基于储层甜点特征的致密砂砾岩油气藏压裂增产技术研究

中拐凸起南斜坡二叠系佳木河组二段储层为一套含浊沸石的致密砂砾岩。早期,在有利构造上钻探的直井产量均较低,2014年钻探该区第一口水平井用于提产,但因未能有效控制缝高,致深部水体锥进过快,长期试采效果差。近年来,地震地质综合研究发现,储层存在局部甜点。因下部并无隔层,压裂时需严格控制裂缝下延。通过对储层甜点特征进行梳理,综合评价了各断块甜点的优质程度,为试油段优选和新井的部署提供依据。为了实现控缝高压裂,提高单井产量和试采效果,开展人工隔层导流能力室内实验、完成人工隔层支撑剂粒径的优选,进行压裂数值模拟研究、确定了研究区形成有效厚度人工隔板的临界施工参数。研究认为,前置液阶段,改变液体黏度和排量、铺置有效人工隔层能够抑制水力裂缝向下扩展;携砂液阶段,加入一定浓度纤维,可进一步提升支撑剂对上部优质储层的支撑。这种组合控缝高工艺技术投入该区压裂实施后,有效控制了裂缝下延高度,甜点层段得到充分改造,试油及后续试采期间维持了较高油气产能,压裂提产效果明显。

河流相致密砂岩气地质甜点评价——以四川盆地川中地区侏罗系沙溪庙组二段1亚段为例

四川盆地侏罗系沙溪庙组储层具有孔隙度和渗透率低、非均质性强、砂体叠置关系复杂的特点,导致地质甜点判别困难、预测精度较低。为实现气藏的高效开发,通过分析、研究沉积作用、成岩作用和源-储配置关系对天然气聚集成藏的影响,建立了研究区沙溪庙组二段1亚段致密砂岩气地质甜点评价标准。研究结果表明:①沉积微相和河道类型控制了砂体规模及储层的物性,顺直河或低弯度曲流河边滩砂体厚度大、物性好,是优质储层发育区。②岩浆岩岩屑含量和成岩相不同是导致储层质量差异的主要原因。其中绿泥石胶结相物性最好。③源-储配置关系控制储层中天然气的充注程度,与烃源断层直接相接或距离烃源断层较近的砂体含气性最好。④储层质量和含气性共同控制单井天然气产量。根据研究提出的地质甜点评价标准,将研究区地质甜点分为3类。Ⅰ类甜点主要为顺直河或低弯度曲流河边滩砂体,孔隙度大于12%,渗透率大于0.30×10^(-3)μm^(2),以绿泥石胶结为主,且距烃源断层近,含气性好,含水饱和度小于30%,泊松比小于0.24,单井产气强度大于0.10×10^(4)m^(3)(/d∙m)。Ⅱ类甜点主要为中弯度曲流河砂体,孔隙度10%~12%,渗透率为0.15×10^(-3)~0.30×10^(-3)μm^(2),以伊利石或伊/蒙混层胶结为主,距烃源断层相对较远,含水饱和度为30%~40%,泊松比为0.24~0.25,单井产气强度为0.05×10^(4)~0.10×10^(4)m^(3)(/d∙m)。Ⅲ类甜点主要为小型中弯度曲流河边滩,孔渗性差,主要发育伊利石或伊/蒙混层胶结,且远离烃源断层,含气性较差。

Production characteristics and sweet-spots mapping of the Upper Devonian-Lower Mississippian Bakken Formation tight oil in southeastern Saskatchewan, Canada

A workflow that helps identify potential production sweet spots in the Middle Bakken tight oil play is proposed based on analysis of large amounts of production data. The proposed approach is a multivariate statistical model that extracts relevant information from a training dataset of production wells to facilitate geological similarity comparison between economic and sub-economic production wells. The model is applied to the Middle Bakken tight oil play in southeastern Saskatchewan. Data screening for diagnostic geological indicators for sweet spots reveals that several geological factors indicative for conventional oil reservoirs seem to work for the Middle Bakken tight oil play as well. These factors include: a) the NE Torqunay-Rocanville Trend serving as a preferred regional migration path for connecting mature source rock in southern Williston Basin and the Middle Bakken tight reservoir in southeastern Saskatchewan; b) the oils in the Bakken tight reservoirs along the U.S. and Canada border are more likely from local matured Bakken source rocks; c) subtle structural components enhancing the convergence of dispersed hydrocarbons over a large area; d) top seal and lateral barrier improving preservation, thus favouring oil productivity; e) orientation of maximum horizontal stress coincident with the direction of the variogram spatial continuity in ultimate recoverable reserves, so the direction of horizontal well has a significant impact on the oil productivity.

