地震地质工程一体化助非常规效益开发

与常规油气不同,在非常规油气勘探开发过程中,地球物理技术支持的产业链长、要求高,从有利区优选、井位部署优化、钻井导向与跟踪直至工程压裂实施,都离不开地球物理技术的支持。为打造非常规油气领域服务新模式,东方物探公司着力在工程领域探索应用地球物理信息,持续突破非常规油气地质工程一体化瓶颈,努力将地质成果高效转化为生产效益。

沁水盆地南部煤层气地质工程一体化关键技术

沁水盆地南部煤层气资源丰富,但地质、工程条件复杂,樊庄成熟工艺技术推广邻区适应性较差,煤层气规模效益开发面临严峻挑战。为了解决沁水盆地南部煤层气“井位部署难度大、钻井周期长、裸眼井井眼易垮塌、单井产量低”等问题,开展了地质工程一体化技术攻关,形成了“三性”煤储层评价、可控水平井钻完井、分段压裂及疏导式排采等多项关键技术,并开展现场试验与推广。研究结果表明:通过地质与工程有机结合,实现了地质模型为工程技术优化提供技术支撑,工程实践不断校正地质模型,施工精度提高;水平井煤层钻遇率95%,单井钻井复杂平均减少40%,产能到位率达90%,单井平均日产量超过8000 m^(3)。

塔里木盆地顺北油气田少井高产地质工程一体化做法与关键技术

塔里木盆地顺北油气田埋藏深度为7300~9000m,脆性地层破碎形成的缝洞型储层沿高陡走滑断裂带发育,断裂破碎带内部非均质性极强,且流体性质差异大。面对这类超深复杂的断控缝洞型油气藏,高效成井面临世界级挑战,单井费用高,效益开发难度大,没有现成的经验、技术可借鉴。顺北油气田以项目管理为抓手,建立了独有的“五有五提升”地质工程一体化管理模式,创新形成了“少井高产”七要素关键技术。近几年,少井高产地质工程一体化实现了质的飞跃,落实了4号、8号断裂带2个亿吨级资源阵地,新增石油探明储量为1.53×10^(8)t、天然气探明储量为1620×10^(8)m^(3),4号断裂带共部署井位20口,两年建成了130×10^(4)t油当量产能阵地。与2016年开发动用的1号断裂带相比,高产井成功率提升了35%、单井产能提升了316%、单井发现探明储量提升了55%,实现了高效勘探,效益开发,其经验对其他同类型油藏开发具有较好的借鉴意义。

深层致密气地质工程一体化实践——以川西须家河组为例

川西新场—合兴场须家河组天然气资源丰富,中国石化探区保有探明地质储量超1700×10^(8)m^(3),储层具有气藏埋藏深(4500~5500m)、地层压力高(压力系数为1.4~1.7)、地层破裂压力高(110~165MPa)、特低孔隙度(平均孔隙度为3.7%)、特低渗透率(平均渗透率为0.07mD)的“一深两高两低”特点,为天然气成藏地质理论认识及高效开发带来了多重挑战,制约了气藏的勘探开发进程。以地质工程一体化融合实践为攻关思路,深化致密砂岩气输导体成藏认识,明确成藏机理及富集高产规律,以地质甜点发育模式深入解剖为切入点,阐明气藏甜点形成机制,建立甜点地质模式,抓住裂缝和储层地震精细刻画和定量预测技术、优化钻井及储层改造等关键技术,开展地质—地球物理—钻完井关键技术的地质工程一体化协同攻关与技术—经济一体化目标实践,技术序列的成功应用支撑气田规模上产,已累计新建产能超10×10^(8)m^(3),保障合兴场气田新增探明地质储量超1300×10^(8)m^(3),进一步证实了地质工程一体化是低品位气藏有效开发的必经之路,推动了川西须家河组气藏的效益开发进程,为致密难动用储量,特别是深层致密气的勘探开发提供借鉴。

