美国致密砂岩气藏开发与启示

美国是目前致密砂岩天然气产量最多的国家,历经40年逐步形成了气藏描述、井网加密、增产改造及钻井完井等系列配套技术,其成功的开发实践将为我国致密砂岩气藏开发提供宝贵的经验。在系统调研并分析美国致密砂岩气藏储层特征、开发特征与关键技术的基础上,借鉴美国致密砂岩气田的开发经验,得到以下几点启示:①三维地震技术可以有效地提高开发井成功率;②井网加密可以有效提高多层、透镜状气藏的采收率;③直井分层压裂是致密气藏开发的主体增产工艺技术;④综合应用小井眼、快速钻井、地面优化简化等技术来降低成本。上述分析研究结论将对我国低渗透砂岩气藏合理开发起到积极的推动作用。     

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。     

低渗气藏开发的关键性技术与发展趋势

为了经济高效地开发低渗透气藏，对液相滞留、应力敏感性、水相自吸入等低渗气藏储层的主要伤害类型进行了分析，认为目前低渗气藏开发的主要关键性技术包括：①低渗气藏储层综合表征技术的应用（气藏地质和气藏工程）；②低渗气藏钻井技术（水平井、大斜度井技术和气体欠平衡钻井技术）；③低渗气层压裂改造技术。然后探讨了低渗气藏开发技术的发展趋势，提出需要加强发展的5个方面：加强基础理论研究；加强低渗透储层精细描述和储层预测；井间动态监测技术；低渗透气层改造技术；复杂结构井提高低渗气藏采收率技术。     

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。     

间苯二酚-甲醛树脂的合成及其与部分水解聚丙烯酰胺的成胶性能

体积压裂技术是非常规气藏后期改造的关键技术之一。苏里格气田属于致密砂岩气藏,为了实现水平井高效开发,提高气藏最终采收率,以苏53区块为例,以体积压裂适用的基本地质条件为依据,对苏里格地区水平井体积压裂适用性进行分析。同时,借用数值模拟方法,对水平井采用不同压裂改造方式进行模拟对比。结果表明:①苏里格气田储层具有微裂缝较发育、渗透率低、石英含量高等地质特征,满足体积压裂改造的基本储层条件;②通过模拟结果对比,苏里格气田水平井实施体积压裂效果明显优于常规压裂。另外,利用裂缝监测技术、FAST和TOPAZE软件等对2012年实施的5口体积压裂水平井进行了效果分析,认为:①体积压裂水平井平均单井加砂量、液量、裂缝条数等参数明显优于常规压裂水平井;②体积压裂水平井初期平均日产气约为12×104 m3,平均无阻流量、动储量分别为77.9×104 m3/d、1.75×108 m3,均为动态Ⅰ类井。     

体积压裂技术在苏里格气田水平井开发中的应用——以苏53区块为例

体积压裂技术是非常规气藏后期改造的关键技术之一。苏里格气田属于致密砂岩气藏,为了实现水平井高效开发,提高气藏最终采收率,以苏53区块为例,以体积压裂适用的基本地质条件为依据,对苏里格地区水平井体积压裂适用性进行分析。同时,借用数值模拟方法,对水平井采用不同压裂改造方式进行模拟对比。结果表明:①苏里格气田储层具有微裂缝较发育、渗透率低、石英含量高等地质特征,满足体积压裂改造的基本储层条件;②通过模拟结果对比,苏里格气田水平井实施体积压裂效果明显优于常规压裂。另外,利用裂缝监测技术、FAST和TOPAZE软件等对2012年实施的5口体积压裂水平井进行了效果分析,认为:①体积压裂水平井平均单井加砂量、液量、裂缝条数等参数明显优于常规压裂水平井;②体积压裂水平井初期平均日产气约为12×104 m3,平均无阻流量、动储量分别为77.9×104 m3/d、1.75×108 m3,均为动态Ⅰ类井。     