考虑薄煤层影响的致密砂岩气藏地质工程双甜点评价方法——以鄂尔多斯盆地神府区块为例

在薄煤层发育的致密砂岩气藏,由于薄煤层割理发育且塑性较强,容易限制水力压裂裂缝的缝高扩展,进而导致遴选的地质、工程双甜点区域的实际产能无法达到预期效果。为获得更加准确的双甜点评价结果,以鄂尔多斯盆地神府南区致密砂岩气藏为研究对象,首先构建了多属性融合的地质、工程双甜点评价模型,然后开展了双甜点三维分布的初次预测,进而采用Abaqus软件分析了煤层厚度、起裂点距煤层垂直距离对水力压裂裂缝穿煤层扩展的影响规律,最后形成了穿煤层双甜点二次优选评价技术。研究结果表明:①当煤层厚度大于等于4 m或起裂点距煤层垂直距离大于等于4 m时,水力压裂裂缝难以纵向穿过煤层扩展,可压性降低;②研究区双甜点指数划分标准为,Ⅰ类双甜点≥0.46,0.37≤Ⅱ类双甜点<0.46,0.30≤Ⅲ类双甜点<0.37。结论认为:①考虑薄煤层影响的致密砂岩气二次甜点评价技术能够准确筛选出优质的地质、工程双甜点,且优选结果与实际高产区域的匹配度较高;②建立的评价方法对于砂泥岩互层非常规储层的开发和多气合采中甜点的同步动用具有较好的理论与实际意义。

鄂尔多斯盆地黄土塬三维地震勘探进展、难点及技术需求

针对黄土塬地震勘探这一世界级难题,回顾了黄土塬地震勘探历程,介绍了黄土塬地震采集、处理、解释关键技术,总结了长庆油田分公司在鄂尔多斯盆地黄土塬三维地震勘探成效和取得的主要油气勘探成果,梳理了鄂尔多斯盆地不同探区、不同类型油气藏勘探开发对黄土塬地震勘探的技术需求。长庆油田油气勘探开发实践结果表明,经过几代人50年攻关形成的黄土塬特色的“两宽一高一单点”三维地震勘探技术,有力支撑了长庆油田油气勘探重大发现、大规模增储和高效建产。下一步将以油气需求驱动为目标,瞄准三维地震“高精度、高效率、低成本、智能化”发展方向,持续攻关完善黄土塬地震技术系列,坚持原创技术引领与适用成熟技术推广结合,更有效支撑长庆油田分公司6600×10^(4) t上产稳产。

川西新场须二段致密砂岩储层甜点类型及成因机制

川西新场地区上三叠统须家河组二段(须二段)天然气资源丰富,砂体大面积发育,储层孔渗较低,甜点成因复杂。为了阐明新场须二段甜点类型及成因,以岩芯观察、薄片分析、微米CT、阴极发光等多技术手段,在对储层岩石学、孔喉特征、有效裂缝特征等分析基础上,对甜点进行分类。新场须二段主要发育基质孔隙型、断缝型、层理缝型等3种甜点类型,不同类型甜点形成原因存在差异。强水动力条件下形成的高能分流河道、富石英砂岩是基质型甜点形成基础,在相对较弱的压实及胶结作用、较强的溶蚀作用下易形成基质型甜点;在靠近大型断层的基质孔渗较好部位易发育断缝型甜点;层理缝型甜点分布规模较小,不同类型层理界面处颗粒粒度、组分存在差异,发生差异成岩作用,形成力学薄弱面。新场须二段甜点发育受沉积、成岩及构造非均质性控制,对甜点类型的成因分析,有利于对甜点进行分类评价。