砾岩致密油地质工程一体化井距优化——以玛131小井距立体开发示范区为例

玛湖砾岩致密油藏的开发存在着地层非均质性强,两向应力差大,天然裂缝不发育和物性差的问题,为了更经济有效的开发,在玛131井区首次开展了小井距立体开发现场试验,试验区整体采收率较高但经济效益并未达到预期,急需开展井距优化工作。本文采用地质工程一体化的思路和方法,建立了完整的立体井网井距优化流程,同时结合压裂参数和响应特征提出了一种多井多段条件下快速拟合压裂缝网模型的方法,主要包括:开展系统性油藏工程分析,基于精细地质和地质力学模型采用非常规裂缝模型进行复杂缝网模拟与拟合,耦合油藏数值模拟开展生产历史拟合,通过压裂数模一体化模拟完成了示范区井距优化并结合大范围井距矿场试验进行了验证。研究结果表明,解析缝长和模拟缝长结果可相互验证,百3段水平井裂缝相对较长,平均支撑半缝长70.1 m,平均水力裂缝高度24.6 m;百2段水平井裂缝相对较短且存在穿层效应,平均支撑半缝长61.1 m,平均水力裂缝高度28.3 m。在具备一定渗透性的地层条件下,两套开发层系的井距均可适当扩大至200~300 m,在确保较高采收率条件下提高单井产能和经济效益。本文优化验证后的井距范围可在同区块同层位进一步推广,所使用的立体井网井距优化流程可以被其他非常规油气藏类型所借鉴。

涪陵气田立体开发地质工程一体化实践

针对涪陵页岩气田一次井网开发后剩余气储量动用不充分的问题,立体开发地质工程一体化技术是提高气藏采收率,实现对剩余储量精准动用的核心手段。通过建立页岩气地质工程一体化高效开发新模式,创新形成页岩气建模数模一体化技术进行剩余气精细研究,明确页岩剩余气分布情况;通过地质工程双甜点耦合,明确穿行黄金靶窗,建立“资源+应力+天然裂缝”三位一体分层效益组合体划分标准体系;基于剩余气差异化分布形态,建立“地质—钻井—压裂—地面协同优化”钻井与压裂优化设计流程;通过实时监测进行钻井轨迹与压裂施工的动态调整,建立一体化数据共享平台及实时决策系统。立体开发地质工程一体化技术指导焦石坝区块预期采收率从12.6%提高到23.3%,立体开发区采收率达39.2%。该技术的应用使页岩气钻采投资、10×10^(8)m^(3)产能建设投资及开发成本逐年缩减,有效指导了涪陵页岩气田提高采收率与高效开发。

鄂尔多斯盆地页岩油水平井扇形井网地质工程一体化开发实践

多平台大范围规模布井是非常规资源高效动用的关键。由于黄土塬地貌特征和林缘区、水源区的限制,鄂尔多斯盆地庆城三叠系延长组长7页岩油的布井模式存在局限性。为进一步实现平台动用储量最大化,创新提出扇形井网布井方式。文章采用地质工程一体化方法,探究扇形井网不同布井方位对裂缝扩展和产能的影响,对扇形井网开展相应的裂缝间距和压裂次序优化,同时结合实际案例分析扇形井网下的压裂特征并对产能效果进行对比。研究结果表明,斜交水平井(水平段井轨迹与最小水平主应力夹角大于或等于15°)与常规水平井(水平段井轨迹与最小水平主应力夹角小于15°)相比,预测产能随偏转角度(布井方向与最小水平主应力方向的夹角)的增大而减小,当偏转角度大于45°时,产能差异进一步放大,同时模拟结果下的经济评价情况表明,当偏转角度为90°时,经济可行性最差,不建议布井;扇形井网模式下通过扩大裂缝间距和采用“从外到内”的压裂次序可以提高预测产能;斜交水平井裂缝首先沿垂直井筒方向延伸且震级较大,但在远场尺度下最大水平主应力方向仍然是裂缝扩展的主导因素;与常规水平井相比,斜交水平井储层改造体积小,但裂缝复杂程度高,缝网改造更充分;对比实际投产效果来看,斜交水平井累计产量低于常规水平井,但液面高度高且目前日产油量接近,存在一定开发潜力。

四川盆地页岩气地质工程一体化高效开发关键技术与装备

四川盆地页岩气具有储层构造复杂、埋藏深、甜点储层薄、裂缝/断层发育、地应力差大、破裂压力高、产量衰减快等世界罕见的复杂特征,致使原有北美页岩气开发技术难以满足四川盆地的特殊需求,亟需自主研发适应于四川盆地复杂地质条件的页岩气高效开发技术。针对四川盆地复杂地质条件下的页岩气储层地质甜点与工程甜点科学评价、长水平井高效钻井、分段体积压裂和控压高效开发的关键技术与装备等难题,基于地质工程一体化研究思路,以地质建模为基础,发明了复杂页岩气储层“地质-工程”双甜点评价新方法、复杂难钻地层高效增压提速与动态多因素个性化钻头设计方法、基于双甜点的地质工程一体化分段体积压裂参数优化方法;自主研发了系列个性化高效复合钻头、无线电控趾端压裂滑套、全溶桥塞和专用压缩机等高性能关键工具与装备,形成了具有中国自主知识产权的四川盆地页岩气地质工程一体化高效开发关键技术与配套装备。研究成果先后在四川盆地长宁、威远、涪陵等页岩气田大规模应用834井次,通过提高钻头使用寿命、缩减钻井周期、提升压裂效率及单井测试产量,支撑了中国页岩气高效开发关键技术与装备进步。

