镇原油田长81油藏储层特征与工艺改造

随着鄂尔多斯盆地镇原油田81油藏规模开发和产建区块西进,储层物性变差,单井试排、试采产量下降明显,为提高单井产量,以提高储层改造体积及改善裂缝导流能力为目标的储层改造势在必行。针对长81油藏储层发育特征,参照华庆油田长6油藏储层工艺改造成果和经验,采用斜井多段压裂、定向射孔和混合水体积压裂等新工艺对储层进行改造和适应性分析,结果表明:实施斜井多段压裂技术单井增产13.69%;实施定向射孔技术单井增产19.09%;实施混合水体积压裂技术单井增产效果最显著,可达242%。已开展的现场试验结果,证明针对储层发育特征实施的储层新工艺改造技术,对提高超低渗透油藏开发效果具有重要意义。     

中国陆相致密油“甜点”富集高产控制因素及勘探建议

通过分析中国陆相致密油成藏组合特征,研究典型致密油区"甜点"地质参数与单井产量的关系,明确致密油"甜点"富集高产控制因素,为致密油勘探开发提供依据。致密油"甜点"富集受优质烃源岩、储层物性和裂缝控制,优质烃源岩展布控制了"甜点"区的平面分布与纵向富集段,物性相对较好的致密储层控制了"甜点"的资源规模及产能,裂缝能极大地提高储层的渗流能力,致密油产量与储层厚度、黏度、压力系数正相关,但与单一因素相关性不明显。水平井产量与水平段长度、压裂液总量和压裂总加砂量密切相关,压裂液总量影响初期产量,总加砂量对累计产量影响较大。精准选取"甜点"区和"甜点"段,采用长水平段水平井开发,加大压裂液总量和压裂总加砂量是陆相致密油获得高产的前提。根据中国陆相致密油富集高产控制因素,提出如下勘探开发建议:开展地质精细评价,提高"甜点"预测精度;优化钻完井技术,降低勘探成本;通过管理体制创新,提高生产效率。     

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。     

新型缝网压裂技术在镇北致密储层的研究与应用

北美非常规油气藏的成功开发为长庆致密油藏改造开辟了新的技术途径。在与北美巴肯致密油藏特征进行对比分析的基础上,指出镇北长X致密储层具有天然裂缝发育、岩石脆性程度高、水平两向应力差适中的特点,具备大规模体积压裂形成复杂网状裂缝的条件。因此,以体积压裂为理念,在该区块开展了的"高排量、大液量、低黏压裂液、小粒径支撑剂"技术模式的新型缝网压裂先导性试验,取得了较好的增产效果,为长庆油田0.3mD以下致密油藏压裂改造积累了重要的经验。     

鄂尔多斯盆地中部长8成藏主控因素

鄂尔多斯盆地陇东地区和新安边地区成功实施了致密油勘探与开发,提交探明石油地质储量近亿吨。近年来在盆地中部和南部地区致密油勘探也取得了重要进展,但成藏条件研究程度依然较低。从长8致密油分布特征、烃源岩特征、沉积储层、源-储配置关系及运移动力等方面,对鄂尔多斯盆地中部长8致密油成藏主控因素进行了探讨。研究认为长8致密油成藏受控于以下地质因素:(1)优质烃源岩不仅提供了充足的油源,而且还是运移充注动力来源,其分布控制致密油的成藏位置和规模;(2)大面积发育的三角洲前缘水下分流河道复合砂体是长8致密油聚集的主要储集场所,广泛致密背景上的局部"甜点"有利于石油的富集与高产;(3)长7、长9优质烃源岩与长8段优质储层空间配置关系控制了长8致密油的形成与富集。     

