四川盆地威远页岩气藏高效开发关键技术

威远页岩气藏地质条件复杂,工程技术面临很大挑战,因此,通过地质和工程技术的相互融合,以“选好区、打准层、压好井、采好气”为核心,从地质评价及井位部署优化、水平井优快钻井及精准地质导向、水平井体积压裂、排采及动态分析等4个关键环节入手进行技术攻关,形成了适合威远页岩气藏勘探开发的6项关键技术,即页岩气高产区带评价与优选技术、复杂地表条件下一体化井位部署与优化、长水平段丛式水平井高效钻井完井技术、页岩甜点录井辅助地质导向技术、页岩气体积压裂技术、排采测试及气藏开发动态分析技术。6项关键技术在威远页岩气藏开发中得到推广应用并不断完善,开发效果不断提高,主力产层龙一₁1小层的钻遇率达到98%,钻井周期缩短至69.2 d,测试产量达到19.7×104 m3/d,单井最终可采储量增至10 482×104 m3。6项关键开发技术为威远页岩气藏的高效开发提供了技术支持,且技术的适应性不断增强。      

四川盆地威远页岩气开发成熟区加密井可采储量概率法评估

随着川南页岩气勘探开发快速上产,威远页岩气开发不断深入,需要井间加密提高动用储量,利用现有生产井对规划的加密井进行最终可采储量（EUR）评价成为现实问题之一。应用现代产量递减分析方法评价了威远成熟区生产井EUR并建立其概率分布,应用概率法评价规划加密井EUR,认为从单井EUR统计规律来看威远页岩气开发已经进入成熟阶段,可在威远区块使用概率法开展EUR类比,评估加密井EUR;采用概率法评价W204井区加密井的EUR目标风险和开发风险较小,表明井数越多EUR不确定性越小;在页岩气开发成熟阶段,使用概率法可以更加可靠地预测单井EUR和降低项目不确定性风险。利用概率法评价加密井EUR和气田EUR的结果和方法可以为其他类似地区提供借鉴和参考。     

未开发远景区页岩气的综合评价方法——以伊朗卢雷斯坦页岩气区为例

页岩气评价方法及关键参数研究表明,仅靠技术指标来寻找地质甜点并不能实现页岩气的商业经济开发。通过将总有机碳含量、镜质体反射率等技术指标与内部收益率、投资回收期等经济指标相结合,提出一套经济指标和技术指标相结合的研究方法,用以筛选页岩气未开发区的最佳技术经济开发甜点。采用该方法通过总有机碳含量、镜质体反射率、有效储集层厚度和含气量等参数筛选21个地质甜点。再基于类比研究法,以压力梯度、黏土矿物含量、埋藏深度等参数为类比依据,选择Eagle Ford页岩为类比对象,提取采收率和生产曲线两项指标,估算研究区的技术可采储量。在此基础上,结合内部收益率、投资回收期等经济指标评价地质甜点的经济性。应用这套多参数综合评价方法,对伊朗卢雷斯坦地区白垩系页岩气储集层S₁层和S₂层进行评估,确定该区域的最佳技术经济开发甜点。结果表明,在净现值取其P₁₀值(累计概率10%时对应的参数值)的情况下,技术可采储量和经济可采储量总量分别为7875×10~8 ~m3和4 306×10~8 m~3,有11个地质甜点具有商业开发价值,其中1号甜点价值最高...     

基于深入类比的致密气区块快速评价技术

鄂尔多斯盆地东缘致密气区块纵向发育气层多、横向连续性差、产水积液、产能差异大,在静态资料较少情况下,快速有效的评价新区块产能规模难度大。以鄂尔多斯盆地东缘ZJS新区块为例,挑选地质条件类似且已开发生产的邻区,采用不稳定产能法得到单井典型层有效渗透率、经济可采储量等动态参数;结合ZJS区块气层厚度、孔隙度等静态参数以及类比得到的动态参数,建立ZJS典型层单井数值模拟,考虑实际生产水气比对产能的影响,预测ZJS区块单井产能剖面及经济累产;类比邻区各层系采收率,确定ZJS区块经济可采储量,结合数值模拟预测的ZJS区块单井经济累产,确定新区块开发投产井数;最后在单井产能剖面基础上,预测ZJS区块产能规模。结果表明,在动用储量相同情况下,有效渗透率,单井泄气半径、考虑水气比的单井经济累产等动态参数对新区块最终布置井数、产能规模影响大。新区产能规模评价时,充分利用地质条件相似区块分类分层深入类比,可实现新区块快速有效评价,为区块高效开发奠定基础。     