大牛地气田DP43水平井组的井工厂钻井实践

丛式水平井组技术能节约大量土地并提高单井产量,已在我国的复杂断块油藏开发中得到应用,但还未见在低渗透气藏开发方面应用的报道。为此,借鉴国内外油田、页岩气藏丛式水平井组开发的成功经验,在相关技术调研和气藏地质研究的基础上,在鄂尔多斯盆地大牛地气田进行了一个井场钻6口水平井的工厂化作业实践：①地面井位布置选用排状正对井网,水平段延伸方向与最小主应力夹角小于30°,相邻同方向井的水平段之间距离为500 m,以满足储层压裂改造裂缝延伸范围的要求;②钻机采用气动滑轨推动整体搬迁,优化井间距离;③由3台钻机一起钻进,每台钻机实施2口井,共同完成6口水平井钻井工作。现场试验结果表明：该丛式井组平均机械钻速达8.28 m/h,同比提高12.8%;平均钻井周期为47.7 d,同比缩短8.79 %;首次实现了集中打井、集中压裂、集中投产的集约化井工厂建设。结论认为：该开发模式可有效实现降本增效,符合超低渗透气藏开发理念,对同类气藏开发具有重要的借鉴意义。     

徐深气田火山岩气藏水平井优化设计

徐深气田D区块属于深层大型低渗透火山岩气藏,岩性、岩相横向变化快,有利相带延伸范围有限,气藏底部普遍发育水层;储层物性差,单井产能低,气井以压裂投产为主,部分直井压裂后产较多的地层水。为了试验研究应用水平井技术控制底水、提高气藏单井产能的可行性,探讨这类气藏的有效开发模式,提高其储量动用程度和整体开发效益,在该区块开展了火山岩气藏水平井开发先导性试验,通过开展气藏精细描述、三维地质建模、储层地质条件适应性评价,地质、地震和气藏工程等多学科优化设计论证,优选有利区带,针对Ⅰ类火山岩储层部署1口水平井,完钻后采用筛管完井,测试求产,日产气达到55．5×10^4m^3,无阻流量高达165．9×10^4m^3／d,是区块内同层位直井无阻流量的5．0倍,取得了明显的增产效果。开发试验证实应用水平井技术开发Ⅰ类火山岩储层是可行的,可在Ⅰ类火山岩储层中推广应用水平井技术,同时可探索利用水平井开发Ⅱ、Ⅲ类火山岩储层。     

中国石油的天然气开发技术进展及展望

天然气已经成为中国石油天然气股有限公司(简称"中国石油")最具成长性的主营核心业务,"十五"以来年新增天然气地质储量平均在3000×108m3以上,年产量平均增幅超过15%,形成了川渝、长庆、塔里木3大核心供气区。基本形成了具有代表性的6类气藏开发配套技术:①大面积小气藏叠合型低渗透砂岩气藏低成本开发配套技术;②连续型低渗透砂岩气藏水平井开发技术;③超深高压气藏开发技术;④复杂碳酸盐岩气藏开发技术;⑤疏松砂岩气藏开发技术;⑥火山岩气藏开发技术。未来10年,中国石油的天然气业务将持续快速发展,但低品位储量进一步增加,需要解决低渗透砂岩气藏提高采收率、超深高压气藏长期高产稳产、碳酸盐岩气藏流体预测、高含硫气藏安全高效开发、火山岩气藏整体规模开发、疏松砂岩气藏开发后期防砂治水等技术难题,同时要积极发展煤层气、页岩气等非常规天然气开发技术。     

强非均质致密砂岩气藏已开发区井网完善方法

为提高致密气田开发区采收率、实现规模效益开发,需要充分有效动用地质储量。针对如何完善井网的实际问题,主要基于储量复算、动储量评价和变井距加密方法 3个方面考虑:①针对致密砂岩的强非均质性,利用Voronoi网格的非均匀切片法开展储量评价,相比容积法计算储量,有效减少了因各参数平均带来的误差;②对700余口生产超过10年的井分阶段预测动储量,形成Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类井分阶段动储量评价经验公式,有效解决了致密气井生产初期动储量计算不准确的问题;③在井网评价与完善方面,根据强非均质储层的特征,充分结合地质、地震和生产动态认识表征未动用储量分布,采用变井网加密方式,以保证加密井部署的合理性。此井网完善方法为致密砂岩气藏老区效益稳产提供强有力支撑。     

