鄂尔多斯盆地东部神木区块二叠系山西组致密砂岩气低产主控因素分析

鄂尔多斯盆地神木区块二叠系山西组是继太原组之后新的致密砂岩气接替层系,单井产量低、研究程度浅、认识不足的特点制约了该区山西组致密砂岩气的有效勘探开发。通过铸体薄片、物性分析、核磁共振等技术手段,深入剖析了山西组致密砂岩气低产原因及主控因素。低孔低渗、孔喉结构复杂、应力敏感性较强的差储层品质及束缚水饱和度远远大于初始含水饱和度的超低含水饱和度现象导致储层渗流较差,易形成水锁,是致密砂岩气低产的原因;而沉积非均质性和破坏性的成岩作用极大地降低了储层物性,使气井外围储层流体补给不畅,是低产的主控因素。研究为制定合理的储层压裂改造工艺措施、提高单井产量以及实现致密砂岩气藏的规模有效开发提供了重要的地质依据。     

苏里格气田致密砂岩气藏水平井开发技术及展望

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有“低渗透率、低压力、低丰度、薄储层、强非均质性”的特征,单井产量低、压力下降快、稳产难度大、开发难度大。为了实现该气田的有效开发,中国石油长庆油田公司从2001年开始持续攻关,逐渐掌握了该气田致密砂岩气藏储层地质特征精细描述的方法,形成了针对该气田薄层强非均质性致密砂岩储层的水平井开发地质、快速钻井、多段改造等技术系列。水平井有效储层钻遇率已由初期的23％提高到目前的60％以上,单井日产气量超过5×104 m3,是邻近直井的3～5倍,已规模建成水平井整体开发区,实现了气田开发方式的转变,开发水平和开发效益显著提升。苏里格气田低渗透强非均质性致密砂岩气藏水平井开发技术的成功应用,说明了水平井是致密砂岩气有效开发的重要技术,也展示了该气田致密砂岩气藏良好的开发前景。     

苏里格气田致密砂岩气藏储层体积改造关键问题及展望

2012年,中国石油天然气股份有限公司提出了"体积改造"的技术理念,促使压裂理论从经典走向现代。随着鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩气藏勘探开发工作的持续推进,储层条件更加复杂,压裂改造技术在理念、材料和工艺等多方面都面临着新的难题和挑战。为了将体积改造技术原理的普遍性和苏里格气田致密砂岩气藏储层的特殊性相结合,建立有效的体积改造技术模式,借鉴近年来美国非常规天然气成功开发的经验,从地质特征入手,探讨了苏里格气田致密砂岩气藏储层体积改造面临的关键问题,并提出了技术发展的方向。研究结果表明:(1)控制裂缝纵向延伸,适度提高排量、大幅增加液量的滑溜水压裂设计是提高单层产量的关键;(2)通过直井多层、水平井多段压裂,实现致密砂岩气多层系立体式开发,是提高单井产量和采收率的基础;(3)小井眼、小油管完井实现高排量压裂设计、长期生产,是实现提产降本的前提。     

致密砂岩气地质认识新进展

随着致密砂岩气勘探开发实践的不断深入,传统的地质认识暴露出很多局限性及与实际地质情况不相符的特性。在调研国内外致密砂岩气勘探开发历史经验的基础上,以鄂尔多斯盆地致密砂岩大气田勘探开发揭示的实际资料为依据,通过核磁共振及气水相渗分析、等温吸附实验、气藏地层压力恢复等研究,对传统的致密砂岩气地质特征认识进行了补充与完善。结果表明:致密砂岩气一般为多个压力系统气藏组成的大气田,这一特征决定了致密砂岩气勘探开发需要密井网,而不是常规气藏勘探开发的稀井网;致密砂岩气储层含水饱和度变化较大,具有超低含水饱和度特征,容易形成水锁伤害,在开发过程中必须做好储层伤害保护;致密砂岩气藏开发后期产水严重,如何"治水"是开发的关键问题;致密砂岩气储层中存在一定量的吸附气,这对于致密砂岩气储层含气特征及渗流规律描述、单井产能预测、资源量计算与储量评估都具有重要意义。     

致密砂岩气藏水平井整体开发关键地质技术——以苏里格气田苏东南区为例

苏里格气田是中国目前发现并投入开发规模最大的天然气田,也是中国致密砂岩气田的典型代表,其特点是"低渗透率、低压力、低丰度、薄储层、强非均质性"的特征,单井产量低、建井数量多,压力下降快、稳产难度大,直井开发经济效益较差。为提高单井产量,改善气田开发效果,提高开发效益,在分析总结苏里格气田水平井先导性试验成功经验的基础上,以苏东南区为研究对象,率先开展致密砂岩气藏水平井整体开发技术攻关。从水平井参数优化、整体部署、轨迹优化及精细导向等多个关键技术研究出发,运用地震、地质及气藏等多学科攻关,形成了一套致密砂岩气藏水平井整体开发关键技术。应用该项技术系列建产1个水平井立体开发区、2个水平井整体开发区和1个大丛式水平井井组开发区,为苏里格气田水平井开发起到示范作用,值得在致密砂岩气藏规模化推广。     

