透镜状致密砂岩气藏井网加密技术与应用

致密砂岩气藏中,多层叠置连片分布的透镜状砂岩气藏约占一半,井网加密是此类气藏提高采收率的技术关键。该文介绍了国外两种可以进行快速评价的井网加密技术：地质统计法和“移动窗口”法。然后通过大量实例分析,探讨了井网加密时机、加密程度和加密效果：动态确认具有加密潜力,即可实时井网加密;加密后井网密度约等于气藏范围内地质统计泄气面积的中值;采收率可以提高到50%以上,Rulison气田甚至达到75%。最后以我国苏里格气田为例,分析了苏6井区井网加密潜力,认为利用直井开发极限井网密度可以达到0.24 km2/井,采收率可以在目前基础上提高一倍。     

川西拗陷与北美致密砂岩气藏类比分析

通过川西拗陷与北美致密砂岩含气盆地类比分析发现,两者在前陆盆地特征、岩石致密化和超压特征以及成藏特征上既有其相似之处,也存在着差异。北美落基山地区致密砂岩气成藏简单,川西拗陷致密砂岩气成藏复杂。川西拗陷在多阶段、多期次的构造活动演化背景下,以上三叠统须家河组超压气源为核心,在三维空间内随着岩性、岩石致密化进程差异、构造形变和裂缝分布的变化、地压场的多期和多方式调整,造就多个纵向叠置的天然气成藏子系统和多种类型气藏分布的格局。     

大型高叠置致密砂岩气藏提高采收率技术

新场气田沙溪庙组气藏储层致密、特低渗、低孔,自然产能极低,主要通过人工压裂开发。通过系统分析影响气藏采收率的主要因素,形成了以气藏精细描述及分类评价为基础,建模-数模一体化的剩余气分布规律定量评价和利润为约束的剩余储量开发潜力评价为核心,井网立体开发及差异化对策优化为手段的提高采收率技术。研究结果表明,致密砂岩气藏依靠单一技术提高采收率非常有限,多种技术联合攻关能最大限度提高采收率,切实提高新场沙溪庙组气藏采收率31.71%。多轮次的气藏精细描述为提高采收率对策选择奠定了基础,复算储量误差率小于2%;剩余气定量描述及潜力评价为气藏加密调整及效益开发提供了可靠的保障,明确了气藏剩余气类型及其效益开发界限,提高采收率8.28%;多层组混合井网立体化开发和差异化开发对策是气藏实现提高采收率的主要手段,提高采收率23.43%。     

致密砂岩气藏钻完井关键技术研究进展

 从20世纪70年代开始,美国致密砂岩气藏的广泛开发受到了普遍关注,在致密砂岩气藏钻、完井等方面形成了一系列成熟的先进技术,井型设计从最初的单一直井发展到水平井、丛式水平井,最长水平段超过3000m;布井方式也从单口井钻井转变为工厂化钻井,提高了施工效率;钻井提速采用欠平衡钻井、控压钻井、优质钻井液等技术,实现了长水平段水平井安全、快速钻井;完井技术由常规酸化发展为大型分段压裂技术,改造级数最多超过60级,单井产量提高45%以上,实现了致密砂岩气藏低成本、高效益开发。根据中国致密砂岩气藏储层特征,先后在长庆、吉林等油田进行了丛式水平井工厂化钻井和长水平段加砂分段压裂改造技术的试验应用,钻井最长水平段为2800m,改造级数最多已超过25级,单井成本节约100万元以上,产量是直井的3～10倍,取得了显著的应用效果。这些配套技术的形成推动了中国致密砂岩气藏钻完井技术的进步,对加快中国致密砂岩气藏开发步伐具有重要的指导意义。     