页岩气钻完井工程技术现状

介绍了页岩气的性质、特点及全球分布情况,针对页岩气储层物性差、开采难度大的特点,重点介绍了北美页岩气开采过程中所采用的水平井钻井技术、特殊的完井工艺以及水力压裂等储层改造技术。通过文献调研得知,美国页岩气勘探开发已进入商业化模式,集成应用了先进的钻完井技术和井下工具。我国页岩气地质储量丰富,但是勘探开发技术尚在探索起步阶段,需要克服的困难还很多。文章借鉴国外先进页岩气钻完井技术,结合国内现有技术,提出适合我国页岩气勘探开发的理论依据和技术思路。     

页岩气井精细控压生产技术可行性研究与现场试验

页岩气压裂水平井控压生产能够延缓裂缝闭合,提高单井最终可采储量EUR。北美页岩气开发已进入精细控压生产成熟阶段,而川渝页岩气控压生产还处于起步阶段,亟需加强控压生产工艺的研究。文章从控压生产发展进程、产层特征、单井最终可采储量和单井产量等方面对比北美页岩气和川渝页岩气,并在国内首次进行井筒内控压并配合可调式油嘴精细控压生产试验(4口不同生产方式的试验井),验证精细控压现场实施的有效性。研究表明川渝页岩气实施可调式油嘴精细控压生产工艺潜力较大,目前川渝页岩气开采情况同北美早期页岩气开采情况较为接近,产量递减快,增产空间较大。通过现场精细控压试验,并结合预测单井最终可采储量的对比分析,结果表明初期下油管配合可调式油嘴的精细控压生产工艺能有效降低压力衰减速率并平稳生产,在保护储层的前提下能够有效提高单井最终可采储量。该技术有助于推进国内页岩气井精细控压生产工艺的发展。     

工程因素对页岩气可采储量的影响

页岩气可采储量的大小与工程因素密切相关。为探讨工程因素对页岩气可采储量的影响,发挥关键工程因素作用,以中国涪陵页岩气为例,在对页岩气井工程数据进行统计和分析的基础上,总结了页岩气井水平段长度、压裂液量、压裂段数、支撑剂量等工程因素对页岩气可采储量的影响,得出各因素与可采储量间的相关性以及表征工程因素的水平段长度、距断层距离以及钻井垂深三个相关度高又相互独立性强的工程因素。地质参数相差不大时,工程因素是决定页岩气单井可采储量的关键,应充分发挥工程因素对可采储量的重要作用。在对各工程参数进行单因素评价的基础上,采用表征工程因素的综合参数因子,建立了工程参数与单井可采储量的定量化表征预测模型,为页岩气开发过程中把握关键工程因素、借鉴相关经验提供了参考依据。     

四川盆地焦石坝区块页岩气井产量递减典型曲线建立

借鉴常规气井和北美页岩气井产量典型递减规律,应用四川盆地页岩气田焦石坝区块9口具有地质、工艺参数、试采特征等代表性的典型井实际生产数据,初步建立了该区块页岩气井产量递减典型曲线。在排除不同生产制度、频繁调配产、关井等因素的影响条件下,采用归一化拟产量和物质平衡时间建立关系,提出了合适的双曲递减典型曲线、递减指数、递减率;建立了页岩气井A50、A30、A20产量典型递减曲线,分析了影响页岩气井产量递减典型曲线的因素,结合实际论证了产量递减典型曲线在区块的代表性,并应用产量递减典型曲线评估单井产能和可采储量。     

四川盆地页岩气开发钻井技术难点与对策分析

页岩气是一种极富开发价值的非常规天然气资源,加强国内页岩气勘探开发工作,对实现常规油气 资源的有效补充,保证国家能源安全具有重要意义。国内页岩气勘探开发技术还处于初期探索阶段,文章介绍国 外页岩气钻完井关键、核心技术以及现场作业情况,并对比国内页岩气开发区块的钻井情况,着重探讨我国页岩气 钻完井关键技术和钻井过程中出现的难点问题及我国页岩气钻完井技术的集成和应用,提出国内页岩气钻井的难 点对策以及开发配套工艺技术的研究方向和内容。     