基于地质工程一体化的海上低渗油田压裂实践与认识——以珠江口盆地陆丰凹陷为例

珠江口盆地作为中国海上低渗油气的重要成藏区,低渗油气资源量巨大。陆丰凹陷L44油田是南海东部首个整装压裂开发的低渗油田,为提升开发效益,采用压裂等储层改造方式,但压裂后存在改造规模未达预期、裂缝起裂机理认识不清等问题。建立了一种基于地震解释、测井、地质相结合的海上低渗油田地质工程一体化建模方法,使裂缝扩展延伸更加准确。对研究区开展了三维地质力学建模和地质工程双甜点优选,提出了适用于海上低渗油田压裂设计的储层射孔段长度上限,对C3井重新进行了压裂方案设计和产能模拟,经二次压裂投产后产量水平与设计预期基本相符。研究结果表明:(1)低排量条件下,射孔段长度由4m增至16m,单段裂缝长度平均减少30m,前5年单井累计产能减小88%;(2)射孔段长度的增大对改造规模起到抑制作用,射孔段长度大于6m时,改造范围大幅减小,射孔段长度小于6m时,改造范围减小幅度不大,最优射孔段长度不应大于6m;(3)射孔段长度小于6m时,施工排量每提升1m^(3)/min,储层改造体积平均增幅为10.97%,提高施工排量可实现进一步增大压裂改造体积的目标。建立的海上低渗油田地质工程一体化建模方法为南海东部低渗油田的开发方案和压裂方案设计提供了全新认识,有利于提升油田开发效益。

渤中凹陷深层高压井地质工程一体化技术研究与应用

渤海湾盆地渤中凹陷深层潜山地质条件复杂,目的层埋藏深,钻遇地层层位多,岩性复杂多变,地层压力系统变化大,钻井过程中复杂情况频发,薄弱层易漏失,影响勘探开发进程。为此,研究了钻前井漏风险预测及地层压力校正,钻中高压段中完科学决策、潜山界面精确卡取和潜山地层压力随钻识别与控制等方面的技术,实现了钻井设计及随钻调整方案优化,形成了渤中凹陷深层高压井全过程地质工程一体化技术。渤海油田20口深层高压探井应用全过程地质工程一体化技术后,钻井复杂情况降低了60%,井漏、溢流等复杂情况处理时间缩短了40%,潜山界面识别准确率100%,单井钻井成本降低3000万元以上。全过程地质工程一体化技术为渤海油田深层超深层勘探开发提供了技术途径,具有较好的应用前景。

地质工程一体化对我国海域天然气水合物效益勘探开发的启示

海域天然气水合物储层具有埋藏浅、弱胶结、未成岩等特点,降压开采过程可能会导致工程地质风险的加大,严重影响开采效率。因此,权衡产能需求与工程地质风险对于延长开采周期、保障开采安全尤为重要,有必要通过地质工程一体化技术探索出一条提高海域天然气水合物勘探开发效果、有效降低工程作业成本的新途径。文章介绍了地质工程一体化的发展历程,剖析国内外典型地质工程一体化应用实例,围绕海洋天然气水合物开发面临的挑战和科学问题,结合我国天然气水合物开发技术发展现状,对构建天然气水合物高效开采技术和经济技术评价体系(多井综合评价技术、产气潜力评价技术、靶点垂深预测技术)提出建议,基于“地质数据集成—研究平台—决策中心”架构,阐述海域天然气水合物地质工程一体化平台化建设思路,为未来我国海域天然气水合物效益勘探开发提供技术支撑。

页岩气地质工程一体化产能优化研究

页岩气井的产能是地质、油藏、工程等方面众多参数的综合反映。页岩气开发过程中,产能的准确预测和优化对降本增效具有重大意义。然而,产能影响涉及方面广、因素多,常规方法进行的单因素分析拟合度较差,各影响因素相互关系难以确定。有些研究人员采用多属性进行非线性拟合的方法也很难尽如人意,而且这类方法一般都只是对已经施工的井进行产量预测,无法开展产能评价.

