苏里格气田储层宏观非均质性——以苏53区块石盒子组8段和山西组1段为例

苏里格气田位于鄂尔多斯市苏里格庙地区,属于典型的岩性圈闭气藏,具有"低孔、低渗、低丰度"的地质特征。以苏53区块为研究目标,从宏观上明确其总体低渗背景下的相对高渗储集砂体的分布规律,优选出天然气相对富集区。结合区域基本地质特征,在地层系统划分的前提下,充分利用测井和试气等实际地质资料,对储层非均质性参数进行分析。同时借助三维地质建模的研究结果,结合微观分析数据,分别对苏里格气田苏53区块石盒子组8段和山西组1段储层层内非均质性、平面非均质性和层间非均质性进行研究。结果显示,研究区石盒子组8段和山西组1段层内和层间非均质性都十分严重,但纵向上的层间和层内非均质性要强于平面非均质性;石盒子组8上段砂体最发育,在沿河道方向砂体连续性较好,而在垂直河道方向上河道砂体更叠频繁,连续性较差,致使层间非均质性最严重。

苏53区块储集层岩石微观孔隙结构特征研究

储集层岩石微观孔隙结构特征直接反映了储集层的渗流能力,是综合评价储集层的重要依据,可以为储集层保护和开发方案的制定起到指导作用。基于这一目的,采用X射线衍射、扫描电镜、高压压汞等技术分析手段,对苏里格气田苏53区块盒8段-山1段储集层岩石微观孔隙结构特征进行分析研究,通过孔喉分布特征和压汞特征参数分析,结合粘土类型及分布情况,对苏53区块微观孔隙结构进行分类评价。分析结果表明,Ⅰ级和Ⅱ级孔隙结构的储集层为该区块的优质储集层,可作为苏53区块进一步勘探开发的目标。

苏里格气田苏53区块工厂化作业实践

工厂化作业可以大大提高施工效率、降低施工成本,是目前开发致密气藏的主要趋势。在总结国内外成功经验的基础上,在进行充分的先导试验之后,优选了苏里格气田苏53区块进行工厂化作业实践:1 200 m×300 m的大平台分两排共部署13口井,包括10口水平井、2口定向井和1口直井;2 1部ZJ30车载钻机批量打表层,2部ZJ50机械钻机批量打直井段、造斜段和水平段;3采用"1+2+2"钻头模板和钻机平移技术,大大缩短了钻井周期;4分别采用段内多裂缝压裂和同步压裂技术对水平井进行体积改造,连续混配技术和速溶瓜胶压裂液体系的研制保证了同步压裂的成功实施。工厂化作业水平井钻井平均机械钻速11.5 m/h,比2012年提升了4.99 m/h,节约了大量接甩钻具和固井候凝时间,重复利用钻井液2 100 m3;对13口井实施的工厂化压裂仅用时13 d,比常规单井压裂缩短了10 d。截止2014年3月15日,平台平均日产97.231×104 m3,累产10 500.17×104 m3,其中同步压裂6口井平均单井日产9.873×104 m3,效果显著。

苏53区块“井工厂”技术

苏里格气田是典型的低压、低渗透、低丰度致密砂岩气藏,储层物性差,单井产量低,经济效益差。为提高该气田的开发效果和经济效益,通过不断探索和实践,结合储层特点和钻井作业条件,建立了一套适合该气田的以"方案设计最优化、工程技术模板化、施工作业流程化、作业规程标准化、资源利用综合化和队伍管理一体化"为核心的"井工厂"作业模式。方案设计最优化包括地质方案、钻井方案和压裂方案的优化;工程技术模板化包含"1+2+2"钻头选型及与之相配套的技术模板;施工作业流程化就是按照流程批量钻不同井段和分批次进行连续压裂作业;作业规程标准化是为工厂化钻完井与压裂制订标准化的作业规程。"井工厂"作业提高了苏53区块的作业效率,缩短了钻井周期,节约了生产成本,仅用210d就完成了一个平台13口井(10口水平井、2口定向井和1口直井)的征地建井场、钻井、完井、压裂、试气和投产等工作,而且13口井经过大规模同步体积压裂改造,有效地提高了单井产量。

