深层致密砂岩气藏充气钻完井技术研究与应用

巴喀致密砂岩气藏作为勘探开发重点区块,增储上产潜力较大,为有效降低对天然气藏污染,进而提高单井产量和真实评价区块储量规模,本文在分析钻完井难点基础上,开展了深层致密砂岩气藏井身结构、充气状态下注入参数、冻胶阀注入工艺等充气欠平衡技术优化研究,通过欠平衡钻井现场试验,在非目的层和目的层钻井提速、储层保护和发现方面取得了显著的效果,进一步验证了北部山前带和南部斜坡带储层的真实产能,为提高致密砂岩气藏勘探开发效果提供了一条行之有效的途径。     

金华-秋林区块沙溪庙组致密砂岩钻井提速技术

针对金华—秋林区块沙溪庙组致密砂岩钻完井过程中轨迹调整频繁、定向托压严重、制约钻井提速的问题,提出了致密砂岩地层高效钻井技术,并论述了该方法的特点及施工流程。金华—秋林区块以砂岩和泥岩互层为主,在分析岩性变化小的基础上,结合钻井参数强化技术、配套工具组合优选原则和具体实例,给出了多种工艺参数设计方法和实施步骤,对复杂地层进行交叉使用。现场应用效果表明,基于致密气钻井提速模板,一开和二开的钻井周期分别缩短 49.2％、45.2％,提速增效效果显著;全井平均机械钻速提升57.1％,平均钻井周期减少46.4％ ～49.7％。该研究结果可以为致密砂岩地层高效钻井提供参考。     

致密砂岩气藏水基欠平衡钻井损害评价

致密砂岩气藏储层具有孔喉细小、强亲水、裂缝发育等特点，在作业过程中易于受到损害。采用水基钻井液欠平衡钻开致密砂岩气藏时，易发生逆流自吸效应及敏感性损害。这些损害究竟对致密砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护效果产生多大影响，目前还没有一套完整的实验方法来模拟其对气藏的损害程度。为解决致密砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护，设计了一套实验装置和实验方法来模拟水基欠平衡钻井。利用这套装置对川中某气田典型岩心进行了不同欠压值的储层损害程度评价，研究了水基欠平衡钻井的损害机理以及影响因素。实验结果表明：水基欠平衡钻井对储层损害程度弱，平均为11.8％，钻井液循环2 h滤液及固相侵入深度小于1 cm，侵入深度浅。为定量评价水基欠平衡钻井对储层损害程度提供了一套实用装置和方法。     

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。     

迪北地区致密气藏地质条件及资源潜力

库车坳陷东部的迪北气藏是塔里木盆地已证实的致密砂岩气藏,在其形成地质条件分析基础上,依据露头、钻井、地震等资料深入研究构造特征和源储匹配关系,并利用多种方法对库车东部致密砂岩气资源量进行了计算。研究认为:迪北气藏侏罗系煤系烃源岩发育,成熟度高,处于大量生气阶段,为致密砂岩气的形成提供了充足气源;侏罗系阿合组为典型的致密储层,且与煤系烃源岩叠置,是形成致密气藏的必要条件。     

中国致密砂岩气藏勘探开发关键工程技术现状与展望

中国致密砂岩气藏具有低孔低渗、裂缝发育、局部超低含水饱和度、高毛管压力、地层压力异常、高损害潜力等工程地质特征。经过10多年持续攻关，已经形成了裂缝性致密砂岩气藏保护屏蔽暂堵技术系列、气体钻井及全过程欠平衡完井保护技术系列，成功试验了CO2泡沫压裂液体系、N2增能压裂液体系和低摩阻高黏度瓜胶有机硼冻胶压裂液大排量套管注入的大型压裂工艺。实践证明，贯彻储集层保护与改造并举的方针，实现全过程储集层保护是致密砂岩气藏及时发现、准确评价和经济开发的重要保证。建议加强致密砂岩岩石物理学基础研究，重视水平井及特殊工艺井的钻井及完井储集层保护配套技术应用，大力提高增产改造技术的适应性，形成针对不同类型致密砂岩气藏的配套技术系列。参42     

