单井优快钻井技术在迪那2区块的现场应用

迪那2区块是我国石油天然气重要产地,经过多年开发,钻探难度依然较大,而随着石油产量需求的不断增长,对迪那区块开发、钻井的速度要求也越来越高。本文通过对迪那2区块地质特征及已钻井的统计分析研究,找出了制约钻井提速的内在因素,针对迪那2区块机械钻速低、地层倾角大、事故复杂多等钻探难点,研究制定出了一套优快钻井技术,在迪那2-29井应用取得了良好效果。

迪那2凝析气田全生命开采周期纵横向出砂规律探索

塔里木油田迪那2凝析气田属于高温高压、低孔低渗、中—高胶结强度裂缝性砂岩气藏,具有低孔低渗特点,传统观点均认为该类型储层不存在出砂问题,但自2009年投产至今,21口井取到砂样,出砂情况普遍,已成为影响气田稳产的一个关键技术难题。为此,建立了多孔弹塑性3D出砂流固耦合模型,利用数值模拟方法,对迪那2气田开展全方位出砂量预测。研究表明:迪那2气田出砂过程可划分为少量出砂、出砂递增、出砂加剧及稳定出砂4个阶段;重度出砂区域在X-6、X-7、X-8井周围,出砂量从气田中部往四周逐步降低,重点出砂层位在库姆格列木群E_(1-2)km^(2)组。经现场实测数据验证,出砂量预测误差在15%以内,说明该出砂量预测方法具有实用性。该研究可为油田制订合理防砂对策和高效开发提供技术支持。

迪那河红桥河引水闸径流分析

迪那河红桥河引水闸径流受上游分水影响较大,基于迪那河红桥河引水闸上游水利工程布置情况,通过现场监测和历史监测对比,对两处分水后的径流衰减进行计算探讨,得出迪那河径流衰减率为1.043%,红桥河引水闸多年平均径流量为7641×10^(4)m^(3),为水利工程建设和迪那河洪水衰减研究提供了科学依据。

塔里木盆地迪那2大型凝析气田的地质特征及其成藏机制

塔里木盆地库车坳陷迪那2凝析气田是中国目前发现的储量规模最大的凝析气田,含气层位为古近系苏维依组与库姆格列木群;储集岩以粉砂岩、细砂岩为主,属于低孔低渗储层,近似于致密砂岩气。气藏储量丰度大于15亿方/km2,气油比为8100～12948m3/m3,凝析油含量60～80g/m3;储层温度129～138℃,地温梯度为2.224℃/100m;地层压力为105～106MPa,压力梯度为0.39MPa/100m,压力系数为2.06～2.29,属于常温超高压凝析气藏。天然气以湿气为主,碳同位素较重,属于典型的煤成气;原油碳同位素较重,生物标志化合物体显出陆相油特征。研究认为,油气主要来自阳霞凹陷侏罗系煤系烃源岩;圈闭形成时间较晚,根据热史、埋藏史、烃源岩热演化史、流体包裹体等资料以及天然气碳同位素动力学拟合的油气充注成藏时间都表明,迪那2凝析气田的成藏时间是在2.5Ma以来,是一个典型的晚期快速充注成藏的大型凝析气田。晚期前陆逆冲挤压作用在形成超压的同时,发生了储层的致密化和烃类的充注,储层致密化过程与烃类充注同步。

迪那2气田古近系低渗透储集层形成机制分析

塔里木盆地库车坳陷迪那2气田古近系储集层为低孔低渗和低孔特低渗的碎屑岩,同一相带的储集层物性与粒度负相关,油气主要产自于粉砂岩和泥质粉砂岩之中,储集空间以剩余原生粒间孔、溶蚀粒间孔、溶蚀构造缝和构造裂隙为主。经综合分析认为,其原因与前陆逆冲推覆构造活动的阶段性对沉积旋回性、沉积水体盐度变化及物源区变化的控制密切相关。构造相对活跃期为沉积水体咸化期,主要发育扇三角洲平原亚相的辫状河道粗碎屑岩,同生期胶结作用强,而浅埋藏早成岩阶段碳酸盐和硫酸盐胶结物充填强烈,致使物性进一步变差,并且不利于晚成岩A阶段的溶蚀作用进行。而构造活动相对平静期的物源区较远,水体盐度低,发育的扇三角洲前缘亚相粉砂岩和泥质粉砂岩成分成熟度和结构成熟度相对高,同生期胶结作用弱,原生孔隙保存较多,浅埋藏早成岩阶段的胶结作用较弱,晚成岩A阶段的溶蚀作用较强,因此储集层物性要优于粗碎屑岩。构造破裂作用使迪那2气田古近系储集层物性获得改善。