川南页岩气地质工程一体化实践成效与认识

川南页岩气地质工程一体化技术不仅成功地解决了复杂地质条件下的工程挑战,还显著提高了单井产量和预估最终可采储量(EUR)。概述了川南页岩气地质工程一体化的基本概念、核心内涵及其技术体系,并提出了适用于不同区块不同条件的高产井培育方法。研究结果表明:(1)所形成的地质工程一体化技术体系为页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施提供了重要的决策依据和指导,有效解决了“压窜”“套变”等瓶颈问题,泸州区块套变率降低了19%,压窜率降低了31%;(2)持续迭代更新地质工程特征认识和一体化模型,可以显著提高设计的精准性、可靠性、吻合性、有效性;(3)实施地质工程一体化高产井培育方法,可大幅提高单井产量,其中长宁区块单井平均EUR提高到1.30×10^(8)m^(3),增幅为26%;渝西区块单井平均EUR提高到1.53×10^(8)m^(3),增幅为36%。高产井培育方法已在川南页岩气的不同区块得到推广应用,并取得了显著的成效,验证了该方法在提升单井产量和经济效益方面的重要性,也可为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。

四川盆地德阳—安岳裂陷槽寒武系筇竹寺组超深层页岩气地质工程一体化高产井培育实践与勘探突破

四川盆地德阳—安岳裂陷槽寒武系筇竹寺组超深层页岩储层地层时代老、埋藏深度大、热演化程度高,勘探开发难度大,国内外尚无可直接借鉴的经验。为此,基于地质工程一体化理念,探索建立筇竹寺组“部—钻—压—采”一体化高产井培育关键技术体系:(1)一体化井位部署,深化筇竹寺组“裂陷槽控藏”认识,明确优质储层分布模式,明确高产井实施技术界限,支撑井位优化部署;(2)一体化钻录定导,基于地质工程参数综合评价,优中选优确定靶体,优化井轨迹,强化地质钻井一体化精细管理,保障优质储层钻遇率;(3)一体化压裂增产,基于一体化压裂模型优化压裂设计,形成“促复杂+扩体积+强支撑+防套变”压裂工艺,有效实现裂缝均匀开启、高效扩展、全域支撑及储层改造体积最大化;(4)一体化精细返排,形成“四因子”返排增产技术,结合精细排采分析平台,实现降低储层伤害与气井增产“双突破”。基于上述技术体系,资201井首次在国内寒武系4500m以深的页岩储层测试获得高产工业气流,威页1H井成功实现高产井复制,初步落实埋深5000m以浅有利区面积近3000km^(2),资源量近2×10^(12)m^(3)。所形成的高产井培育技术和方法,为破解寒武系超深层页岩气规模效益开发难题奠定了坚实基础。

低渗透油藏地质工程一体化高效建产--以东营凹陷N25区块为例

东营凹陷低渗透油藏分布散、埋藏深、品位低,开发过程中注不进、采不出矛盾突出,效益建产面临单井产能低、自然递减大、采收率低等问题,高效开发难度大。以东营凹陷牛庄洼陷沙三段中亚段N25-42A低渗透浊积砂岩油藏为例,通过实施以储层精细刻画、复杂缝网压裂改造储层、正向压驱注水补能、钻井与地面工程优化设计施工为核心的地质工程一体化建产方案,有效提高地质甜点刻画精度,大幅缩短钻井周期,形成复杂缝网提高波及体积,快速补充地层能量,改善驱油效果。N25区块实施地质工程一体化建产方案后,平均单井产油量增加0.6倍,单井控制可采储量增加6倍,实现少井高产,投资大幅缩减。实践证明,地质工程一体化开发技术对于提升断陷盆地低渗透油藏的动用率、推动低品质油藏的产能建设具有一定应用价值和参考意义。

工程地质勘察与地质灾害风险评估的一体化研究

现阶段的工程领域中,地质灾害的防范与治理至关重要。文章将探讨工程地质勘察与地质灾害风险评估的一体化研究方法,通过综合分析工程地质勘察数据,结合地质灾害风险评估理论,建立一体化研究框架,从而准确预测并减轻潜在风险,旨在提高地质灾害预警与防治水平。研究内容包括勘察技术优化、风险评估模型构建以及实际案例分析,旨在为工程安全提供更科学、更全面的依据,为相关行业提供研究参考。