区带勘探中的油气资源评价方法

国内外主流统计方法的预测结果,作为区带高效勘探部署的有效决策依据还有一段距离,评价方法研究与应用仍有提升空间。立足于提升区带商业发现效益以及解决区带勘探部署规划中的实际问题,分别提出：①区分边际概率、条件概率与空间概率模型的地质模型内涵与适用条件,揭示特定地质条件约束下的地质风险,辅助提升低勘探程度区带的预探目标或风险井的勘探成功率;②遵循油气成藏体系理论划分高勘探程度区带范围,按最早探井发现时间整理、归并储量计算单元为经历了相同地质作用过程的油气藏（样本）数据,为求解油气藏规模总体分布模型提供较为客观的样本数据;③充分考虑不同勘探投入对油气藏发现的影响,推导期望最大化算法并基于勘探效率图版求解地质帕莱托概率分布参数,更加客观地预测区带油气资源潜力及油气藏规模结构;④分别采用体现地质和市场不确定性的情景树,以及勘探目标地质相关性或战略相关性的贝叶斯网络,可有效将投资组合技术与公司战略规划部署有机结合起来。     

地质工程一体化在涪陵页岩气示范区立体勘探开发中的应用

四川盆地涪陵海相页岩气区具有不同于北美页岩气区的地质条件,很难直接采用北美大规模、高密度、连片化布井的开发模式.针对四川盆地涪陵页岩气田下部气层一次井网开发后剩余资源精细刻画难度大、剩余资源动用率低和提高老井最终技术可采储量(EUR)技术不完善等难题,提出了适用于涪陵海相页岩气立体开发特点的地质工程一体化思路.在页岩气...     

概率法在页岩气未开发最终可采量评估中的应用——以北美某成熟页岩气区块为例

中国实现页岩气规模开发的时间不长,页岩气最终可采量(EUR)评估方法研究尚处于不断积累和完善的阶段,尤其是评估准确度较高的概率法应用还不普遍。为此,在分析评价页岩气EUR评估方法的基础上,应用改进双曲递减模型预测了北美某成熟页岩气区块内在产井的EUR并建立其概率分布,基于上述结果应用概率法模拟新井的未开发EUR,并分4种情形(目标概率、项目风险、项目对比、更合理的EUR评估)对概率法的合理使用及其应用效果进行了详细阐述。研究结果表明:(1)随着页岩气开发项目的推进,生产井数的增加、开采技术的成熟,概率法所需的具有合理置信度水平的类比井组可以建立起来,为应用概率法评估未开发EUR奠定了基础;(2)页岩气项目未开发EUR在部分程度上受总井数的影响,未来钻井数量减少会增加未开发EUR的不确定性,相反钻井数量增加则可以减少未开发EUR的不确定性;(3)概率法具备定量描述不同级别未开发EUR的可能性,定量反映项目存在的不确定性和风险,通过对不同项目的不确定性及风险进行对比,可以为项目的鉴别和决策提供依据。结论认为,随着页岩气生产井数的增加和开采技术的成熟,采用概率法对页岩气项目未开发EUR进行评估是更为合理可靠的选择。     

基于概率法的页岩气单井最终可采量评估 ——以焦石坝页岩气田加密井为例

页岩储层大面积连续分布的地质特征和"工厂化"作业的工程特性,使得同一区域内页岩气单井最终可采量(Estimated Ulti?mate Reserve,EUR)的统计分布具有可重复性,是概率法计算EUR的基础.常规确定性方法只能给出一个储量值,概率法能够计算储量的概率分布.四川盆地焦石坝页岩气田一期工程采用600 m井...     

关键技术进步促进页岩气产业快速发展——以长宁—威远国家级页岩气示范区为例

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源量巨大,但较之于北美地区的页岩气田,前者的地质条件复杂、地面条件较差,因而对川南地区页岩气勘探开发技术的要求就更高。为了实现页岩气工业化大规模开采,必须形成适应于川南地区的页岩气勘探开发关键技术。为此,在长宁—威远国家级页岩气示范区建设过程中,通过不懈探索和持续攻关,从无到有,创新建立了适合我国南方多期构造演化海相页岩气勘探开发的6项关键技术——综合地质评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、丛式井工厂化作业技术以及高效清洁开采技术。该系列技术在上述页岩气示范区产能建设过程中,历经三轮优化调整,产能建设效果一轮比一轮好,平均单井评估最终可采页岩气储量(EUR)逐步提高,第三轮井均EUR比第一轮提升了128%。生产实践表明,上述页岩气示范区建设过程中持续优化完善了6项关键技术,使其技术适应性和可复制性不断增强,为川南页岩气快速上产提供了有力的技术支撑。     