库车坳陷迪那2气田异常高压成因机制及其与油气成藏的关系

通过对间接估算和地层测试获取的地层压力分布特征的研究,结合实际地质资料和前人最新研究成果,分析了库车坳陷迪那2气田异常高压的成因机制,并估算了主要超压机制对现今超压的贡献,探讨了异常高压形成过程及其与天然气藏形成的关系。结果表明,不均衡压实、构造应力和超压传递作用为迪那2气田异常高压的主要形成机制,其中断裂的垂向开启和褶皱形成引起的超压传递作用是最主要原因。迪那2气藏的形成与气藏内异常高压的形成具有同步性,康村期的早期油气充注时,储层基本为正常压力系统;库车沉积期快速的沉积作用产生了压实不均衡作用,形成了约5～10MPa的过剩压力;库车组剥蚀期到第四纪,在强烈的构造挤压作用下,断裂幕式开启形成的垂向超压传递作用、褶皱形成引起的侧向超压传递作用和水平的构造应力作用,极大地增大了储层中异常压力的幅度,形成了约40～50MPa的过剩压力,该时期为迪那2气田超高压及气藏形成的主要时期。

库车坳陷迪那2气田地质特征

迪那2气田位于塔里木盆地库车坳陷秋里塔格构造带东部,是上第三系吉迪克组膏盐岩塑变层之下呈串珠状分布的一系列褶皱中的一个局部构造,含气层系主要为下第三系砂岩。该构造天然气中甲烷含量86.7%～88.9%,属于湿气;有机地球化学研究证实该构造气源主要为侏罗系煤系地层。迪那2号构造成藏期晚(构造雏形形成于晚第三纪库车期,定型于第四纪)和良好封盖条件(上第三系吉迪克组巨厚的膏盐岩和泥岩是区域盖层)是迪那2大气田得以保存的根本原因。迪那2气田的异常高压是由于从更新世开始来自北部的强烈构造挤压作用而形成的。迪那2气田探明和控制天然气地质储量大于1000×108m3,凝析油地质储量超过800×104t。

库车前陆盆地迪那2气田成藏机理及成藏年代

库车前陆盆地具有典型的双超压体系。深部超压体系的形成过程与源岩快速大量的生气作用密切有关 ,同时也决定了中生界源岩生成的天然气主要以水溶气形式存在。上部超压体系具有常压成藏的特点 ,当深部超压体系中的天然气沿断裂以混相涌流方式进入上部常压环境后 ,发生脱气析出并聚集成藏 ,其后 ,经构造运动进一步的挤压作用形成上部超压体系。迪那 2气田是上部超压体系中的天然气成藏。在圈闭发育史及源岩生烃史分析的基础上 ,结合储层流体包裹体及自生矿物伊利石的K/Ar测年数据 ,认为迪那 2气田发生过 3期油气的充注 ,古近纪末期为液态烃注入 ,但遭受破坏 ;库车早中期为气液两相注入 ;库车晚期及西域早期为天然气注入 ,第三期是成藏的关键时期。

迪那2井三次井控技术

迪那 2井钻遇高压、高产气层后发生强烈的井喷并着火。介绍了井喷失控后的抢险技术思路以及反压井、环空打水泥、剪切钻杆、换装防喷器组、压井、换装采油树的实施过程 ,展现了国内外罕见的高压、高产气井井喷抢险一套完整的、技术性强的三次井控技术 。

库车坳陷迪那2构造油气运聚模拟实验

为了研究油气运聚过程 ,以迪那 2构造为地质模型 ,在构造特征、储盖组合、油气来源分析的基础上建立油气运聚过程物理模拟的二维实验模型 .通过模拟实验 ,揭示 :(1)断层是迪那 2构造中油气运移的主要通道 ;(2 )泄压区是油气运移的有利指向区 ;(3)毛管力及浮力在渗透性相近的砂岩中起重要作用 ;(4 )油气总是选择优势通道运移 ,在沿断层运移的同时 ,也向两侧砂体中扩散 ;(5 )

库车坳陷迪那气田古近系裂缝发育的多样性与差异性

以岩心观察和薄片鉴定为基础,辅以扫描电镜、粘土矿物X-衍射、流体包裹体、油层物性分析等手段,结合区域地质研究成果,系统研究塔里木盆地库车坳陷迪那气田古近系低渗-特低渗砂岩储层裂缝的多样性和差异性。结果表明:宏、微观裂缝主要为构造裂缝,其余依次为溶蚀裂缝、成岩裂缝和超压裂缝。构造裂缝分为剪切裂缝、扩张裂缝和震裂缝3种主要类型(以剪切裂缝为主)和3个发育期次;其中对储集烃类最为有效的裂缝形成于晚喜马拉雅期(上新世末期,即2.6~1.81 Ma)的构造挤压作用;溶蚀裂缝、成岩裂缝与超压裂缝与油气注入引起的溶蚀作用、粘土矿物脱水收缩、强烈构造挤压、快速深埋及流体增压造成的地层超压有关,主要形成时间为库车末期至西域期(2 Ma至现今)。裂缝发育的差异性主要受岩石类型、沉积相带、单层厚度和与主控断层距离的控制。位于气田中部的水下分流河道以粉细砂岩为主,裂缝最发育,单井产能高。裂缝线密度与单层厚度呈"座椅"式负相关,随着与主控断层距离增大而减小;泥岩裂缝线密度小于0.4条/m,且与单层厚度无关。