长庆气区低渗透气藏开发技术新进展及攻关方向

鄂尔多斯盆地发育上、下古生界两套含气层系,天然气资源量丰富,但储层非均质性强,开发难度大。近10年来,中国石油长庆油田公司相继实现了低渗透碳酸盐岩气藏（靖边气田）、低渗透砂岩气藏（榆林气田）和致密砂岩气藏（苏里格气田）的经济有效开发。近期该公司以建设“西部大庆”为目标,低渗透气藏开发水平显著提高,又取得了一系列的新进展：①水平井已经成为低渗透致密气藏开发的主体技术,其单井产气量超过直井的3倍,产能建设比例保持在50%以上;②丛式井钻完井技术、工厂化作业模式等提高了单井产量,降低了开发成本;③井、集气站、处理厂数字化建设提升了气田的生产管理水平。截至2012年底,长庆气区建成了年产300×10⁸ m³以上的天然气生产能力,当年产气量达到290×10⁸ m³,长庆气区已经成为我国重要的天然气生产基地。下一步该公司将按照“攀峰工程”发展规划,以提高单井产量、提高采收率、降低开发成本为目标,加强4个方面的技术攻关：水平井加体积压裂技术系列、储气库建设技术系列、多层系气藏立体开发技术系列和低产低效井综合治理技术系列。     

中国致密砂岩气开发工程技术与实践

致密砂岩气是非常规天然气的主要类型。根据中国近年来发现的大型致密砂岩气藏的开发地质特征,可划分为3种主要类型:透镜体多层叠置致密砂岩气、多层状致密砂岩气及块状致密砂岩气。前2种类型以提高单井产量、降低开发成本为技术目标形成了系列开发技术,推动了致密气的规模化发展。针对透镜体多层叠置致密砂岩气,形成了以优化布井、多级加砂压裂、井下节流与低压地面集输为特点的开发技术。针对多层状致密砂岩气,形成了以富集区预测与评价、水平井整体开发和排水采气为特点的开发技术。中国致密砂岩气具有广阔的发展前景,但仍面临诸多技术挑战,包括提高储量动用程度和采收率、进一步提高单井产量、新类型和难动用储量的开发、气田稳产接替与开发后期气井管理等。     

神木气田多层系致密砂岩气层增产技术研究

神木气田位于鄂尔多斯盆地东部,属典型的多层系致密砂岩气层,气田前期分压选层标准及分压条件不明确,改造后产量较低,难以满足气田有效开发需求。为解决气田"一井多层,单层低产"的难题,从分压选层标准、多层系分压条件以及压裂工艺等三方面建立了神木多层系致密砂岩连续分压技术模式,应用300余井,平均压裂4.2层,试气无阻流量10.21×10~4m~3/d,较前期增产2.5倍。该项技术的应用,使东部致密砂岩气藏具备了经济开发的潜力,亦为同类多层系致密储层增产提供了借鉴。     

中石油国内外致密砂岩气储层特征对比及发展趋势

为加强中国石油天然气集团公司海外致密砂岩气藏有序、有效开发,以加拿大白桦地致密砂岩项目为依托,充分对比苏里格气田、须家河组气藏等国内典型致密砂岩储层特征差异,发现在成藏规律、沉积环境、砂体结构、孔隙结构、物性及吸附气含量6个方面差异显著。加拿大白桦地致密砂岩为一套厚层块状前积叠置海相极致密砂岩,"自生自储"特征明显,储层本身TOC含量高、吸附气含量较高。以特征对比为基础,归纳并展望致密砂岩气研究发展趋势,表现为5个"更加":地质成藏理论更加"丰富"、储层描述刻画更加"精细"、储层评价更加"全面"、产能预测及井网部署更加"合理"、单井增产技术更加"时效"。     

裂谷盆地致密砂岩气成藏机制与富集规律——以松辽盆地与渤海湾盆地为例

裂谷盆地致密砂岩气是当前勘探的新领域,本文以松辽盆地与渤海湾盆地为重点,对裂谷盆地致密砂岩气成藏机制与富集规律进行了全面系统分析,明确了裂谷盆地有别于克拉通盆地的致密砂岩气气藏特征,指出裂谷盆地致密砂岩气成藏机制上表现为：多因素促源快速生气、多物源催生有利储层、长距离运移立体成藏,先致密后成藏有利配置。气藏富集规律上具有断槽控制气藏分布、沉积相带与构造带控制成藏、次生孔隙带与物性下限控制气藏富集段的特点。分析了松辽盆地与渤海湾盆地致密砂岩气勘探前景,明确了下一步勘探方向。     

