问题。通过综合分析沧东凹陷孔二段47口已投产井测井、录井、压裂参数和生产数据资料,针对复杂断块湖相页岩油效益甜点评价和箱体优选、井网部署、随钻导向、压裂改造和排采制度等方面进行了系统攻关,落实官东地区C1、C3和C5共3个效益开发甜点层,有利面积为42～53.3km²,估算Ⅰ类资源量1.54×10⁸t。优选沧东凹陷5号平台孔二段C1(3)和C3(8)2个10m级甜点层开展页岩油效益开发先导试验,攻克复杂断块水基钻井液长水平段钻探难题,创新形成纹层型页岩油高效压裂技术,实现纹层型页岩储层渗透率提高、溶胀增能、混相降黏,5口试验井测试...     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井CO2区域增能体积压裂技术

针对鄂尔多斯盆地页岩油储层压力低、缝网复杂程度低和黄土塬水资源缺乏等问题，以该盆地庆城油田页岩油为研究对象，进行了滑溜水和CO₂压裂物理模拟试验，利用高能CT监测了CO₂压裂裂缝扩展规律，分析了CO₂压裂形成复杂裂缝的可行性；利用油藏数值模拟方法，优化了CO₂注入关键参数，形成了适合庆城油田页岩油的CO₂区域增能体积压裂技术。研究表明：前置CO₂压裂可提高长7段页岩油储层裂缝复杂程度，裂缝沿层理弱面扩展并纵向穿层形成缝网；增能理念应由单井段间交替增能向平台整体注入实现井间、段间协同一体增能转变，单井采用全井段注入增能模式，可实现缝控区域全覆盖。庆城油田某平台进行了页岩油CO₂区域增能体积压裂试验，与采用常规体积压裂技术的邻井相比，3口试验水平井平均压力保持程度提高1.5倍，单井平均初期产油量提高28.6%。研究和现场试验结果表明，CO₂区域增能体积压裂能提高裂缝复杂程度，增加区域地层能量，提高单井产能，可为鄂尔多...     

苏里格气田致密砂岩气藏体积压裂技术与实践

为了进一步提高鄂尔多斯盆地苏里格气田水平井单井产量,对该气田致密砂岩储层开展了天然微裂缝、岩石脆性、岩石抗张强度与三向应力和储层敏感性等方面的研究,进行了体积压裂试验。结合该气田致密砂岩储层特点,首先确定了苏里格气田水平井体积压裂的选井原则,在压裂技术措施上形成了以下工艺技术：研发大通径压裂管柱,满足大排量注入;采用低黏、低伤害液体体系造复杂缝网;组合粒径陶粒支撑主裂缝;段内多缝压裂进一步增加改造体积。同时建议排量在10 m³/min以上时,压裂液体系采用滑溜水和交联胶组合方式,支撑剂以40~70目和20~40目的组合粒径陶粒为主。2012年进行了10口井的现场试验,平均天然气无阻流量达68.07×10⁴ m³/d,取得了较好的增产效果。实践证明：上述工艺技术是提高该气田天然气单井产量的一种新的技术手段。     

纳米变黏滑溜水黏弹携砂机理与渗吸性能

纳米变黏滑溜水作为一种具有良好携砂性能和渗吸置换作用的新型压裂液体系,已成功应用于长庆油田页岩油体积压裂施工,现场试验结果表明其具有良好的携砂性能以及增产效果,40 %砂比条件下加砂过程压力平稳,压裂施工完成后单井日产油量可达11.31 t,但其携砂机理与渗吸性能尚不明确。因此对现场使用浓度的纳米变黏滑溜水与常规EM30S可交联滑溜水体系进行室内实验研究,通过动态携砂运移、透射电镜（TEM）、流变性能评价以及储层温压条件下的带压渗吸等实验方法,揭示了纳米变黏滑溜水的携砂机理并评价了其渗吸性能。实验结果表明,滑溜水弹性模量与黏性模量的交点值反映了滑溜水溶液的携砂性能,交点值越小,其弹性携砂性能越强;相同黏度下的纳米变黏滑溜水CNI体系黏弹模量交点值仅为0.0741 Hz,远低于现场用滑溜水EM30S的0.181 Hz,致使其静态和动态弹性携砂性能远高于EM30S;电镜结果表明纳米乳液与变黏滑溜水存在强化缔合结构是滑溜水的弹性携砂性能增强的主要原因。此外,带压渗吸实验结果显示,纳米变黏滑溜水具有良好的渗吸置换性能,能够置换出页岩纳米孔隙中的原油,整体采收率可达36 %;其中,不同孔隙类型的采收率排序依次为:介孔>微孔>宏孔。      