致密砂岩油优质储层形成机理--以鄂尔多斯盆地合水地区长7油层组为例

有别于国内外大多数致密油藏呈异常高压的特征,鄂尔多斯延长组长7油层组(简称长7)致密砂岩油呈异常低压的特征。因此,创新致密砂岩油藏的开发地质研究思路和方法是成功开发鄂尔多斯盆地长7致密砂岩油的前提。文中以鄂尔多斯盆地合水地区长7致密砂岩油为例,研究其储层现状特征、致密化成因和优质储层的形成机理,最终认为合水长7砂岩原始组成中的杂基含量高、塑性岩屑发育、火山灰物质丰富是导致储层致密化的内因,强烈的压实作用与泥质胶结作用是导致长7储层致密化的外因,烃源岩演化过程中的有机酸侵入溶解作用和区域构造应力控制下的破裂作用是长7致密砂岩油藏中存在优质储层的成因机制。研究结论为合水长7致密砂岩油的经济有效开发奠定理论基础,其研究思路和方法对于国内外其他致密油储层评价具有一定的借鉴意义。     

川东深层致密砂岩储层改造难点及技术现状

川东YL地区陆相致密砂岩气藏埋藏深、岩性致密,压裂改造是实现该区域有效勘探开发的必要手段,但YL地区深层致密砂岩压裂改造面临着破裂压力超高、施工压力超高、闭合压力超高、排量提升困难、缝高控制困难等技术难题,大部分气井压后产能低且产量递减快。储层改造工艺技术能否取得突破,直接影响到了该地区的勘探开发进程。通过分析YL地区深层致密砂岩气藏的储层特征,总结前期现场实践中面临的技术难题及实施经验,提出一套适用于川东深层致密砂岩气藏的压裂改造工艺技术,可有效促进地区勘探开发工作,对同类型的深层致密砂岩压裂改造具有借鉴意义。     

基于层次分析法的致密砂岩双甜点评价方法

致密砂岩储层是未来中国油气资源增储上产的重要支柱之一,有效的甜点预测则是致密油气成功勘探开发的重中之重.针对致密砂岩储层的甜点评价问题,提出了一套基于层次分析法,结合三维地质模型的综合甜点的评价指标体系、预测方法和工作流程.首先,系统分析致密砂岩储层的特性,总结建立了一套致密砂岩储层甜点评价指标体系;随后,通过地质与工程的综合甜点多信息融合,基于多参数三维地质模型,引入层次分析法进行了符合综合甜点评价需求的改造和融合,实现了基于层次分析法的致密砂岩甜点评价方法;最后,通过X区致密砂岩储层,对方法的有效性和准确性进行了测试.结果 表明,研究方法可以实现致密砂岩储层地质甜点、工程甜点和总和甜点的评价.     

美国致密油开发关键技术

 中国致密油储量丰富, 但目前国内的致密油开发技术还处于探索阶段。美国的致密油开发技术在全球致密油开发技术中最为成熟, 具有非常重要的借鉴意义。从美国致密油开发过程分析看, 可以发现水平井技术和水力压裂技术是推动致密油成功开发的关键, 而与之相配套的技术工艺与工具, 包括水平井布井方式、旋转导向工具、行走式钻机、分级/分段改造工艺及工具等, 是致密油开发技术最重要的组成部分。通过对美国致密油钻井及水力压裂的相关关键技术的认识, 对其开发过程中钻井工艺、配套工具及钻井设备和压裂工艺、分段改造工具及压裂施工参数进行了总结。对比目前中美致密油开发技术, 认为加强国际间技术合作及相关技术的自主研发, 是推动国内致密油高效开发的关键。     