富县油田长8致密油藏“甜点”识别及优选

富县油田长8致密油藏扩展新区时存在油层钻遇不稳定及含水率高等问题,究其原因是“甜点”识别及优选研究不足。为了更好的开发富县油田长8致密油藏,更准确的识别和优选油藏“甜点”,总结了前人的致密油“甜点”评价方法,从烃源岩厚度、储层砂体厚度、储层物性和构造4个方面对富县油田长8致密油藏“甜点”的主控因素进行了研究。引入油层综合评价系数F,采用叠置系数法对富县油田长8致密油藏“甜点”进行了识别和优选。取得如下成果:1)富县油田长8致密油藏“甜点”受烃源岩厚度的影响有先增加再减小趋势,90 m时达到峰值;受储层砂体厚度的影响具有逐渐增加趋势;受储层物性影响具有明显增加趋势;明显不受构造控制;2)富县油田长8致密油藏油层综合评价系数F大于64.2时,为Ⅰ类“甜点”区;当F为48.9~64.2时,为Ⅱ类“甜点”区;当F为33.7~48.9时,为Ⅲ类“甜点”区;3)在优选的富县油田长8致密油藏Ⅱ类“甜点”区部署了10口探井,7口获得了工业油流,成功率达到70%,效果显著。该研究成果对同类型的致密油藏“甜点”识别及优选具有良好的推广应用价值。

鄂尔多斯盆地东缘木瓜区下石盒子组致密砂岩储层甜点预测

鄂尔多斯盆地东缘神府木瓜区上古生界属于典型的致密砂岩气藏,储层甜点受岩性、物性多重因素控制。下石盒子组盒8段为辫状河沉积,砂岩与泥岩波阻抗差异小,因此常规波阻抗反演方法和地震属性难以达到有效储层预测。通过神经网络技术,对下石盒子组致密砂岩储层进行预测,应用效果较好,为该技术的推广应用提供了依据。

致密砂砾岩成储界限及分级评价标准——以松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组为例

徐家围子断陷下白垩统沙河子组砂砾岩储层是松辽盆地深部重要的致密气藏储层,其孔渗关系复杂,给成储界限的厘定和储层分级评价带来挑战。针对沙河子组砂砾岩储层,采用水膜厚度法、充注动力法、试气产能法和力学平衡法厘定了理论下限、成藏下限、有效渗流下限和成储上限,根据不同成岩作用主控因素下的孔渗关系确定成储界限物性值。在此基础上,结合储层微观孔隙结构差异划分储层类型,建立致密储层分级评价标准,并利用测井资料将分级评价标准进行应用,为研究区致密气甜点区优选提供依据。将沙河子组砂砾岩分为常规储层、Ⅰ—Ⅳ级致密砂砾岩储层和非储层,成储界限与分级评价结果具有很好的匹配关系。其中,常规储层孔隙度大于9%,渗透率大于0.05×10^(-3)μm^(2);Ⅰ级致密储层孔隙度为8%~9%,渗透率为(0.01~0.05)×10^(-3)μm^(2);Ⅱ级致密储层孔隙度为5%~8%,渗透率为(0.001~0.01)×10^(-3)μm^(2);Ⅲ级致密储层孔隙度为3.5%~5%,渗透率为(0.2~1)×10^(-6)μm^(2);Ⅳ级致密储层孔隙度为2%~3.5%,渗透率为(0.05~0.2)×10^(-6)μm^(2);非储层的孔隙度小于2%,渗透率小于0.05×10^(-6)μm^(2)。致密砂砾岩气产量受控于致密储层类型;Ⅰ级、Ⅱ级致密储层是致密气高产的有利层段;徐家围子断陷北部安达—宋站地区有利储层厚度较大,为致密气勘探开发甜点区。

致密砂岩储层“双甜点”识别方法在南海东部陆丰地区古近系储层的应用

深层致密砂岩储层是近年来南海东部油气勘探研究的重点目标,然而仅靠常规地质甜点识别方法难以满足现阶段深层勘探评价的需求。地质、工程“双甜点”储层识别方法是客观评价低渗储层产能潜力、寻找具有经济产能有效储层的有效手段。在南海东部陆丰地区,结合古近系致密砂岩储层特点,应用“双甜点”识别方法寻找研究区古近系储层有利区带分布范围,主要包括:①利用机器学习驱动下的反演技术确定优势相带地质甜点砂体分布;②基于岩石力学实验的泊松比、杨氏模量脆性指数构建地震预测模型;③基于叠前弹性阻抗反演技术预测泊松比及杨氏模量进而开展工程甜点识别以及地质甜点与工程甜点融合的致密砂岩储层“双甜点”识别。“双甜点”识别方法有效揭示了研究区古近系致密砂岩储层有利区带分布特征,依据识别结果进行井位部署,最终成功实现了海上压裂求产,证明了“双甜点”识别方法在陆丰地区的适用性。

