中國致密砂巖氣及在勘探開發(fā)上的重要意義

深層致密砂巖氣藏出砂具有非常規(guī)性,文中總結(jié)了幾種常見的出砂機理,為該類氣藏開發(fā)提供指導.

為了準確對致密砂巖氣儲層參數(shù)有更加全面透徹的認識,采用非常規(guī)天然氣的氣含量解吸法和等溫吸附試驗對致密砂巖氣儲層參數(shù)進行測試分析,測得鄂爾多斯盆地東北部致密砂巖氣井氣含量參數(shù)值與等溫吸附常數(shù)。同時,研究了砂巖氣儲層特征和砂巖氣含量試驗測試技術(shù)方法。結(jié)果表明:鄂爾多斯東北部致密砂巖氣井所采平均氣含量為9.94cm3/g;根據(jù)致密砂巖氣儲層的等溫吸附常數(shù)與儲層壓力得出砂巖含氣飽和度為57.8%,臨界解吸壓力為7.26mpa.作為現(xiàn)階段測試砂巖氣參數(shù)指標的主要手段和方法,砂巖氣儲層氣含量實驗測試和等溫吸附特征得出的砂巖氣參數(shù)為勘探區(qū)砂巖氣資源評價提供了比較基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對砂巖氣勘探開發(fā)有重要的指導意義。

吐哈油田柯柯亞致密砂巖氣藏開發(fā)有了技術(shù)突破

統(tǒng)一壓裂設計法是以最大產(chǎn)液指數(shù)為目標而建立的一種適用性廣、方法簡便,且充分考慮儲層特征與人工裂縫匹配的優(yōu)化設計方法,該方法認為在低滲、特低滲儲層改造中裂縫導流能力與縫長同等重要。統(tǒng)一壓裂設計法在建南致密砂巖氣改造中取得了良好的應用效果,對類似儲層改造具有一定的借鑒作用。

不同與常規(guī)油氣藏，致密砂巖氣藏由于普遍具有超低滲透率，超低孔隙度和超低含水飽和度的特點，加之儲層埋藏較

山西ng區(qū)塊煤系地層在本溪、山西、石盒子組不同程度地發(fā)育有致密砂巖儲層,具有低壓致密、含氣性差、儲層溫度低、天然裂縫發(fā)育等特點,由于對儲層認識不夠深入,前期改造過程中存在壓裂設計參數(shù)與儲層條件不匹配、壓裂液儲層傷害大、現(xiàn)場施工成功率低等問題。為此,針對研究區(qū)儲層特征研究配套了機械工具分層提高縱向上動用程度、高前置液比例及大排量施工形成復雜裂縫壓裂擴大泄流面積的壓裂工藝,配套稠化劑濃度為0.25%~0.28%的低濃度低傷害胍膠壓裂液體系,壓裂液殘渣含量較前期降低50%?，F(xiàn)場試驗7井18層,施工成功率100%,壓后單位厚度氣層產(chǎn)氣量較前期提高47%,為研究區(qū)煤系地層致密氣藏改造提供了一條有效途徑。

基于束縛水膜厚度不變的地質(zhì)特征,通過對致密砂巖氣藏儲層的孔隙空間演化和流體變化規(guī)律分析,確定了致密砂巖氣藏成藏過程中的3個地質(zhì)門限,即天然氣充注門限、天然氣飽和門限和天然氣終止門限,建立了相應的概念模型和計算模型,并就其對致密砂巖氣藏的流體分布的影響和控制進行了系統(tǒng)的闡述。利用該模型對鄂爾多斯盆地上古生界致密砂巖氣藏的預測結(jié)果表明,3個地質(zhì)門限的對應深度分別為2350m、2850m和4800m。經(jīng)實際氣藏剖面的正反檢驗表明,該模型對于預測致密砂巖氣藏的流體分布具有較高準確性。

"我們重點要在氣井的穩(wěn)產(chǎn)上做文章,將砂巖氣都拿出來,把儲量吃干榨凈,這才是高水平。"毛烏素沙地,這個區(qū)域面積2003平方公里,極難實現(xiàn)經(jīng)濟效益的"邊際區(qū)塊",中國石化華北分公司率先在此建成了國內(nèi)實現(xiàn)效益開發(fā)的大牛地氣田,被列為國家級重大專項工程的致密砂巖氣開發(fā)示范區(qū)。目前氣田已累計產(chǎn)氣206億立方米。

致密含氣砂巖研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望

硅質(zhì)碎屑巖的孔喉尺寸形成了一個從亞毫米到納米尺度的連續(xù)分布，本文在引述前人公開的關(guān)于常規(guī)儲層、致密氣砂巖和頁巖孔隙和孔喉尺寸數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對這個連續(xù)分布進行了梳理。集中趨勢測量（均值、眾數(shù)、中值）表明，常規(guī)儲層孔喉尺寸通常大于2μm，致密砂巖介于2～0．03μm，頁巖介于0．1～0．005μm。烴分子、石蠟、環(huán)狀結(jié)構(gòu)、瀝青和甲烷形成從石蠟分子的iooa（0．01μm）到甲烷的3．8a（0．00038μm）的另一種連續(xù)分布?？缀沓叽邕B續(xù)分布提供了一個有價值的視角，可用于研究（1）固結(jié)硅質(zhì)碎屑巖中石油的就位和（2）現(xiàn)被視為儲層的細粒烴源巖中的流體流動。