天津市汉南路桥梁场地工程地质条件及土层地震反应分析

汉南路改线及配套服务区项目为天津市建设世界一流大港集疏运北部通道基础设施工程,工程沿线有北疆电厂专用线铁路桥和南堡铁路大桥。汉南路桥梁工程作为重要生命线工程,需在工程建设开始前进行场地地震安全性评价。本文综合前人在区域范围内地震活动性和地震构造研究成果,基于场地地震工程钻孔勘探与测试数据,建立了场地土层一维波动模型,完成了场地地表地震反应计算,取得主要成果:1)两个桥梁工程场地50年超越概率10%对应的地表水平加速度峰值分别为0.209g和0.213g;2)工程全线均位于地震动峰值加速度分区中的0.2g区。汉南路桥梁场地土层地震反应分析工作为后续工程建筑规划、震害预测和抗震设计提供了重要依据,对场地地震地质灾害评价具有重要意义。

庆城夹层型页岩油地质工程一体化压裂技术

针对庆城夹层型页岩油储层物性致密、原始油藏压力系数低和湖相沉积非均质性强的特点,采用大型物理模拟试验、水平检查井取心观察和微地震频度与震级分析等方法,明确了裂缝系统以人工主裂缝为主、支/微裂缝为辅;根据细分切割裂缝思路,采用桥塞/球座分段多簇射孔联作工艺为主体技术;从地质工程甜点综合特征出发,优化布缝策略、段簇组合和簇间距;基于限流压裂原理,采用暂堵控制多簇裂缝扩展,以大量现场压裂资料为样本集,优化压裂关键参数;根据压裂对缝网导流能力的需求,优化压裂液和支撑剂的粒径组合。通过上述研究,形成了庆城夹层型页岩油地质工程一体化压裂技术。庆城页岩油区块的180口水平井应用页岩油地质工程一体化压裂技术完成4590段压裂,压裂后单井初期产量达到了14.5 t/d,第1年产量递减率降低10百分点以上。研究和现场应用表明,页岩油地质工程一体化压裂技术可以实现油藏与裂缝的匹配,有效支撑了庆城页岩油百万吨级产能建设,为陆相页岩油资源高效动用和效益开发提供了技术支持。

南川复杂构造带常压页岩气地质工程一体化开发实践

南川复杂构造带常压页岩气藏受多期构造运动影响,地质条件复杂加大了效益开发的难度。针对储层构造复杂导致“甜点”钻遇率低、机械钻速低和地应力复杂导致压裂改造效果差等难题,提出了适用于南川复杂构造带常压页岩气地质特点的地质工程一体化做法。围绕常压页岩气效益开发要求,充分利用物探、地质、钻完井及压裂等多学科知识进行综合研究,建立了地质与工程相互找问题促进步、地质与工程相互找依据促增效两个维度交互融合的一体化流程,形成了以物探、地质、工程一体化为核心的复杂构造带常压页岩气关键开发技术。通过现场实践应用,复杂构造带水平井机械钻速和靶窗钻遇率大幅提高,压裂成本不断下降,气井改造效果和产能持续提升,实现了南川常压页岩气的效益开发,为渝东南盆缘复杂构造区常压页岩气藏高效开发提供了可借鉴的技术和经验。

川东北地区高含硫气井地质工程一体化技术及其应用

四川盆地开江梁平海槽东侧飞仙关组碳酸盐岩气藏的勘探开发目前面临着高含硫、高压、高温、钻井效率低等挑战,迫切需要解决安全钻井、高效提速等难题,使用常规钻探方法具有一定风险且效率较低。以川东北高含硫地区气田为研究对象,从储层品质、钻井品质、完井品质三方面着手,运用地质工程一体化思路与技术对气藏开发进行研究。开展综合地质研究和模型建立,优化钻前地质设计和井位部署;从钻井过程中遇到的复杂情况进行分析,解决强研磨地层、多弱面地层、高压盐水层的钻井安全提速问题;针对含气目的层,优化酸化、压裂提产方案,实现高含硫气藏的安全高效开采。研究结果表明:地质工程一体化技术的成功应用,为特殊地质条件引起的井涌、井塌、井漏、高抗钻及难压裂等工程问题提供了有效预测,保障了高含硫气藏方案设计及实施的科学决策依据,缩短了钻井和建产周期,初步实现了气藏开发初期的效益突破。