延安气田致密砂岩气藏开发井距优化研究

鄂尔多斯盆地延安气田上古气藏是典型的强非均质多层复杂叠置致密砂岩气藏,单井控制规模小、开发及动用难度大,为提高区块开发效果,在地质及气藏动态研究基础上,优选泄气半径法、干扰试井法、经济评价法对延安气田Y145井区开发井距进行优化调整。泄气半径法结果表明,井距在580～736 m较为合适;干扰试井法结果表明,山2层>500 m较为适宜,山1及盒8层控制规模相对山2较为有限;经济评价法结果表明,Ⅰ+Ⅱ类储量区整体经济极限井距为617 m,合理井距为702 m。综合3种方法的研究结果,得出在目前经济技术条件下,采用600～700 m井距逐步完成加密调整可进一步提高区块储量动用程度和整体采收率。该研究可为同类气田井网加密调整提供一定的理论依据。     

致密砂岩气藏渗流模式及其影响效果分析

低渗致密砂岩气藏储层物性差,狭小的孔隙空间易产生启动压力,但压裂后投产的生产方式导致气藏原本的渗流模式发生改变。本文以川西致密砂岩气藏为研究对象,利用室内岩心实验及数值模拟技术,对比气藏实际生产指标,模拟储层渗流模式及其对开发效果的影响。结果表明,大规模压裂后投产的致密砂岩气藏原本单一的孔隙内渗流转变为孔隙内,孔隙到裂缝,裂缝到裂缝的多级渗流,基质与基质、基质与裂缝间的启动压力大幅度影响开发效果,渗流模式如模型4所示。气藏物性越差,启动压力梯度对开发效果影响越大,其中渗透率小于0.2×10-3μm2、含水饱和度大于45%是启动压力梯度对开发效果大幅度影响的临界点。基质-压裂区间启动压力梯度对开发效果影响甚微,而基质间启动压力对开发效果影响大,启动压力梯度越小,影响幅度越大,启动压力梯度小于4MPa/100m时,采收率及地层压力下降率降低幅度高达40%。     

川西致密砂岩气藏井筒积液储层损害机理研究

川西致密砂岩气藏储量丰富,但存在井筒积液现象,储层损害严重,从而影响开发效率。深入认识井筒积液储层损害机理是从根本上解决积液储层伤害的前提和基础。针对气井井筒积液储层损害问题,开展井筒积液储层损害定量化评价实验,分析其损伤机理。结果表明,储层含水敏性矿物,易与液体产生反应;且中小孔隙多,造成毛管压力高,导致井筒积液损害严重。井筒压力每增加1 MPa,储层损害程度增加约6%;泡排剂对储层的损害程度随浓度的增加而增大,泡排剂与凝析油作用后对地层造成的损害更大,泡排剂浓度大于0.5%时,对储层的损害程度可达90%以上。研究结果为揭示川西致密砂岩气藏井筒积液储层损害机理提供了科学依据。     

川西拗陷须家河组第四段致密砂岩高岭石及其对储层物性的影响

研究川西拗陷上三叠统须家河组第四段致密砂岩中高岭石的发育特征与形成机理,探讨其对储层物性的影响。采用扫描电镜、铸体薄片、黏土矿物X射线衍射测试以及物性资料等,结果表明须四段自生高岭石呈书页状、蠕虫状,主要分布在深度小于3.8 km的须四段中上部;高岭石的形成与长石的溶蚀有关:(1)大气淡水和煤系地层酸性水使得长石在早成岩阶段发生了第一期溶蚀,形成了自生高岭石;(2)随着埋藏深度的增加和地温的升高,部分高岭石与临近的残余钾长石发生反应形成了伊利石。自生高岭石及其伴生矿物伊利石有利于须四段储层的孔隙发育;但它们阻塞了孔喉、降低了储层渗透率,不利于油气的运移。     