松遼盆地致密油勘探已經(jīng)成為大慶油田4000×104t穩(wěn)產(chǎn)的工作重點,由于致密油鉆井通常采用油基鉆井液,造成巖屑細碎、污染嚴重,給產(chǎn)狀判別和含油性評價帶來了困難,大慶油田針對這些難點,改進了分析儀器軟件,形成了混油混樣巖屑分析化驗技術(shù),在探井中應用,取得了良好的效果.

致密砂巖埋藏深、孔滲差、巖石物理參數(shù)變化復雜，這給有效儲層識別帶來了難度。通過對臨南地區(qū)測井巖石物理參數(shù)以及地震巖石物理參數(shù)的分析，建立起了該地區(qū)巖石物理參數(shù)與儲層特征之間的關(guān)系，并建立了測井參數(shù)與波阻抗的聯(lián)系。結(jié)合實驗室測得不同流體相態(tài)巖石縱橫波、密度及彈性參數(shù)等測試數(shù)據(jù)分析得出對該地區(qū)巖性最為敏感的彈性參數(shù)組合ai-μ和ai-σ，對流體最為敏感的參數(shù)組合為vp^2-2．15vs^2、λ-0．15μ、λ/μ。

針對目前低滲透氣藏氣水同產(chǎn)井產(chǎn)能評價時遇到的問題,依據(jù)滲流力學中氣水兩相不穩(wěn)定滲流的基本方程,采用氣藏工程方法和改進的修正等時試井方法及熱力學原理,并考慮井下油嘴節(jié)流及氣體高速非達西和滑脫效應的影響,提出了低滲透高含水氣藏的產(chǎn)能評價方法。該方法在理論推導的基礎(chǔ)上,對氣水兩相廣義擬壓力和修正等時試井方法進行了改進,最后結(jié)合井下油嘴節(jié)流原理和氣體通過油嘴時的滑脫效應方程,利用熱力學方法和數(shù)值分析方法,求出氣水同產(chǎn)井的產(chǎn)氣能力及最大攜液流量。根據(jù)模擬井數(shù)據(jù),分別用傳統(tǒng)產(chǎn)能評價方法和上述方法進行了計算,計算結(jié)果表明:傳統(tǒng)方法的計算值偏高,而上方法的計算結(jié)果比較符合實際。這為低滲透高含水氣藏下入井下節(jié)流器的氣井的產(chǎn)能評價提供了新的思路。

深層復雜斷塊氣藏構(gòu)造復雜、儲層致密,儲層與圍巖波阻抗不易區(qū)分。本文以東濮凹陷文203-58塊為例,采用疊前地震反演,獲得波阻抗、縱橫波速度比等多個彈性參數(shù)體,利用縱橫比速度比<1.75且密度<2500kg/m3,預測優(yōu)質(zhì)儲層厚度,指導了調(diào)整方案部署。

臨南洼陷廣泛發(fā)育致密砂巖油藏，埋藏深，孔滲性差，巖石物理參數(shù)變化復雜，有效儲層識別困難。本文通過實驗室測得不同流體相態(tài)（飽油、飽水等）下巖石縱橫波、密度及彈性參數(shù)等測試數(shù)據(jù)，對不同的巖石物理參數(shù)及組合進行流體敏感性分析，得出對該地區(qū)巖性最為敏感的彈性參數(shù)組合為ai-μ和ai-σ，對流體最為敏感的參數(shù)組合為vp2-2．15vs2、λ-0．15μ、λ／μ，建立起了該地區(qū)巖石物理參數(shù)與儲層特征之間的關(guān)系。

針對致密砂巖薄層壓裂面臨縫高難控、改造體積小、裂縫支撐效率低及導流能力保持較差等難題，從壓裂工程角度出發(fā)，通過壓裂工藝參數(shù)優(yōu)化模擬研究了不同黏度壓裂液在不同的壓裂施工參數(shù)下對裂縫延伸參數(shù)的影響規(guī)律，分析了薄層體積壓裂存在的問題及難點，得出了主控因素，并在此基礎(chǔ)上提出了薄層壓裂控縫高措施及提高裂縫支撐效率工藝方法。研究表明：壓裂液黏度是影響裂縫擴展、延伸的主要因素，其次是排量、液量；薄層壓裂應以控縫高為前提，充分利用天然裂縫的作用，提高改造體積及裂縫支撐效率；低黏度壓裂液能兼顧薄層壓裂控縫高及造縫長的作用，有利于開啟及擴展天然裂縫，進一步降低儲層傷害，適宜作為薄層體積壓裂的前置液；施工不同泵注階段采用多黏度組合的壓裂液體系，既可以擴大有效造縫體積及形成多尺度的裂縫系統(tǒng)，又能兼顧前置液階段控縫高及攜砂液階段加砂的要求；采取變密度支撐劑結(jié)合多尺度組合加砂方式可實現(xiàn)不同粒徑支撐劑與不同尺度裂縫系統(tǒng)的匹配，提高多尺度裂縫系統(tǒng)及遠井地帶裂縫的支撐效率。研究成果在龍鳳山薄層氣藏及江陵凹陷薄層油藏的多口并進行了試驗，壓裂后增產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)效果顯著高于常規(guī)改造工藝，且穩(wěn)產(chǎn)有效期明顯增長，提高了該類儲層壓裂的有效性。