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岩石组分和裂缝是影响致密砂岩气藏损害程度的重要因素，研究岩石组分和裂缝对致密砂岩气藏应力敏感性影响能够为钻井、完井作业及开发致密砂岩气藏中的储层保护提供基础参数。文章以鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩气藏盒1段、山1段及太原组三个层位为研究对象，选取基块及裂缝岩样进行应力敏感性实验，采用应力敏感性系数S_s对实验结果进行评价。不同层位基块岩样对比显示岩屑含量越高其应力敏感性越强，同一层位基块岩样与裂缝岩样的应力敏感性系数对比表明裂缝的存在大大增加了致密砂岩储层应力敏感性。     

致密火山岩气藏水相和油相圈闭损害实验评价——以南堡凹陷5号构造沙河街组为例

致密火山岩气藏通常与致密砂岩气藏呈互层分布,尽管储层岩石物性与致密砂岩气藏类似,但致密火山岩气藏水相圈闭和油相圈闭损害却未能引起关注。为了揭示致密火山岩气藏水相和油相圈闭损害潜力,选取南堡凹陷沙河街组致密火山岩气藏储层岩心,开展了水相和油相毛管自吸与液相返排实验评价,并与沙河街组致密砂岩气藏液相圈闭损害进行对比。结果表明：①致密火山岩气藏储层岩石水相和油相毛管自吸能力弱于致密砂岩,致密砂岩既亲水又亲油,致密火山岩亲油性更强;②沙河街组致密火山岩气藏液相圈闭损害呈现“三低”特点,即毛管自吸进液量低、液相返排率低和渗透率损害率低;③沙河街组致密火山岩气藏水相圈闭损害比油相圈闭损害更严重。孔喉呈多峰分布、裂缝发育、存在大量溶蚀孔等孔喉结构差异是造成致密火山岩气藏水相和油相圈闭损害显著区别于致密砂岩气藏的重要原因。致密火山岩气藏钻井过程中,需控制裂缝性漏失,避免水基或油基工作液滤液进入裂缝侧面储层深处;控制压裂等增产改造措施规模,以防沟通底水诱发水相圈闭损害;在开发生产过程中要制定合理工作制度,预防凝析油析出引起的油相圈闭损害。     

气体钻井高效开发致密砂岩气藏

致密砂岩气是一类非常重要的非常规油气资源，但该类气藏岩石致密、孔喉细小、孔渗低、黏土矿物改造作用强、强亲水并且原始水饱和度低。钻井完井过程中该类气藏易受损害并难以解除，主要的储层损害类型包括固相堵塞、与液相侵入相关的敏感性损害和水锁损害、应力敏感性损害，其中液相损害的影响要大于固相侵入堵塞。采用常规的过平衡和欠平衡钻井技术由于严重的储层损害而普遍效率低，难以形成对该类气藏的有效勘探开发。理论和现场试验均表明，气体钻井技术是一种高效开发致密砂岩气藏的钻井技术，它不仅从根本上避免了钻井液钻井中由固、液相侵入引起的储层损害，有效保护了储层；还极大地提高了钻速，减少了钻井事故，缩短了建井周期。     

应力敏感性致密气藏压裂井动态反演新方法

针对致密砂岩气藏的储层特征及渗流机理,建立并求解了考虑储层应力敏感性和裂缝导流能力的致密砂岩气藏压裂井不稳定渗流数学模型,进一步开发出应力敏感性致密砂岩气藏压裂井产能递减典型曲线图版,利用图版拟合可以求取致密砂岩气藏应力敏感储层参数及压裂工艺参数,形成一套快速有效的致密砂岩气藏压裂井动态反演技术及动态产能确定方法。通过苏里格气藏压裂井实例分析,验证了该应力敏感性致密砂岩气藏压裂井动态反演技术方法的可靠性,有助于致密砂岩气藏的高效开发。     