川西致密砂岩气藏“暗点”型河道砂岩识别方法

川西拗陷东部斜坡带沙溪庙组气藏为致密河道砂岩气藏,大多数河道在地震剖面上表现为强波谷振幅、低阻抗的“亮点”反射特征。随着该气藏评价、开发的深入,一些井在非目的层钻遇的河道砂体也有较好的油气显示。但这些河道的在叠后地震资料上具有“中弱波谷振幅”特征,导致地震振幅平面属性上河道外形不清、连续性差、难以识别,称之为“暗点”型河道砂体。首先,通过从“暗点”型河道砂岩地震响应形成机理研究出发,开展正演模型分析,确定了物性差是“暗点”河道形成的关键因素;然后,利用叠前AVO响应特征分析,明确了“暗点”型河道在叠前道集上具有Ⅰ类或Ⅱ_a类AVO特征;最后,利用优势入射角部分叠加技术解决了“暗点”型河道砂体识别问题。实钻证实了该方法的可行性和有效性,有力地推动了该气藏的高效评价建产。     

致密砂岩气藏渗流机理研究现状及展望

致密砂岩气藏渗流机理是开发致密气的理论基础。通过对致密砂岩气藏渗流机理研究进展进行调研,总结了目前致密气渗流机理的研究现状。并对苏里格致密砂岩气田的岩样进行应力敏感性实验研究。结合目前低渗砂岩气藏的研究现状,提出了致密砂岩气藏渗流机理研究的展望。致密气的有效应力表达式、压裂气井的高速非达西渗流、含水致密气藏的启动压力梯度和水膜厚度对气藏开采的影响,致密气的储层物性分析是今后研究的方向。     

川西致密砂岩气田采气工艺实践与效果

川西侏罗系气藏为典型的致密砂岩气藏,无明显边底水、层间水,气井生产少量产水。随着气田不断开发,气井井底积液加剧,造成产量压力双递减,稳产期短,低压低产生产时间长,排水采气是气藏长期稳产的关键技术。为探寻适用于川西致密砂岩气田的排水采气工艺及管理体系,基于25 a的研究和实践,建立并完善了一套基于流压实测、回声仪、模型及矿场经验法的产水气井多元化井筒诊断技术,根据气井自身能量变化规律,形成了差异化泡沫排水采气工艺为主体,互补型气举排水采气工艺为辅助,以连续油管和柱塞气举为补充的致密气田排水采气体系,并通过数字化技术发展,提出了“精细诊断+智能工艺一体化”的排水采气精细化管理体系,研制了积液在线诊断、丛式井整体式泡排及柱塞气举等智能化配套设备,并通过1 200余口气井的现场应用,有效提高了气井排液稳产效果,降低了老井综合递减率,对国内外类似气田开发具有一定的借鉴意义。     

致密砂岩气藏剩余气开发潜力定量评价

致密砂岩气藏剩余气分布规律复杂、开发潜力难以定量评价,制约了开发中后期的加密调整。针对剩余气定量表征存在的问题,以川西地区新场气田沙二气藏为例,综合数值模拟、已实施加密水平井开发效果及经济效益,确定了影响剩余气潜力的因素由大到小依次为地层压力、储量丰度和渗透率。为综合考虑上述各因素对剩余气区加密井经济可采储量的贡献,定义了剩余气潜力指数,并结合经济评价建立了剩余气潜力指数与加密水平井经济可采储量的数学表达式,实现了对剩余气开发潜力的定量化表征。实例分析表明,新场气田沙二气藏中剩余气开发潜力指数大于0.7的井区具有利用水平井加密的潜力。据此,在主力开发层系J$s_2^4$气层东北部筛选出剩余气潜力区1个,通过实施部署水平井实现了对边部高含水剩余气区储量的有效动用。部署的加密水平井效果良好,验证了所建立剩余气开发潜力定量评价方法的有效性。     