低渗砂岩气藏地质特征和开发对策探讨

低渗砂岩气藏的地质特征主要表现为非均质性严重、孔喉半径小、泥质含量高和含水饱和度高；其开发特点为：气井自然产能普遍较低且分布极不均衡，生产压差大，稳产条件差，大部分井投产前需要进行加砂压裂改造；其相应的开发对策是开展气藏精细描述，确定各类储层的分布范围；在布井方式上采用非均匀高点布井和加密井网布井方式；加强钻井、完井过程中的气层保护措施；提高加砂压裂效果，改善储层渗流能力；做好开发早中期工作，开采后期采用增压开采和排水采气开采方式以延长气井生产寿命。     

苏53区块裸眼水平井段内多裂缝体积压裂实践与认识

苏里格低渗透致密砂岩气藏水平井具有储层多、含气井段长、物性差等特点,裸眼封隔器分段压裂是提高单井产气量的有效措施。致密砂岩气藏水力压裂改造主要是在平面上改善储层渗流能力和纵向上提高储层剖面动用程度及有效性,储层改造体积与增产效果表现为明显的正相关。探讨了适合苏53区块裸眼水平井的体积压裂模式,提出了段内多裂缝体积压裂工艺与实现方法,现场试验增产效果良好,为苏里格气田的高效开发开辟了新的技术思路。     

低渗透河流相储层建模方法与应用——以苏里格气田苏6加密试验区块为例

储层地质模型既是油气藏综合评价的地质基础,也是油气藏数值模拟的必要参数和开发调整方案的直接依据。在综合利用地质、测井和生产动态资料基础上,开展了低渗透河流相储层建模方法的研究。结果认为:细分沉积单元、分相进行储层参数变差函数结构分析能够精细地刻画储层的非均质性;应用相控条件模拟进行井间储层参数的预测,能有效地反映出低渗透储层物性的局部变化;应用储层属性模型,可以直接预测有效储层的规模大小及其空间分布,为气田开发井网的部署和调整提供地质依据。应用低渗透河流相储层建模方法预测的结果得到了生产实际的动态验证,该建模方法为同类气藏储层建模提供了参考。     

苏里格气田致密砂岩气藏储层表征技术及其发展展望

储层表征与建模是油气田开发领域的一项关键技术,致密砂岩气藏因其特殊性,储层表征技术仍处于探索阶段。鄂尔多斯盆地苏里格气田主力产气层下二叠统石盒子组8段由多期河道砂体叠置而成,具有低孔隙度、低渗透率、强非均质性的地质特征,随着水平井的规模开发,更加精细的储层表征就显得尤为重要。为此,在借鉴油藏表征技术的基础上,结合苏里格气田致密砂岩气藏的地质特点及多年的开发实践,提出了该气田储层表征的技术思路:①精细地层划分对比,建立等时地层格架;②以刻画砂体、有效砂体为重点,建立储层地质知识库;③优化三维地质建模方法,建立精细地质模型。根据苏6区块历年地质建模效果和当前国内外河流相储层的地质建模方法,总结归纳出了不同开发阶段、含不同生产资料的相控建模技术。最后结合气田开发实际,展望了致密砂岩气藏储层表征技术的主要发展方向。     

苏里格气田降低压裂伤害工艺技术研究

压裂改造是致密砂岩气藏开发评价和增储上产必不可少的技术措施;同时压裂过程中压裂液对低孔、低渗储层往往造成伤害,苏里格气田储层的孔隙度、渗透率相对较低,应更加注重降低压裂过程中引起的伤害。因此,首先对压裂过程中引起低孔、低渗储层伤害的机理进行深入分析,然后分析相应的工艺技术措施。     