提升川南地区深层页岩气储层压裂缝网改造效果的全生命周期对策

为了实现深层页岩气的规模高效开发,以四川盆地川南地区泸州—渝西区块上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩气储层为研究对象,系统分析了涵盖井位部署、钻完井、排采生产阶段的页岩气井全生命周期中影响页岩气储层压裂缝网改造效果的地质和工程因素,进而提出了有针对性的技术对策及下一步的技术发展方向。研究结果表明:①应力状态和断裂体系是影响缝网扩展程度的首要因素,不等时靶体及其钻遇率是形成复杂缝网的先决条件,发育的天然弱面区带是诱导裂缝延伸的重要介质,优质页岩储层厚度是衡量资源纵向上能动性的地质依据;②液体携砂效率与密簇是提升水力裂缝复杂程度的工艺保障,精细分段射孔工艺是实现储层横向上充分动用的技术核心,一体化压裂方案设计是避免井下复杂情况产生、实现储层得到最大限度改造的创新流程,合理的焖井与排采制度是保证气井长期高位稳产的必要措施;③提升深层页岩气井压裂缝网改造效果的全生命周期对策的内涵包括确定适宜的储层纵横向动用模式以实现对优质储层的充分改造、有效识别断层与弱面以减少井下复杂情况的产生、优化簇间距和砂液体系以保证水力裂缝网络规模达到最大化、通过制订合理的生产制度以保证气井最大估算最终开采量(EUR)的获取;④开展长水平段气井精细压裂方案设计、持续优化砂液体系、簇间距与施工强度、研究多层立体压裂技术是深层页岩气储层缝网压裂技术下一步的发展方向。     

水平井地质导向技术在四川威远204井区页岩气开发中的应用

四川威远204井区龙马溪组地层底部发育一套富含烃类气体页岩,为了提高水平井优质页岩钻遇率和页岩气产量,在威远204井区共实施了4口水平井地质随钻导向钻井技术,根据随钻GR值的变化调整轨迹纵向位置,保证钻头在设计地质层位钻进,优质页岩钻遇率达95.11%,节约了钻井成本,单井初期日产气达22.6×104 m3,达到了预期效果。     

页岩气钻完井技术现状及难点分析

页岩气勘探开发在中国刚刚起步,缺乏相关技术经验。为此,介绍了国外页岩气钻完井技术现状及最新进展。国外页岩气开发先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、丛式水平井钻井（PAD水平井）的发展历程;目前水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式,页岩气水平井钻井要考虑其成本,垂直井段的深度不超过3 000 m,水平井段的长度介于500～2 500 m;PAD水平井钻井利用一个钻井平台作为钻井点,先后钻多口水平井,可以降低成本、节约时间,是比较新的页岩气钻井技术;页岩气固井主要采用泡沫水泥固井技术,完井方式以套管固井后射孔完井为主。在综合分析国外页岩气钻完井技术及钻完井难点的基础上,指出国内页岩气钻井应着力解决在保持井壁稳定、预防事故、降低钻井成本、研发配套仪器和优选钻井液配方等方面存在的问题。     

钻井工作量分析法预测中国南方海相页岩气产量

中国南方海相页岩气资源丰富,但已有的常规方法不能满足对未来页岩气产量发展的预测。为此,以该区下志留统龙马溪海相页岩为例,基于其开发潜力,分析了现有页岩气资源的开发特征,认为四川盆地及邻区龙马溪组页岩气富集区资源量达17.4×10~(12) m~3,可采资源量为2.9×10~(12) m~3,其中埋深3 500 m以浅的页岩气资源是近期开发的主体,具备建成约300×10~8 m~3的产量规模。在此基础上,研究了国内外页岩气井的开发特征,建立了页岩气产量预测钻井工作量分析法:(1)单井初产值可表征页岩气井产能,测试产量可近似为初产,由于页岩气井递减率相似,由单井初产值可大致推测单井EUR(最终可采储量)值,再根据钻井工作量分析即可预测页岩气田产量规模;(2)目前南方海相页岩气测试产量期望值为17.6×10~4 m~3/d,单井EUR预测值约为1.5×10~8m~3。结论认为:中国南方海相页岩气井单井初期产量高、递减快、生产周期较长,钻井工作量与气田产量密切相关,因此钻井工作量分析法对页岩气产量估算具有较好的适用性。利用该方法估算2020年四川盆地及邻区页岩气产量约为200×10~8 m~3。