致密砂岩气藏纳米封堵型低伤害压裂液研究

针对常规胍胶压裂液对致密砂岩气藏伤害大的难题,通过分子结构设计和正交实验,研制了一种纳米封堵型低伤害压裂液,在致密气藏压裂施工中能封堵部分压裂液于储层基质外,施工后液体能快速返排,从而有效降低稠化剂分子的滞留吸附与液相伤害。该压裂液在35～140℃、170 s^-1条件下剪切120 min,终黏度大于80 mPa.s:能彻底破胶,残渣含量低,破胶液表面张力为25.91 mN/m,对致密砂岩岩芯伤害率低于15%,封堵性能及其他综合性能满足现场施工要求。该压裂液在ZJ125井现场应用,效果良好,施工后液体返排快,返排率高达75.94%,比邻井提高47%,天然气产量1.647 5×10⁴ m³/d,是邻井JS316HF井产量的两倍,显示了其在致密砂岩气藏中良好的低滞留特性。     

川西致密砂岩气藏测井评价技术及其发展展望

川西致密砂岩气藏具有低孔隙度、低渗透率、孔隙结构多样、气水关系复杂的地质特征,使得传统测井评价技术得到的孔隙度、渗透率、含水饱和度等参数精度偏低,测井评价容易产生偏差,因此,亟需开展有针对性测井评价技术研究。以中江沙溪庙组复杂河道致密砂岩气藏为研究对象,结合气藏勘探开发实践,形成了以基于沉积微相约束的测井曲线标准化为基础,以多元回归、BP神经网络、基于流动单元的储层物性评价技术和多因素交会、基于多因素判别的流体识别雷达图、变$m$、$n$参数的饱和度评价模型为核心的致密砂岩气藏测井评价技术体系,为中江沙溪庙组气藏的高效开发提供了有力的支撑。形成的致密砂岩气藏测井评价技术体系为同类型的气藏开展相关研究提供了有效的借鉴。     

致密砂岩含气区成藏条件与模式研究

在大量资料调研的基础上,总结出致密砂岩气藏(田)具有低孔隙度、低渗透率、高含水饱和度、复杂气水关系、地层压力异常、砂体多呈透镜状等一般特征;对鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩含气区、川西坳陷超致密砂岩含气区及准噶尔盆地南缘高丰度致密砂岩含气区的成藏条件、成藏机理及成藏模式进行了系统对比分析。认为我国不同致密砂岩含气区的地质条件、成藏机理均有较大不同:鄂尔多斯盆地致密砂岩含气区构造平缓,储层的致密化程度中等,气藏具有明显的气水倒置关系;川西坳陷致密砂岩含气区的突出特点是储层超致密化,由于受喜马拉雅运动及超压的影响,形成大量的断裂和裂缝,气体沿裂缝运移至圈闭聚集成藏;准噶尔盆地南缘高丰度致密砂岩含气区超压产生的裂缝是气体运移的主要通道,气藏的分布主要受背斜构造带及优质盖层分布的控制。     

中江气田致密砂岩气藏“一体化”甜点评价技术

中江气田沙溪庙组气藏整体呈“三隆夹两凹”的构造格局,构造高部位的“三隆”区已经实现高效开发,但构造低部位“两凹”区河道甜点评价技术尚不完善。针对现有地质甜点着重评价储层品质,而含气性预测依赖地震解释,且多解性强的问题,将成藏与地震研究相结合,形成含气性预测精度更高的地质甜点预测技术。在地质甜点评价基础上,对甜点进行分类评价,明确各类甜点的特点与差异,建立与之相适应的工程改造技术,形成针对性的工程甜点评价技术。深化深源浅聚次生气藏的差异化成藏研究,多学科融合,形成“地质甜点”与“工程甜点”有机融合的“一体化”甜点评价技术。基于一体化甜点评价结果,结合水平井体积压裂新工艺,突破了常规储层下限,大幅提高了单井产能,实现了“两凹”区的有效动用开发。“一体化”甜点评价技术可有效评价压裂新工艺所适宜的低品质河道,推动气藏更低部位、更差储层河道的建产开发。