鄂尔多斯盆地长7致密油储层二氧化碳驱油实验

鄂尔多斯盆地长7致密油储层具有致密和低压的特征,采用常规注水开发存在采收率低的问题,从而制约了致密油的开发效果。针对鄂尔多斯盆地长7致密油储层注水开发采收率低的问题,基于CO_2驱油细管实验、原油流变性测试实验、CO_2浸泡岩心实验以及岩心驱替实验,并结合润湿接触角测试方法和核磁共振成像技术,研究了长7致密油储层CO_2驱油的增产机理。研究结果表明:长7致密油最小混相压力为23.9 MPa,在长7致密油储层CO_2驱过程中,注采井间CO_2非混相驱占主导,在注入井附近局部区域可能出现混相驱;在地层温度压力(75℃,18 MPa)条件下,未溶解CO_2原油的黏度为8.87 mPa·s,溶解CO_2的原油黏度为7.99 mPa·s,其黏度降低幅度为9.9%;CO_2水溶液浸泡24 h后,长7致密砂岩的润湿接触角从66.1°降低到54.0°,亲水性增强;水驱致密砂岩岩心的驱油效率为47.2%,CO_2的驱油效率为71.5%,较水驱提高驱油效率24.3%,且致密砂岩渗透率越高CO_2驱油效果越好。实验证明CO_2驱可以显著提高长7致密油储层的驱油效率,是长7致密油高效开发的重要技术。     

基于物质平衡原理解释致密油藏体积压裂有效改造体积的新方法

致密油藏需要经过大规模体积压裂改造才能获得工业油流。本文在物质平衡原理的基础上综合考虑了体积压裂施工过程中大量压裂液注入导致油藏压力升高,压后流体产出导致油藏压力降低以及裂缝与基质孔隙体积随压力非线性变化等致密油藏实际情况,进行合理假设,建立了模型方程,并推导计算了体积压裂有效改造体积和裂缝与基质的有效接触面积等参数。该方法解释出的三个新参数：能够提供有效渗流的裂缝总体积、油藏有效渗流体积、裂缝有效渗流面积,其物理意义更明确,对致密储层的开发设计及增产改造指导意义更强。将该方法应用到油田现场,并评价了3口已实施体积压裂油井的应用效果。现场应用表明该方法具有评价解释快捷、获取数据方便、成本低、准确度高的优点,适合于油田现场多井次大规模推广应用。     

多尺度科学及其在油气田开发中的应用研究

在简述多尺度科学的主要研究内容、方法及现状的基础上,从多尺度科学角度出发,提出了油气藏即是一个复杂的多尺度系统,油气产出是一个跨时间和空间尺度的复杂过程,是在微观孔喉、微裂缝至宏观裂缝、水力裂缝等渗流通道中的一系列串联耦合过程的观点。油气田开发中多尺度问题主要包括油气藏多尺度描述、多尺度数据整合以及多尺度模拟。以致密砂岩气藏为例,探讨了非常规天然气开发中的多尺度现象及其对气藏开发的影响及对策。指出致密砂岩气藏多尺度结构由基块孔喉、天然裂缝和水力裂缝组成,基块供气不足和储层损害是制约气井产能的关键因素。基于多尺度传质理论大幅度提高传质效率,强调加强钻井、完井和增产改造等全过程储层保护、采用最大储层接触面积（MRC）技术是开发非常规油气资源的有效途径。     

致密油藏渗流规律及数学模型研究进展

中国致密油藏资源潜力大、分布广，现阶段已成为中国长庆、大庆、新疆和吉林等油田稳产、上产的重要保障，也是全球油气开发的热点和难点。致密储层岩石致密，孔隙度和渗透率极低，其主流喉道为亚微米，微尺度流动效应的影响显著，传统的油气渗流理论已无法准确描述此类油藏的流动规律，且开发过程中表现出原油流动困难、驱替难度大、动用程度低等开发难点，通常采用水平井和大规模体积压裂的井工厂模式实现致密油藏的高效开发。针对致密油藏渗流规律及数学模型，阐述了致密油藏渗流理论的最新研究进展，包括微纳米孔喉流动机理及数学模型、致密油藏应力敏感及数学模型、致密油藏非线性运动方程、孔隙网络模型、非线性渗流规律和致密基质裂缝耦合模型及流动规律，并针对各个前沿关键科学问题总结了其发展趋势，对致密油藏的科学高效开发具有重要的理论意义。     