致密砂岩气藏水相圈闭损害实验研究及应用

致密砂岩气藏已成为当前油气勘探开发的重点，但水相圈闭损害严重影响其勘探开发效益。鄂尔多斯盆地北部塔巴庙致密砂岩气藏具有低孔低渗、低压、高毛管力、高有效应力、低初始含水饱和度、天然裂缝一定程度发育和粘土矿物丰富多样等特征。对塔巴庙致密砂岩气藏地质特征和水相圈闭损害机理的研究表明，致密砂岩气藏潜在水相圈闭损害严重，并通过典型致密砂岩岩样的毛管自吸实验和水相圈闭指数APt实验评价证实水相圈闭损害的严重性。毛管自吸实验揭示出，物性越好、初始含水饱和度越低的储层更易发生自吸诱发的水相圈闭损害。综合地质特征和实验结果，分析了塔巴庙地区应用屏蔽暂堵钻井完井液防止水相圈闭损害而促使盒2＋3段高产气藏及时发现的原因。     

致密砂岩气藏的类型和勘探前景

在总结前人研究基础上,对比分析了2种不同类型致密砂岩气藏的成藏条件及成藏特征：原生型深盆气藏,如加拿大阿尔伯达盆地、美国西部盆地及我国鄂尔多斯盆地的致密砂岩气藏改造型致密砂岩气藏,如我国四川盆地西部中生界致密碎屑岩气藏。通过实例分析,指出了致密砂岩气藏研究方面存在的问题及勘探前景。     

北部山前带柯柯亚地区致密砂岩气藏特征分析

北部山前带柯柯亚致密砂岩气藏是油田增储建产的重点勘探区带。文章介绍了柯柯亚致密砂岩气藏的类型、沉积相等特点,从微观上分析了气藏的特征。指出该区致密砂岩气藏为"先致密、后成藏"成藏模式,致密砂岩气藏高产富集的主要控制因素是储层物性,构造部位的高低在一定程度上控制气藏的产量,由此提出了下一步的勘探方向。     

制约川西致密砂岩气藏高效开发主要因素探讨--以新场气田浅、中储层特征为例

根据川西致密砂岩气藏的工程地质特征，对影响气藏高效开发的因素进行了分析：分析了致密砂岩储层特征的影响；钻井、完井技术的影响；水锁对低渗储层的危害。提出了低渗储层的增产改造技术以及应用该技术取得的成果。     

吐哈盆地致密砂岩气成藏条件与有利勘探领域分析

结合致密砂岩气藏特征及成藏条件,认为哈密四道沟低产含气区为典型的致密砂岩气藏发育区,有望通过新型大型压裂试油采出工艺技术攻关,获得稳定的工业气流,盘活哈密四道沟大型致密砂岩气藏。根据致密砂岩气勘探理论,认为吐哈盆地具备发育大型致密砂岩气藏的基本地质条件。分析认为吐哈盆地发育胜北、丘东、小草湖、哈密、托克逊五大成煤领域,气源岩条件优越,源储一体,紧密接触,致密砂岩气藏成藏条件好;巴喀水西沟群气藏的发现及大面积活跃的油气显示展示了吐哈盆地巨大的致密砂岩气勘探潜力。     

川中八角场致密砂岩气藏深度压裂的主要做法

川中八角场致密砂岩气藏的储量丰富,但此类气藏开采难度大,开发好此类气藏对该区稳定生产有着重要的意义。围绕研究区致密砂岩气藏开发问题,结合国内外研究成果,首先分析了致密砂岩气藏地质特征和开发特征,指出了相应的技术对策;就深度压裂改造技术及其配套技术在川中八角场致密岩气藏中的运用情况进行了归纳、总结。研究证实深度压裂改造技术能有效的提高致密砂岩气藏的单井产量。     