我国水平井完井技术现状与发展建议

经过几十年的发展,我国各种岩性的油气藏都有水平井钻成,且采取的水平井完井方法多种多样。但是,我国的水平井完井技术尚有2个难点,即水平井如何均衡排液并提高开发效益、低渗透砂岩油气藏水平井如何进行多段压裂改造。详细介绍了我国底水油藏延缓和控制底水脊进的技术现状,现有技术有采水采气联合控制水气脊进、射孔井分段控水完井、裸眼井分段控水完井、水平井井下智能找堵水及分层开采完井、水平井均衡排液完井等。其中,均衡排液完井属于系列技术,包括变盲筛比例筛管控水完井、梯级筛管完井、梯级筛管与变盲筛比例筛管复合、中心控压控水完井等。分析介绍了低渗地层水平井分段压裂完井技术现状,该类技术包括水力喷射分段压裂、双卡上提压裂多段技术、分段环空压裂、液体胶塞隔离分段压裂、机械桥塞隔离分段压裂、水平井限流压裂等;研究了水平井分段压裂合理段数的设计,指出:应根据地层特点确定合理的分段压裂段数,以避免因裂缝间距太小相互干扰或因裂缝间距太大造成死油区很大。最后,针对我国水平井完井技术现状,预测了发展趋势,提出了发展建议。      

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。     

洛带气田遂宁组特低渗致密砂岩气藏压裂改造技术应用研究

洛带气田遂宁组气藏埋藏较浅，属典型的特低渗致密气藏。储层为砂泥岩互层或泥岩夹层，单层砂体很薄，微裂缝较发育和非均质性强，长期以来一直被视为“非储层”。文章进行了储层敏感性评价和低伤害压裂液优选研究，提出了以“多层合压或分层压裂、中砂量、中前置液量、中排量、中砂比、强化返排措施”为特色的水力压裂改造技术，取得极为明显的增产效果，平均单井增加无阻流量4.62×104m3/d。遂宁组特低渗致密砂岩气藏压裂改造技术的重大突破，为难动用储量的升级和增储上产做出了关键性贡献，使以前一直被认为是“非储层”的致密气藏成功转化为工业性气藏，并成为川西地区增产效果最好的气藏之一。     

多元隶属函数在致密砂岩储层分类中的应用

不同于常规砂岩储层,致密砂岩储层孔隙结构更为复杂,单靠孔隙度或渗透率等单一参数难以有效划分储层。由于单参数在划分储层方面存在困难,因此引入多个能表征储层特性的参数综合评价致密砂岩气储层。以塔里木盆地克拉苏西部气田为例,压裂后,储层按照气井产能可分为4类,结合储层特点,选用斯通利波时差、斯通利波渗透率、反射系数和孔隙度参数可以较灵敏地反映储层孔隙和裂缝的发育情况,将这4个参数作为致密砂岩气藏储层评价判别集,引入一种基于模糊数学的多元隶属函数的方法来划分致密砂岩气储层,可以明显划分出这4类储层。     

水平井多级多缝加砂压裂技术研究与应用

川西低渗透气藏存在异常高压、储层品质差、气井控制半径小、产量递减快、气藏整体采收率低等问题,难动用储量占有较大的比例.直井开发效益差,无法实现效益开发.水平井分段压裂开发是低渗透气藏实现提高单井产能的重要手段.文章在水平井分段压裂适应性分析及人工裂缝参数优化的基础上,针对川西低渗透气藏工程地质特征,通过对工具改进和工艺的优化,创造性的将常规水平井分段压裂与限流压裂技术相结合,形成水平井多级多缝加砂压裂工艺.XS21-4H和XS21-11H井等14口井的现场试验对比结果分析表明,多级多缝压裂工艺在节约施工成本的同时,大大提高了加砂压裂改造效果,单井最高增产倍比达到6.7倍,经济效益显著,具有较好的现场推广价值.