苏53区块全油基钻井液的研究与应用

为解决苏53区块石盒子组泥岩段的井壁稳定、携岩净化及润滑防卡等井下复杂问题,研制了全油基钻井液体系。对自主研发的有机膨润土、激活剂、降滤失剂及不同产地的润湿剂进行了室温和200℃高温老化后的性能对比优选试验;对优化出的全油基钻井液体系进进了抗温、抗污染、抑制性、悬浮能力、封堵能力和储层保护效果评价。全油基钻井液在苏53-82-50H井现场应用过程中性能稳定、易维护,能大幅度提高机械钻速,润滑防卡效果好,井径扩大率小,满足现场施工的各项要求。应用结果表明,自主研发的全油基钻井液体系解决了苏53区块长裸眼水平井钻井中的井下复杂问题,为油基钻井液体系的广泛应用提供了技术保障。

苏里格气田苏53区块合理井网井距研究

苏53区块是典型的低压、低渗、低丰度、非均值性强的岩性气藏,应用经济极限及合理采气速度方法计算了该区块的技术合理井网井距,并结合数值模拟研究及现场试验结果确定该区块气藏的合理井距。建议开发方案:储量丰度高于1.3×108m3/km2区域采用600m×800m近似菱形不规则井网一次成形,集中建产;而储量丰度低于1.3×108m3/km2区域先采用600m×1 200m近似菱形不规则井网控制。

苏里格气田水平井参数优化及效果评价——以苏53区块为例

苏里格气田苏53区块采取整体水平井开发模式,为了保证水平井开发效果,达到提高气藏产能和最终采收率的目的,以区域地质特征为基础,主要通过数值模拟的手段,对苏里格气田水平井参数进行了优化设计。同时考虑经济因素,确定了苏53区块初期水平井合理参数:水平段长度在800～1000m之间,水平段位置在气层中部及水平段方位为347°;另外,为了验证水平井实施效果,对水平井动静态资料作了统计,结果显示,24口水平井有效储层钻遇率都达到了60%左右,单井井口日产气量都在8×104 m3以上,根据苏里格地区动态分类标准,Ⅰ类井比例为100%。

苏53区块复杂地质条件下水平井入靶技术研究与应用

针对苏53区块区域标志层少,河流相地层岩相变化大,区内完钻井少,微构造发育等特定复杂地质条件,开展了水平井入靶技术研究。通过综合利用方位角规律性变化辅助判断法、地层视厚度差辅助判断法和标志层法等可准确预测目的层顶界深度,适时控制井斜角,可确保水平井准确入靶。该研究成果成功应用于苏53区块,提高了水平井钻井成功率,并对同类型气藏水平井随钻地质导向具有借鉴作用。

苏里格气田苏53区块南部地区有效砂体预测

鄂尔多斯盆地苏里格气田苏53区块勘探开发的主力层位为下二叠统石盒子组8段和下二叠统山西组1段,为确定该区块总体低渗透背景下相对高渗透储集砂体的分布规律、优选出天然气相对富集区,在综合利用气藏勘探、开发过程中获得的地震、地质、测井、钻井以及开发动态资料的基础上,应用相控条件随机模拟方法建立了定量的储层地质模型(包括单砂体模型和物性参数模型,其中物性参数模型又包括孔隙度模型、渗透率模型和含气饱和度模型),对该区块南部地区大面积低渗透、低丰度背景下有效储集砂体的展布规律及井间储层参数进行了预测。结果表明:①该区块有效储层主要分布在中南部和西部,以低孔隙度、低渗透率储层为主,其分布受沉积相控制明显,以河道砂为主的有效储层孔隙度明显高于其他岩性储层;②相对高孔隙度、高渗透率储层在侧向上和纵向均被相对低孔隙度、低渗透率储层所分隔,孔隙度、渗透率井间差异较大。

苏53区块东南区水平井井距优化设计

由于苏53区块的水平井开发将从富集区转向东南区,而接替区储层物性变差,储量丰度减小,原有的井网井距设计方案必然难以继续适应。因此,非常有必要开展东南区的水平井井距优化设计,本文通过多种方法为该区合理井距的确定提供了一定的参考和依据。

苏53区块水平井生产动态分类评价

苏53区块自2010年起累计投产水平井209口,随着开采井数和生产时间的不断增加,有必要对水平井进行归类分析并总结其生产规律。基于区块水平井生产数据,按照苏里格动态分类新标准,将209口水平井重新归类,并从生产特征、动储量、累产气、递减率、采收率和动态产能方面,对各类水平井开发指标进行了详尽的评价。结果表明:Ⅰ类井52口,具有非常好的开发效益;Ⅱ类井113口,开发效果良好;Ⅲ类井44口,生产情况较差,挖潜空间较大。该分类评价方法已应用于苏53区块水平井的生产动态分析中,对同类致密气藏的开发评价也具有一定的参考和指导意义。