鄂尔多斯盆地页岩油缝网波及研究及其在体积开发中的应用

鄂尔多斯盆地庆城油田是中国发现的首个页岩油10亿吨级大油田,水平井体积开发是页岩油效益开发的关键技术。文中提出了一种细分切割体积压裂缝网波及体积计算模型,应用多元线性回归的方法建立了关键地质工程参数与微地震覆盖体积关系式,进一步利用矿场实际产量数据对关系式进行校正,建立了缝网波及体积定量表征经验公式,进而绘制了其与产能的相关性图版,为体积压裂工程参数优化给予指导。研究结果表明：鄂尔多斯盆地页岩油体积改造裂缝总体呈现以主裂缝为主、分支缝为辅的条带状缝网形态,形似“仙人掌”。影响缝网波及体积的主控因素依次为入地液量、裂缝密度、排量、油层厚度和砂量。经矿场实践证实,该研究建立的经验公式及相关性图版预测结果准确、可靠,可为庆城油田页岩油水平井体积压裂优化设计及效果评价提供科学依据。     

长庆油田水平井规模应用增产增效

<正>2015年1月10日,从长庆油田获悉,2014年长庆在陇东庄183致密油示范区已累计实施10口水平井体积压裂,投产初期平均单井日产油达到14.34 t,投产满一年的6口水平井平均单井累计产油达5 230 t,增产效果显著,标志着长庆油田水平井体积压裂技术取得重要进展,已成为破解致密油气有效开发的技术利器。     

川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术

针对川南深层页岩气水平井压裂技术不成熟、关键参数不合理和压裂后单井产量低的问题,在综合分析已压裂井压裂效果的基础上,结合川南深层页岩储层地质工程特点,以提高缝网复杂程度、增大裂缝改造体积、维持裂缝长期导流能力为核心,采用室内试验与数值模拟相结合的方式,优化了压裂工艺和关键参数,形成了以“密切割分段+短簇距布缝、大孔径等孔径射孔、大排量低黏滑溜水加砂、高强度小粒径组合支撑剂、大规模高强度改造”为主的深层页岩气水平井体积压裂关键技术。Z3井应用该技术后,获得了21.3×104 m3/d的产气量,较同区块未用该技术的井提高1倍以上;川南地区多口深层页岩气水平井应用该技术后获得高产,说明该技术有较好的适应性,可推广应用。川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术为3 500～4 500 m页岩气资源的有效动用奠定了基础。      

庆城油田成藏条件及勘探开发关键技术

2019年中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地中生界延长组长7油层组烃源岩层系内发现了中国最大的页岩油田——庆城油田,新增探明地质储量为3.58×10⁸t、预测地质储量为6.93×10⁸t,合计为10.51×10⁸t,实现了长7油层组页岩油勘探的历史性突破。近年来,围绕生油层内是否发育甜点区、能否形成工业产能和能否实现规模效益开发等关键难题,中国石油长庆油田公司通过持续深化成藏地质研究和不断探索关键配套技术,实现了烃源岩内油藏勘探的一系列理论认识创新和技术突破。研究结果表明,长7油层组中页岩油的成藏主要受以下因素控制:①广覆式细粒沉积组合具有整体生烃的特征,其中,黑色页岩和暗色泥岩等湖相优质烃源岩奠定了页岩油形成的物质基础;②泥页岩层系所夹持的砂质沉积物为勘探甜点段,而砂体组合的类型主要受控于湖底地形;③微米孔隙和纳米喉道的互补使得储层具有较好的储集性能;④高强度的源内充注形成了具有高含油饱和度、高气油比的油藏。这4个因素的有效组合是鄂尔多斯盆地长7油层组页岩油形成规模富集的关键。目前,通过创新关键配套技术,打造页岩油勘探...     

庆城油田页岩油水平井压增渗一体化体积压裂技术

庆城油田页岩油储层低压、低脆性指数特征明显,是阻碍体积压裂后建立高效驱替渗流系统的重要因素,为此,研究了压裂、增能和渗吸(压增渗)一体化体积压裂技术.建立了页岩油储层类型精细划分方法;基于长期产液剖面测试所得矿场大数据,优化了不同储层类型改造策略;利用油藏数值模拟方法,优化了压增渗体积压裂技术关键参数.研究表明:Ⅰ+Ⅱ...     

鄂尔多斯盆地延长组7段从致密油到页岩油认识的转变及勘探开发意义

2019年中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地发现庆城10亿吨级页岩油田,但其石油资源属于致密油还是页岩油尚存争议.基于延长组7段(长7段)烃源岩层系非常规油藏地质特征的系统分析,长7段整体为一套细粒沉积,单期砂体厚度小、砂地比低、源-储一体,认为其内部发育典型的页岩油藏.页岩油富集机理与成藏特征的深化认识带动长庆油田转...     

长庆油田陇东地区页岩油水平井细分切割压裂技术

长庆油田陇东地区页岩油储层脆性指数低、天然裂缝不发育、不易形成复杂缝网,进行分段多簇体积压裂时,受储层物性、地应力、各向异性及水力裂缝簇间干扰等因素影响,簇间进液不均,达不到储层均匀改造的目的.针对该问题,依据缝控储量最大化原则,在分级评价页岩油水平段储层品质及建立非均质地质模型的基础上,开展了基于甜点空间分布和综合甜...     

鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力

长庆油田对渗透率为0.3～1mD的超低渗透油藏已实现了规模有效开发。考虑到鄂尔多斯盆地石油勘探开发实际,将储集层地面空气渗透率小于0.3mD,赋存于油页岩及其互层共生的致密砂岩储层中,石油未经过大规模长距离运移的油藏称为致密油,包括致密砂岩油和页岩油2大类。延长组致密油主要发育于半深湖-深湖相区,以延长组7段（简称长7）油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部的延长组6段（简称长6）油层组致密砂岩最为典型。致密油具有分布范围广,烃源岩条件优越,砂岩储层致密,孔喉结构复杂,物性差,含油饱和度高,原油性质好,油藏压力系数低的特点。纳米级孔喉系统广泛发育是致密油储集体连续油气聚集的根本特征,延长组致密砂岩储层中大多数连通的孔喉直径大于临界孔喉直径,满足油气在致密储层中运移的条件。根据致密油层与生油岩层的接触关系,确定了3种致密油储集层类型：①致密块状砂岩储层;②砂岩-泥岩互层型储层;③油页岩型致密储层。鄂尔多斯盆地长6和长7油层组致密油分布广泛,初步预测致密油总资源量约30×10⁸t,其中长7油层组页岩油资源量超过10×10⁸t,长7油层组致密砂岩油资源量约9×10⁸t,长6油层组致密砂岩油资源量约11×10⁸t。致密油资源是长庆油田实现年产油气当量5000×10⁴t并长期稳产较为现实的石油接替资源。     

长庆油田陇东地区页岩油超长水平段水平井钻井技术

长庆油田陇东地区页岩油超长水平段水平井钻井过程中存在井眼轨迹控制困难、机械钻速低、水平段堵漏难度大、井壁易失稳和完井套管下入困难等技术难题,为此,进行了井眼轨道设计及井眼轨迹控制技术优化,优选旋转导向钻具组合,应用高性能水基钻井液和套管漂浮下入技术,根据漏层特点和漏失速度采取不同的堵漏技术措施,形成了页岩油超长水平段水平井钻井技术。该技术在陇东地区华H50–7井进行了应用,顺利完成长度4 088.00 m的超长水平段钻进,创国内陆上油气井最长水平段纪录,表明该钻井技术可以满足陇东地区页岩油高效开发的需求,也为国内其他地区超长水平段水平井钻井提供了借鉴。      

辽河油田注水开发技术与实践

辽河油田水驱油藏具有断层发育、含油层系多、储层非均质性强、泥质含量高、油藏类型复杂等特点。在近10 a的开发实践中,结合各类油藏注水开发难点,研发了深度精细油藏描述、细分注水调整、低效无效水循环识别、二三结合精细挖潜、多元注采调控等12项核心开发技术,形成了一套适合中高渗透砂岩油藏、低渗透砂岩油藏、特殊岩性油藏特点的注水开发技术序列,水驱油藏年产油量由324×10⁴t/a提高至360×10⁴t/a,水驱采收率提高3.3个百分点。探索形成的改善老油田注水开发效果的技术对策,对同类型油藏注水开发具有一定的指导和借鉴意义。     

辽河油田蒸汽辅助重力泄油开发实践

辽河油田是中国最大的稠油热采基地,稠油资源丰富,蒸汽吞吐是大部分稠油油藏的主要开发方式,但采收率仅为22%～25%。为有效提高辽河油田超稠油油藏采收率,针对油藏埋藏深、隔夹层发育和蒸汽吞吐后非均质性加剧等难题,开展蒸汽辅助重力泄油(SAGD)的室内物理模拟实验,进行油藏工程、钻采工艺、地面工艺等方面的系列攻关研究,先后经历了蒸汽辅助重力泄油先导试验、工业化一期工程和工业化扩大3个阶段。目前,辽河油田已有72个井组转为SAGD开发,2019年年产油达到105×10⁴t/a,已连续3 a年产油超过100×10⁴t/a。形成的地质、油藏、工艺配套的SAGD系列技术,可为同类油藏的开发提供借鉴。     

全球凝析油资源潜力与勘探领域

凝析油是指从凝析气田的天然气中凝析出来的液态组分,其开发经济性高。"十三五"（2016—2020年）规划期间,以成藏组合为单元,采用常规、非常规油气资源评价方法,自主评价了全球不同级次的常规凝析油可采资源量和富含凝析油的页岩油技术可采资源量,明确了不同类型凝析油的潜力与分布。研究表明,全球常规凝析油可采资源总量为534.9×10⁸t,截至2020年底累计产出55.4×10⁸t,凝析油剩余2P可采储量为174.6×10⁸t,待发现可采资源量为241.8×10⁸t,已发现凝析油的可采储量增长量为63.1×10⁸t。全球凝析油具有广泛分布、集中富集的特点。近10年凝析油勘探新发现向深层和深水区延伸。页岩油藏是重要的凝析油储量增长点,自主评价全球页岩油技术可采资源量为738×10⁸t,预测与其伴生的凝析油可采资源量为（140~192）×10⁸t。评价结果表明全球凝析油可采资源丰富,为未来常规凝析油和页岩油勘探领域指明了方向。