目前在油氣藏的開發(fā)過程中,水平井技術(shù)比直井技術(shù)有著更好的經(jīng)濟效益。但這在油氣藏的開發(fā)過程中,水平井的施工中存在很多的風險因素。這些風險因素容易降低施工的成功率,。所以,為了改進致密砂巖在氣藏水平井分段加砂壓裂的改造技術(shù),本文簡單的敘述了加砂壓裂改造技術(shù),并對氣藏模型進行了一系列的分析,進而闡明了鉆井與完井的實施過程及相關(guān)因素的識別和控制過程,在合理的的基礎(chǔ)工作上,提高了水平井段加砂壓裂的成功率。

在新時代中國與世界的關(guān)系中,中國已經(jīng)不僅僅是對外開放融入世界體系的受益者,中國還將成為世界和平的守護者、世界發(fā)展的推動者和全球治理的改革者。哈佛大學教授本杰明·史華茲就指出:中國問題研究是人類探討自身問題的智庫和博大實驗室,有助于深化和豐富對人類發(fā)展經(jīng)驗的認識。向世界講清中國道路,對當今中國和世界發(fā)展

川西地區(qū)深層鉆井普遍存在鉆井周期長、鉆速慢、鉆井成本高的問題。這一問題嚴重地制約了川西深層氣藏的勘探開發(fā)。而合理地根據(jù)所鉆地層性質(zhì)選擇鉆頭類型是提高機械鉆速、降低鉆井成本的有效途徑。針對川西地區(qū)鉆井技術(shù)現(xiàn)狀,通過調(diào)研眾多優(yōu)選鉆頭方法,以鉆井地質(zhì)條件分析及各類鉆頭選型優(yōu)缺點剖析入手,并結(jié)合各鉆頭特性分析及已有鉆井資料統(tǒng)計分析,評價出適合川西致密地層的鉆頭選型,即在蓬萊鎮(zhèn)、遂寧組、沙溪廟組、白田壩組、千佛崖組地層使用pdc鉆頭,在須家河組地層宜使用牙輪鉆頭,但可繼續(xù)嘗試采用新型pdc鉆頭。該研究結(jié)果為該地區(qū)深層氣藏的快速、高效鉆探開發(fā)提供了有力的技術(shù)保障。

致密砂巖儲層在鉆探過程中獲取的地下巖石一般都是非定向巖樣,而通過這些非定向巖心研究儲層水平主地應力方向是石油勘探開發(fā)重要的基礎(chǔ)工作之一。致密儲層地應力狀態(tài)、地層巖石的力學性質(zhì)決定著水力裂縫的起裂形態(tài)、延伸方向、高度和寬度,而水力裂縫的幾何形態(tài)是影響壓裂措施增產(chǎn)效果的主要因素之一。文章開展巖心定向綜合實驗測量方法研究,利用黏滯剩磁法、波速各向異性法,形成了一套致密砂巖非定向巖心室內(nèi)實驗綜合測量及解釋技術(shù),通過水力壓裂微地震地面監(jiān)測,證實了室內(nèi)巖心定向技術(shù)的可靠性。

本文以紅河油田延長段為目標,建立了綜合運用巖心分析資料、成像測井資料和常規(guī)測井等資料識別致密砂巖儲層裂縫的有效方法。運用該方法及其研究成果指導該區(qū)部署評價井,水平井取心分析結(jié)果與研究結(jié)論一致,取得了較好效果。

水力壓裂和基質(zhì)酸化對裂縫性致密砂巖儲集層的增產(chǎn)改造都有很大的局限性。酸化壓裂應用于該類儲集層,增產(chǎn)效果非常顯著。針對具體儲集層計算了天然裂縫產(chǎn)生剪切滑移的條件,同時模擬了酸液對鈣質(zhì)充填裂縫以及剪切滑移裂縫的作用效果。研究表明,與常規(guī)增產(chǎn)作業(yè)相比,酸壓主要依靠2種作用獲得較高的導流能力:天然裂縫在水力作用下發(fā)生剪切滑移,裂縫能依靠其表面的凹凸不平形成自支撐;酸液溶蝕裂縫中充填物、傷害物以及部分巖石基質(zhì)使得殘余裂縫未閉合空間增大,從而增加了裂縫的導流能力。在機理研究的基礎(chǔ)上給出了工藝實施建議。