基于孔隙弹性力学理论的致密油气藏储层改造体积预测方法

储层改造体积预测对于致密油气藏体积压裂改造效果评估和施工参数优化设计具有重要意义。基于孔隙弹性力学理论和半解析的三维位移不连续法,综合考虑水力裂缝诱导应力,压裂液滤失引起的地层孔隙压力变化及其诱发的孔隙弹性应力的耦合效应,建立水力裂缝干扰模型下的地应力场预测模型,采用最大张应力强度准则和莫尔-库伦强度准则表征天然裂缝的张开与剪切破裂行为,将天然裂缝张开、剪切破裂波及体视为储层改造体,提出了一种预测致密油气藏直井体积压裂储层改造体积的半解析方法。研究结果表明：水力裂缝诱导应力和压裂液滤失引起的孔隙压力和孔隙弹性应力变化导致水力裂缝附近区域内的原始三向地应力发生改变,变化区域呈现椭球状;岩石本体破裂行为仅发生在水力裂缝边缘处的小范围区域内,天然裂缝的张开、剪切破裂才是形成储层改造体积的关键;实际储层改造体积形状近似于椭球体,现阶段现场常用的长方体等效方法并不合理;实例井研究验证了本方法的准确性与工程应用价值,可为致密油气藏体积压裂施工参数优化设计和压后产量预测提供有利的参考。     

致密油储层孔喉微观结构表征技术研究进展

 致密油储层中孔隙是储集油气的空间与渗流发生的主要场所，且其孔隙分布呈现多种尺度，储层微观孔隙结构精确表征是非常规油气研究的重点与难点。对目前致密油储层孔隙结构表征技术进行了分类，总结了实验数据分析技术、图像分析技术与数字岩心技术的内涵及发展，并指出了其测试孔隙大小范围和优缺点；展望了致密油储层微观孔隙结构表征技术的发展趋势。     

我国复杂砂岩储层酸化改造关键技术及成功案例分析

我国一大批复杂难动用砂岩储层酸化改造面临重大技术挑战。针对高温深井砂岩储层研制出具有良好的缓速、缓蚀、抑制二次沉淀性能的新型多氢酸体系;针对我国海上高孔、高渗、多层系、非均质性强砂岩储层提出了一套简便、有效、可操作性强的酸液分流技术,并研制出了分流效果好、对地层无伤害的高效化学分流剂;针对致密～超致密、异常高压储层实施水力压裂存在压开困难,对地层造成二次伤害等问题提出前置酸压裂技术,改善压裂效果;针对复杂岩性底水砂岩储层,大胆提出采用一种新的平衡闭合酸压技术,对传统酸化增产理论中砂岩油藏不适合酸压的观念提出了挑战;针对复杂流体(凝析气藏)砂岩储层提出"酸+醇+醚"组合酸液技术,有效防止水锁、促进酸液返排。各项关键技术在我国陆地和海上油田得到成功应用,以我国各代表性油田的复杂砂岩储层特征及酸化改造面临的主要技术难点为切入点,提出各项关键技术,并进行了成功案例分析。     

一种有效开发致密碳酸盐岩气藏的新工艺——体积酸压

如何对致密裂缝性碳酸盐岩气藏进行有效开发,并使其稳产、高产一直是业界难题。针对这一难题,通过借鉴国外致密油气成功开发的一些研究成果,国内率先提出了针对致密裂缝性碳酸盐岩气藏的体积酸压工艺,经现场应用取得了良好效果。简要阐述了体积酸压的缝网形成机理,通过对比分析,初步明确了鄂尔多斯盆地致密气藏实施体积酸压的可能性;通过岩石脆性评价、裂缝发育及水平主应力差测试、原地应力方位与天然裂缝方位测定、裂缝潜在力学活动性预测、酸岩反应及酸液滤失实验,综合分析了目标气藏实施体积酸压的可行性;并结合现场应用简要阐述了实施体积酸压的原则和思路。最后,针对目前体积酸压实践给出了相关施工建议。该研究成果将推动致密油气藏体积酸压设计理论的发展,加快体积酸压工艺和材料研发速度,提升碳酸盐岩致密油气藏体积酸压优化设计水平,为今后致密油气藏的有效开发提供理论与技术储备。