川西致密砂岩气藏开发实践与认识

基于气藏开发地质特征,利用核磁共振、恒速压汞、薄片鉴定、相渗实验及岩心衰竭式开采物理模拟实验等手段,将川西地区致密砂岩气藏的开发可划分为3种主要类型：①多层叠置毯状致密砂岩气藏以砂体横向展布稳定,纵向叠置程度高,原始束缚水饱和度较高为地质特征,形成了以直井分层压裂多层合采、提高储量动用程度,水平井加砂压裂、提高单井产能及泡沫排水采气为主的开发模式;②多层叠置条带状致密砂岩气藏以砂体规模小、厚度薄为地质特征,形成了多层合采与层间上返挖潜、提高单井可采储量,开发后期增压开采与高低压分输为主的开发模式;③砂泥薄互层毯状致密砂岩气藏以多个薄砂体交互叠置状或透镜状分布为地质特征,形成了滚动开发评价、降低开发风险,多层合采、转层挖潜、增压开采与泡沫排水采气为主的开发模式。     

致密砂岩气藏水平井参数优化

鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏总体呈现储层横向变化快、纵向多层发育的地质特征,水平井有效规模开发难度较大。为提高其开发效果,基于对已投产水平井单井控制动态储量、递减率、产能等动态指标的精细评价,从沉积位置、储层厚度、钻遇储层长度、井段位置、轨迹类型、改造方式等方面入手,分析了苏里格气田某区块水平井开发指标的影响因素,并应用灰色关联法定量分析了各参数对水平井产气能力的贡献值。研究结果表明:钻遇储层长度对水平井产能的影响最大,其次是储层位置、沉积微相、储层厚度、轨迹类型,改造方式。结论认为,该区块致密气藏水平井开发设计应遵循以下原则:(1)部署应以心滩和河道中部微相为主;(2)优质砂体厚度大于8 m,横向展布相对稳定;(3)水平段长度在经济效益允许的条件下尽可能长;(4)轨迹类型以平直型为主;(5)改造方式以裸眼封隔器为主。     

苏里格气田西南部致密砂岩气藏资源评价方法及评价参数的影响因素

对储层特征及其对资源评价影响的认识,是致密砂岩气藏资源评价、生产和高效开发的基础之一。通过测井分析、薄片观察、生烃条件和生产数据分析,研究苏里格气田西南部石盒子组8段和山西组1段储层特征、砂体展布、砂体厚度、砂体叠置模式,明确储层特征和适用的评价方法,探讨储层特征对资源评价参数的影响。研究表明：苏里格气田储层具有典型的低孔低渗、强非均质性特征,适用容积法进行资源评价;储层厚度和面积受控于砂体展布和叠置模式,一般砂体厚度大,展布面积广的分流河道和复合砂体的资源量较大,产气量较高;储层孔渗受控于碎屑组分和微观孔隙类型,并受后期成岩作用强烈改造,压实作用和胶结作用破坏孔隙,溶蚀作用有力地改善了孔隙;生烃强度在根本上控制了产水区和产气区的分布,而致密气富集的甜点区主要分布于有利储层的相对高孔渗部位。在致密砂岩气资源评价中,沉积作用控制了砂体展布和叠置模式,塑造了不同类型的复合砂体,决定了储层面积、厚度,进而控制了油气赋存规模和产能。成岩作用改变储层储集和渗滤性能,主要以微观形式来对整个油气开采区的油气储量带来影响。     

窄河道致密砂岩气藏采气速度优化——以ZJ气田沙溪庙组气藏为例

窄河道致密砂岩气藏具有河道砂体薄窄、储层物性差、气井控制储量规模小、压力及产量递减迅速的特点,地质条件及开采规律均与层状致密砂岩气藏存在较大差异,需开展针对性的采气速度优化研究。以ZJ气田沙溪庙组气藏为例,综合考虑河道砂体、测井、储层物性特征参数,将主力河道划分为3种类型;结合气藏工程及经济评价方法对各类河道中气井配产及采气速度进行优化,并分析了造成窄河道致密砂岩气藏采气速度高于层状致密砂岩气藏的原因。结果表明:窄河道致密砂岩气藏中水平井合理配产比为1/6~1/3,最优采气速度为4%~6%;河道砂体窄、动用储量规模小,是造成此类气藏采气速度偏高的主要原因。适度提高采气速度,可有效缩短单井的投资回报期,提高窄河道致密砂岩气藏开发的经济效益。     