库车坳陷迪那2凝析气田油气成藏过程分析

基于定量颗粒荧光、流体包裹体和激光拉曼等分析手段系统分析了库车坳陷迪那2地区的油气充注史,并结合埋藏史、热史、生烃史及圈闭形成史对其成藏过程进行了探讨。所测试储层样品的QGF指数都大于4,QGF-E强度在5 057 m以内都大于20 pc,结合岩心分析结果确定其现今残余油水界面位于5 057 m左右。结合包裹体岩相学、测温数据及自生伊利石K-Ar测年数据表明,储层经历了三期油气充注,早期（23.53 Ma）充注的重质油由于缺乏有效盖层而散失,且此时地层埋藏较浅,地温低,石英矿物还未进入成岩胶结阶段,因此,无法记录该期油的充注。新近纪喜马拉雅造山运动使地层强烈褶皱,圈闭大量形成,康村晚期（10~7 Ma）烃源岩生成的轻质油聚集其中,该期油充注时间较长,包裹体以蓝绿和蓝色为主。第三期（2.5 Ma）天然气充注强度较大,改造了早期油藏,形成了迪那2凝析气藏的现今面貌。

新疆迪那河流域轮台人工绿洲耕地时空变化特征分析

对新疆迪那河流域轮台人工绿洲耕地进行动态监测,量化和描述26年来绿洲耕地的时空变化规律。在RS与GIS支持下,通过解译1992年8月、1998年8月、2007年9月和2018年8月4期卫星遥感影像和野外调查获取的无人机影像数据,提取迪那河流域轮台人工绿洲耕地信息,采用数理统计、动态度、转移矩阵和重心模型分析绿洲耕地26年内时空变化特征。结果表明:26年来,迪那河流域轮台人工绿洲耕地面积从1992年的8 381 hm^2增长到2018年的46 284 hm^2,耕地面积在人工绿洲总面积中所占的比例从1992年的40. 18%增长到2018年的71. 28%,耕地面积在迪那河流域总面积中所占比例从1992年的1. 61%增长到2018年的8. 91%。迪那河流域轮台人工绿洲耕地面积呈现"缓慢增加—急剧增加—缓慢增加"的变化过程。1992—1998年,绿洲耕地增加主要由政府推动的开垦政策驱动,耕地面积年均增长速率2. 28%; 1998—2007年,绿洲耕地增加受开垦政策和棉花产业发展状况两种因素共同影响,耕地面积急剧增加,年均增长速度达16. 85%; 2007—2018年,绿洲耕地增加主要受棉花产业发展状况影响,耕地面积年均增长速率为8. 46%。迪那河流域轮台人工绿洲耕地动态变化主要表现在:耕地开垦扩张面积(41 545 hm^2)远大于耕地转出面积(3 441 hm^2),绿洲外围土地的开发是轮台人工绿洲耕地扩张的最主要途径,耕地转为果园是轮台人工绿洲耕地减少的最主要途径。迪那河流域轮台人工绿洲耕地呈现向沙漠区扩张明显、向戈壁区扩张较弱的趋势。

塔里木盆地迪那2气田特低渗砂岩储层应力敏感性研究

迪那2气田是西气东输的主力气田之一,地层压力高(106 MPa)、压力系数高(2.25),是一个带裂缝低孔、特低渗异常高压凝析气藏。为正确评价在开采过程中储层岩石随着地层压力的下降而发生的弹塑性形变,开展了迪那2气田储层应力敏感性实验研究。通过对岩心样品在不同有效应力下的孔隙度、渗透率的测试,分析了储层岩石物性随压力的变化规律,得到了迪那2气田典型储层的全应力应变曲线,定量地描述了地层压力降低后岩石出现的永久塑性变形特征。该成果为确定迪那2气田单井产能、制定气田开发规划奠定了基础,也为类似气田的开发基础研究提供了有效的技术方法和手段。