苏53区块东南区压裂水平井井网优化设计

苏53区块自2010年实施水平井整体开发以来,主产区已基本完成井位部署及产能建设,水平井开发正从富集区转向接替区;而东南区储层物性变差,储量丰度减小,原有的井网井距、裂缝参数及压裂方案必然难以继续适应。针对东南区的地质特征,通过气藏精细描述和数值模拟手段,开展了压裂水平井井网优化设计,并优选出最佳井网部署方案:菱形平行水平井井网,井数83口,水平段长度1200 m,井距600 m,单井8条横切缝,裂缝半长220 m,裂缝导流能力20 D·cm。该优化设计成果已应用于苏53区块东南接替区域的开发实践,对同类致密气藏的开发也具有一定的参考和指导意义。

一种定量描述气藏储层非均质性的新方法

提出了一种综合微相定量系数、渗透率变异系数、突进系数、级差、夹层频数、夹层分布密度、砂层厚度、分层系数、砂岩系数、有效厚度、有效厚度系数、渗透率、孔隙度、饱和度等14种影响储层非均质性的主要参数,并采用随机多步建模技术建立定量的气藏三维非均质储层综合指数模型的新方法。将储层非均质性综合指数模型应用到苏53区块气藏储层非均质和剩余气分布规律描述中。研究表明,盒8段非均质性强于山1段,盒8下段非均质性强于盒8上段,剩余气饱和度高值区与储层非均质综合指数具有较好的对应关系,剩余气储量富集于储层非均质性较强向较弱过渡的区带,即综合指数适中的区域是剩余气分布的有利相带。综合指数大于0.5的区域原始储层物性及含气性较好,对应较高渗带。而剩余气主要集中在非均质综合指数大于0.4低于0.5的区域。

低渗透气田合理井网井距研究

苏里格气田苏53区块盒8、山1段气藏为低渗低丰度岩性气藏。在分析该区块地质特征基础上,结合气井生产动态资料,采用经济极限单井面积法、技术最优单井面积法及数值模拟法探讨了低渗透、低丰度岩性气藏合理井网井距。3种井距设计方案结果表明:采用南北向排距大于东西向井距的600m×1200m近似菱形基础井网能最大限度地提高采收率,并获得最佳经济效益,而且便于后期开发加密调整。

地质工程一体化在苏里格致密气藏开发中的应用

受低孔、低渗、低丰度等基本地质特征的影响,苏里格气田面临单井产量低、压力下降快等开发难题。为提高单井产量和气藏采收率,实现区块优质、高效开发,以地质工程一体化理念为指导,在苏10、苏11、苏53区块开展一系列技术研究和现场试验。工程地质一体化主要体现在以下几个方面:1确定区块开发方式。苏10区块以直井、丛式井开发为主,井间产能接替;苏11、苏53区块分别以丛式井和水平井开发为主,区域产能接替。2优化方案设计。通过地质工程结合,优化水平井方位、水平段位置、储层改造方式等参数,实现储层最大动用。3实现水平井工厂化作业。在苏53区块优选13口井(10口水平井)开展水平井工厂化作业,探索出了一套以"方案设计最优化、工程技术模板化、施工作业流程化、作业规程标准化、资源利用综合化、队伍管理一体化"为核心的工厂化作业模式。4侧钻水平井技术取得重大突破。2015年实施的2口侧钻水平井,平均砂岩钻遇率均超过90%,平均单井控制储量0.96×108m3,初期日产量接近6.0×104m3,实现了地质到工程的整体突破。5地面流程合理化。按着地面服从地下的思路,水平井整体开发达到了简化集输流程、便于管理、节省投资的效果。

地质与压裂一体化布井技术在苏里格气田的应用

苏里格气田是形成于河流相背景下的低渗透致密砂岩气藏,沉积条件和储层物性决定了其开发难度大,水平井整体部署技术和压裂技术的结合应用可实现气田的少井高产高效开发。从水平井部署的地质依据出发,以综合经济效益为目标,对井网、井距、水平段长度、方位、井眼位置、压裂缝长、压裂规模等方面进行了优化并应用,在苏53区块取得了良好的开发效果。