致密气藏压裂水平井产能计算方法

致密气藏开发普遍采用多段压裂水平井的开发模式。为了准确评价致密气藏压裂水平井产能并确定气井的合理配产,实现气井高效开发,基于保角变换理论和气水两相渗流理论,同时将基质有效渗透率作为变量来考虑压裂施工和气井产水对储层有效渗透率的影响,建立了压裂水平井气液两相产能方程。通过实际生产数据验证,结果表明：无因次泄气边界大于0.55时,气井生产压差随配产增加呈下凹型快速增长;相同气井产能条件下,水气比越大气井所需生产压差越大;水平段方向与K_y方向平行时,渗透率各向异性程度K_y/K_x越大,相同产气量时的生产压差越小;水平段与渗透率主值方向的夹角θ < 30°时,相同产气量条件下的气井生产压差几乎不变。因此,从降低压裂水平井储层压力损失的角度来考虑,布井时必须充分考虑渗透率各向异性程度和水平井水平段方向的影响,同时注意控制气井配产和采取必要的控水排水措施,以便达到更好的开发效果。     

定北区块致密气储层水平井压裂参数优化

水平井多级分段压裂是鄂尔多斯北部定北气田致密气藏开发的有效手段。由于储层较深、物性较差,在定北区块盒1气层的前期压裂施工过程中不断出现砂堵和超压的现象,施工成功率低。为了探索前期加砂困难的原因,优化压裂设计,开展了支撑剂导流能力评价实验、支撑剂在裂缝中通过性物理实验和携砂液运移规律数值模拟等研究。实验结果表明,近井多裂缝及动态缝宽与支撑剂粒径不匹配等因素是导致施工加砂困难的主要原因。对定北盒1储层支撑剂体系、施工排量和砂比进行了优化,现场应用6口井45段,施工成功率达到97.8%,解决了定北区块盒1储层水平井压裂加砂困难的问题,提高了压裂效果,为相关致密气储层水平井的压裂工艺提供技术参考。     

苏里格气田苏49区块盒8下亚段致密储层非均质性特征

苏里格气田苏49区块盒8下亚段发育典型致密砂岩气藏,气水分布规律复杂且单井产气量差异大,为了明确储层非均质性对气藏分布和气井产能的影响,实现气田高效开发,在精细地层划分对比的基础上,充分利用钻测井、测试分析和气井生产资料,对储层层内、层间和平面非均质性进行系统研究.结果显示:①研究区盒8下亚段层内和层间非均质性均较强,...     

苏里格气田致密气藏水平井指标分类评价及思考

致密砂岩气藏是我国天然气资源的重要类型,水平井是提高该类气藏单井产量的主要技术手段。鄂尔多斯盆地苏里格气田致密气藏砂体的内部结构复杂,气层薄而分散,具有很强的非均质性,水平井产能差异极大。因此,采用气井分类评价的思路,建立不同类型气井地质模型与产能动态特征关系,按产能和经济效益将气井分为好、中、差３类。根据目前该气田水平井的部署情况,分类评价水平井优选井位加密部署和区块整体部署两种方式下水平井的开发指标,用以指导致密气藏水平井的开发评价。在此基础上,针对致密气藏产能评价的难点,提出了基于单裂缝的水平井产能评价新思路;从致密砂岩气藏提高储量动用程度的角度,初步讨论了水平井砂体内部构型、开发后期剩余储量的分布方式,并给出了相应的开发建议：非主力层未动用储量采用混合井型井网进行开发,主力层段内的未控制储量要在经济技术允许的条件下;水平井井距和压裂间距应按照合理范围的下限来考虑。     

混合压裂在苏里格致密气藏水平井的应用

苏里格致密砂岩气资源量巨大,压裂水平井是重要的开采手段之一。常规水力压裂形成的高导流短裂缝对于致密砂岩储层或低渗砂岩储层Ⅲ,Ⅳ类井增产效果较差,另外,高黏度交联冻胶压裂液对储层伤害较大。通过借鉴混合压裂工艺在国外致密气田的成功案例,结合苏里格致密砂岩气藏的地质特征,使用StimPlan软件模拟常规压裂和混合压裂裂缝形态,并借助井下微地震监测结果,分析了2种压裂工艺井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。最后,通过苏里格东区致密气藏60余口水平井的试气和生产产量对比,得知混合压裂比常规压裂增产效果明显,且降低了施工成本。混合压裂工艺由于"低伤害、控缝高、造缝长、低成本"等特点,是苏里格致密砂岩气藏开发中的有效增产手段之一。