致密砂岩气藏损害特征及评价技术

致密砂岩气藏具有孔喉细小、 裂缝发育、 超低初始含水饱和度等特点, 在勘探开发过程中易受到损害, 其中水锁和应力敏感是最致命的损害方式。利用毛细管力自吸 －离心法、 Ｄ Ｐ Ｔ指数法和自研实验装置评价了致密砂岩气藏在过平衡和欠平衡条件下的水锁损害程度; 利用毛细管流动孔隙结构仪、 Ｃ Ｔ扫描等手段评价了致密砂岩气藏的应力敏感性。结果表明, 致密砂岩气藏有很强的水锁损害潜力, 即使在欠平衡条件下水相自吸对气藏仍然有一定程度的损害, 过低的欠压值不能达到有效保护储层的目的。随着有效应力的增加, 致密砂岩储层基块孔径明显减小, 裂缝渗透率大幅度降低; 在应力加载初期裂缝闭合程度较大, 后期减缓。在水基欠平衡钻井过程中,水锁和应力敏感的叠加效应使储层损害程度大幅度地增加。储层原始地层条件的真实模拟以及将室内评价实验结果与现场工程设计紧密结合是下步研究工作的重点。     

塔里木克深9气田复杂超深井钻井关键技术

塔里木克深9气田超深井具有井眼超深、高温和高压的典型特征,钻井过程中存在钻井周期长、盐膏层高压盐水与薄弱漏层同存、盐上高陡地层防斜打快难,吉迪克组地层和致密砂岩储层机械钻速低等问题。为解决这些问题,在盐上地层应用了垂直钻井工具,并优选了高效PDC钻头,在盐膏层采用了高密度油基钻井液、控压放水技术和盐膏层安全钻井技术,在致密砂岩储层应用了360旋转齿钻头、涡轮钻具+孕镶钻头提速技术,形成了克深9气田复杂超深井钻井关键技术。该技术在克深9气田2口井进行了现场应用,平均钻井周期缩短12.0%,故障处理时效降低4.1百分点,平均机械钻速提高13.0%。研究结果表明,塔里木克深9气田复杂超深井钻井关键技术能够满足该气田超深气藏高效勘探开发的需求,对国内外类似超深井高效钻井具有一定的借鉴。      

吐哈盆地胜北洼陷致密砂岩气勘探潜力与方向

综合研究认为胜北洼陷侏罗系水西沟群具备形成大面积致密砂岩气藏的成藏条件,即有利于形成致密砂岩气藏的构造条件,气源条件,低孔、低渗储层物性特征及良好的圈闭保存条件。解剖北部山前带和丘东洼陷南斜坡已知致密砂岩气藏,对比表明胜北洼陷致密砂岩气藏具有以下特点:①煤系地层长期大量生排烃为形成致密砂岩气藏提供了充足的气源,②烃源岩与储集层呈互层紧密接触有利于气源内致密砂岩成藏,③气层具有含水率偏高、低压异常特点。储层非均质性、致密性和良好的封闭条件是影响该区致密砂岩气成藏的地质因素。胜北洼陷南部斜坡区及洼陷中央隆起,源岩与储集层配置条件优越,是寻找致密砂岩气藏的有利区域。     

气体钻井中致密砂岩流固耦合实验研究

应力改变与岩石的各种物性参数及变形破坏密切相关。通过对四川盆地须家河组致密砂岩进行压敏和声波时差实验,研究气体钻井中致密砂岩储层渗透率及波速与围压的关系。实验结果表明：一方面,气体钻井过程中储层随地层压力降低而导致的渗透率损失程度比气藏衰竭开发过程中的更大;另一方面,在三轴应力条件下,随着围压的增加,致密砂岩声学特性将遵从多项式函数的变化规律,该压实规律进一步阐明了渗透率的变化趋势。