Exploration and development of continental tight oil in China

Based on the investigation of tight oil exploration and development in North America, the successful cases of tight oil exploration and development in North America are summarized. The geological differences between continental tight oil in China and marine tight oil in North America is analyzed to explore the technical strategies for the industrial development of continental tight oil in China. The experiences of large-scale exploration and profitable development of tight oil in North America can be taken as references from the following 6 perspectives, namely exploring new profitable strata in mature exploration areas, strengthening the economic evaluation of sweet spots and focusing on the investment for high-profitability sweet spots, optimizing the producing of tight oil reserves by means of repetitive fracturing and 3 D fracturing, optimizing drilling and completion technologies to reduce the cost, adopting commodity hedging to ensure the sustainable profit, and strengthening other resources exploration to improve the profit of whole project. In light of the high abundance of tight oil in China, we can draw on successful experience from North America, four suggestions are proposed in sight of the geological setting of China's lacustrine tight oil:(1) Evaluating the potential of tight oil resources and optimizing the strategic area for tight oil exploration;(2) selecting "sweet spot zone" and "sweet spot interval" accurately for precise and high efficient development;(3) adopting advanced tight oil fracturing technology to realize economic development;(4) innovating management system to promote the large-scale profitable development of tight oil.

四川盆地元坝地区上三叠统须家河组三段致密砂岩气甜点类型与分布

通过岩心观察、薄片鉴定、测井分析等方法,结合其他地球物理技术,对四川盆地元坝地区上三叠统须家河组三段致密砂岩储层特征进行了研究,结合研究区气井产能特征及主控因素分析,归纳了气藏的甜点类型和成因,并对甜点的分布进行了预测。研究结果表明:(1)元坝地区须三段砂岩类型多样,其中中粗粒钙质岩屑砂岩和细砾岩为优质储层;裂缝类型多样,以低角度剪切缝和成岩收缩缝为主。(2)研究区须三段气藏发育中粗粒钙质岩屑砂岩型和细砾岩型等两大类甜点,结合裂缝特征,可进一步细分为六小类;各类甜点的地质特征、测试方式和试采特征均存在差异。(3)甜点的形成主要受沉积、成岩和构造作用控制,中粗粒钙质岩屑砂岩和细砾岩多分布于三角洲平原和前缘亚相界线附近的分流河道;差异重结晶是砾缘缝形成的原因;构造活动产生的断层和地层挠曲控制了裂缝的分布。(4)中粗粒钙质岩屑砂岩和细砾岩均表现为低GR、低CNL、中—高Rd、中等AC值的特征,优质储层的横波阻抗和μρ(μ为剪切模量,ρ为密度)均表现为中—高值,中粗粒钙质岩屑砂岩孔隙型、细砾岩和穿砾缝叠加型甜点呈条带状广泛分布,其他4类甜点零星分布。

基于嵌入式离散裂缝模型优化的海陆过渡相页岩气压裂水平井数值模拟

近年来,鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块海陆过渡相页岩气勘探开发取得了突破性进展,进一步展示了该领域良好的开发前景,但对该区页岩气水平井产能评价理论的认识还不够深入,从而制约了后续开发井生产方案的优化制订。为了模拟鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气压裂水平井生产动态,基于嵌入式离散裂缝模型理论,考虑了储层不同类型孔隙中流体流动差异,采用有限体积法建立了地质参数建模与压裂缝网表征相结合的数值模拟技术,并结合压裂改造后裂缝网络的展布特点,对现场实例井进行了生产动态分析。研究结果表明:①海陆过渡相页岩气藏压裂水平井整体产量偏低,压裂施工规模和单井产能之间相关性较弱,压裂裂缝的合理表征是生产动态预测的关键;②页岩储层渗透率极低,压力传播范围有限,未与井筒或水力裂缝沟通的天然裂缝在生产过程中贡献率较低;③天然裂缝为气体在低渗透致密储层提供了渗流通道,提升了水力裂缝网络的复杂度,应优选裂缝发育区对气井进行压裂改造。结论认为,优选压裂改造甜点位置和提高压裂井缝网改造程度是海陆过渡相页岩气藏压裂水平井产量提升的关键,该认识为我国海陆过渡相页岩气高效开发提供了理论支撑。

细粒沉积岩典型低阻油层成因及甜点分布

细粒沉积岩已成为非常规油气勘探的重要目标,普遍发育了低电阻率油气层。利用测井、录井、地震和薄片电镜测试等资料,结合相控储层参数分布技术,揭示了细粒沉积岩典型低阻油层成因机制,并提出了3类基于低阻成因的甜点分布规律。研究表明:①低阻油层成因主要包括大比表面积、高含量伊/蒙混层矿物、发达的微孔隙网络及其内部束缚水、高矿化度水以及高含量导电矿物等5个方面。②识别出了3类细粒沉积岩低阻类型,包括高泥质含量致密型低阻油层(致密低阻型)、高含量导电矿物型低阻油层(导电矿物低阻型)和疏松砂岩强连通水网型低阻油层(强连通水网导电低阻型),并在此基础上进行了成因分析。③明确了低阻隐蔽油层的甜点分布特征。致密型低阻油层甜点主要发育在电阻率相对较高的储层中,导电矿物型低阻油层甜点主要发育在白云质粉砂岩基质溶蚀段与白云质泥/页岩裂缝发育段,而强连通水网导电型低阻油层甜点主要发育在具有双模态孔隙结构的极细粒岩性中。研究结果对于指导下一步细粒沉积岩储层油气勘探意义重大。

智能预测和常规地震属性融合的产能“甜点”预测方法

致密砂岩的产能预测是国内油气勘探研究的重点问题之一。鄂尔多斯盆地的伊陕斜坡西南部构造复杂、直井数量少,单一的传统预测方法对砂岩的产能“甜点”预测难度大、预测结果多解性强。为此,提出了智能预测和常规地震属性融合的产能“甜点”预测方法。首先结合地质、测井和地震资料,使用卷积神经网络(CNN)刻画研究区砂质碎屑流沉积微相,得出优势相带的分布范围,然后考虑研究区微幅构造对产能的控制,融合曲率属性与砂质碎屑流微相,最终获得产能“甜点”的三维空间展布。利用该方法提取并优选地震数据中产能敏感的属性,同时,利用深度学习预测方法对地震数据进行储层物性参数和沉积相预测,最后融合产能敏感属性和预测得到的沉积微相,得出产能“甜点”分布范围。该方法在研究区的应用结果表明,融合得到的产能“甜点”分布与试油数据拟合效果明显提高,且“甜点”区域在已钻水平井上与细砂岩和粉砂岩分布吻合,预测结果为后期的高产井位部署和剩余油的有效挖潜提供了参考。

致密储层水平井裸眼压裂技术与压后评价

LM区块储层脆性指数差异大、天然裂缝不发育、不易形成复杂缝网,进行分段压裂时,受储层物性、地应力、各向异性等因素影响,段间实际压裂液进入量不均匀,达不到储层均匀改造的目的。针对该问题,依据经济效益最大化原则,在建立精细化地质模型的基础上,开展了完井方式、压裂液及支撑剂体系优选,并基于地质甜点、工程甜点和地质工程综合甜点的水平井精细化压裂设计方法研究,优化了压裂施工参数,预测了压后无阻流量并与常规压裂方法进行了对比分析,形成了水平井分段精细化压裂设计技术。2022年,该技术在LM区块中第五开发区一口新部署裸眼水平井进行了现场应用,取得了很好的压裂效果,压后无阻流量37.9×10^(4)m^(3)/d,投产半年后日产气量(5.0~6.5)×10^(4)m^(3)。LM区块致密气精细化压裂设计的成功应用,为类似致密气储层改造提供了新的技术思路。

利用先验信息约束的深度学习方法定量预测致密砂岩“甜点”

鄂尔多斯盆地东缘LX区块二叠系石盒子组发育河流相致密砂岩储层,高产气层具有孔隙度大于12%、渗透率大于1 mD、含气饱和度大于50%等特征,寻找高产“甜点”亟需开展储层参数定量评价。基于传统地震反演间接预测孔隙度等参数的方法精度低。LX区块地震数据与测井曲线对应关系不一致,存在大量矛盾样本,导致常规卷积神经网络难以应用。为此,在常规卷积神经网络模型的基础上增加一个全连接网络结构。地震数据与测井数据之间通过托布里兹局部网络结构连接,用于解决储层参数与地震数据不直接相关问题。全连接网络结构通过引入线(道)号、层位、地震相等先验信息,可以解决矛盾样本问题。通过引入地层格架、地震相等先验约束信息,构建了适用于致密储层的深度学习网络模型,形成了地质导向的样本井优选方法,从而定量预测储层参数、刻画了高产气层“甜点”平面展布。实际应用结果表明,孔隙度、渗透率、含气饱和度预测结果与井数据吻合度高,新部署的5口钻井测试无阻流量均超过1万m^(3)/d,有力推动了致密气高效开发。

致密储层研究进展和热点问题分析

全球常规油气及非常规油气资源极为丰富,其中致密油气是非常规油气资源的主要类型,是当前非常规油气勘探的重点,也是未来接替常规油气资源的重要领域。致密储层具有油气资源量大、分布面积广、成岩作用强、单井产量较低、储层非均质性强等特点。在富含油气资源的致密储层中,具有良好物性的"甜点"是提高产量的有利勘探目标,其"甜点"主要包括两类,一类为异常高孔带,另一类为裂缝发育带。目前,致密储层的研究现状主要包括致密储层划分、地质特征、形成机理和有利储层预测等。近年来,"甜点"的形成机理和预测成为当前致密储层勘探开发的重要科学问题。因此,致密储层微观孔喉结构表征、致密储层裂缝发育识别表征是目前致密储层研究的热点领域及未来主要发展方向。

中国陆相致密油效益勘探开发

在北美致密油勘探开发现状调研基础上,总结北美致密油规模效益勘探开发的成功经验和做法,分析中国陆相致密油与北美海相致密油成藏地质条件差异,提出中国陆相致密油产业发展的技术对策。北美致密油规模勘探、效益开发有6方面经验值得借鉴:在成熟探区寻找新的效益勘探层系;加强"甜点区"经济评价,重点开发高收益"甜点区";通过重复压裂、立体压裂,最大限度提高致密油储量动用程度;优化钻完井技术,降低工程作业成本;采用商品套期保值措施确保公司长期持续盈利;加强不同资源综合开发利用,提升整体经济效益。中国陆相致密油有较好的资源基础,借鉴北美海相致密油勘探开发的成功经验,针对中国致密油储集层地质条件,提出4方面建议:评价致密油资源潜力,优选致密油勘探战略选区;选准"甜点区"、"甜点段",实现精准高效开发;采用先进致密油压裂改造技术实现经济效益开发;通过管理体制创新,推进致密油规模效益开发。

准噶尔盆地乌夏地区风城组云质岩致密油特征及“甜点”预测

玛湖凹陷西斜坡云质岩致密油是准噶尔盆地近年来的重要勘探领域。通过对乌夏地区风城组云质岩特征分析,对云质岩致密油发育的主控因素进行总结,认为风城组地层发育优质烃源岩,其岩性、物性以及裂缝发育程度共同决定了致密油"甜点"分布。根据基质孔隙与裂缝的配置关系,将致密油"甜点"类型分为孔隙型、裂缝型及孔隙-裂缝型。通过地震岩石物理分析和正演模拟进行地震敏感参数分析,确定"甜点"的岩性、物性、厚度及围岩特征对地震响应的影响,在此基础上选择有效的致密油"甜点"预测方法,运用地震多属性分析技术,预测云质岩分布有利区;利用波阻抗反演以及随机模拟反演技术对储层物性参数进行反演,预测孔隙发育有利区;以矿物成分脆性指数评价法和蚂蚁追踪技术,预测裂缝发育有利区。综合岩性、物性、裂缝预测成果,划分Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类"甜点"有利区,为该地区下一步致密油勘探提供依据。