裂缝表征及建模在迪那2气田的应用

迪那2气田为超高压低孔裂缝性砂岩凝析气藏。气田范围内,裂缝较为发育且非均质性较强,同时,储层裂缝发育程度与单井产能密切相关,因而,对该气田裂缝参数的定量表征及建模将显得尤为重要。本次研究,综合迪那2地区丰富的岩心、测井、录井及测试资料,对各项主要裂缝参数进行定量表征,并在此基础上分析了控制迪那2气田裂缝发育的构造及地质因素;采用多属性体权重约束方法,建立了迪那2气田裂缝强度预测三维模型,实现了断层共生缝、构造成因缝、地质成因缝间的有效耦合,为裂缝属性参数的建立提供了可靠的约束趋势体;同时,利用动态参数优化等效参数模型,大大提高了裂缝属性参数模拟的精度,形成了一套针对裂缝性油气藏由裂缝表征到建模的有效技术方法。

库车坳陷迪那2气田古近系砂岩储层孔隙构造-成岩演化

以岩芯观察和薄片鉴定为基础,辅以扫描电镜、黏土矿物X衍射、流体包裹体、油层物性分析等技术手段,结合区域油气地质研究成果,系统研究塔里木盆地库车坳陷迪那2气田古近系砂岩储层孔隙构造-成岩演化与致密化过程。结果表明:研究区砂岩储层经历了同生期碳酸盐、岩盐胶结—早成岩期压实作用、胶结作用和低熟烃类充注—中成岩期有机酸溶蚀、液态烃类充注—构造挤压、构造破裂、天然气充注和晚期碳酸盐胶结等构造-成岩序列和两次致密化过程。储层原始孔隙度平均仅为31.7%,沉积作用是其致密的内因;孔隙度演化至现今约5.8%。压实作用造成了20.8%的孔隙度损失,是储层初次致密的决定性因素;胶结作用减孔约6.59%,加剧了储层致密化程度;溶蚀作用和各种成缝作用增孔约4.28%,使初次致密的储层孔隙度最高可达11%以上。从12~5Ma的康村期储层孔隙度从14.5%减少至8.0%,完成初次致密化过程,且与迪那低幅构造油藏形成大致同步,即"边致密边成藏"。5Ma以来迪那油气藏构造幅度增大,强烈构造挤压减孔2.76%,是储层再次致密的主要因素,该时期侏罗系烃源岩大规模气侵形成现今气藏,亦为"边致密边成藏"。

迪那2气田井筒高温解堵液体系

迪那2高压气田部分井存在出砂严重、生产管柱堵塞等问题,严重影响了气井安全、稳定生产,针对这一问题研制了一种耐高温螯合型高效解堵剂。首先,根据迪那气田的岩性特征,通过络合滴定试验优选了对钙、铝、铁金属离子螯合能力强的有机磷酸螯合剂,然后将该螯合剂与氢氟酸及有机弱酸相互组合,形成了多种解堵液基础配方体系。通过岩粉溶蚀和腐蚀实验,评价了一系列体系的溶解率、耐温及缓蚀能力,并由此确定了2种性能较好的解堵液体系,同时使用现场井筒堵塞物样品对其进行了溶解验证实验。结果表明,该体系能够耐受160℃的高温,随着时间的延长,溶蚀率不断增加,最高可达到75%。与土酸相比,新型解堵剂水溶液不仅酸度较低,腐蚀作用较弱,具有良好的溶解能力,还能够有效防止二次沉淀。对现场堵塞物溶解前后的矿物成分和溶液进行测试表明,该解堵液能够快速地溶解大部分的堵塞物,缓慢地溶解石英、长石等矿物,钙、镁、铝和硅等金属离子均能被有效溶解到溶液中,是性能优越的高温解堵液体系。

迪那2气田天然气处理工艺优化研究

迪那2凝析气田天然气处理采用J-T阀+乙二醇抑制剂低温冷冻分离工艺,设计单套处理量400×104 m3/d、制冷温度-20℃,投产后进站温度由设计的45℃升至65℃,乙二醇加注量不能满足设计制冷温度的要求,低温分离器频繁发生冻堵,单套处理能力限制在200×104m3/d、制冷温度-15℃。利用HYSYS软件对脱水脱烃装置进行模拟优化,确定天然气饱和水增加是造成装置冻堵的原因,制定了装置适宜运行参数表,避免装置发生冻堵,提出了分水器改造建议,实施后脱水脱烃装置达到设计参数,大幅度提高了液化气和轻烃产量,减少了乙二醇损耗,并提出了凝析气先空冷再分离的标准气处理工艺。

迪那气田现今地应力研究

在关键井点测井资料研究基础上,结合岩石力学实验,用有限单元方法对迪那气田古近系储集层现今地应力分布做出预测。研究结果表明:迪那气田古近系现今应力场主应力均表现为压应力,最大水平主应力方向为北北东10°,水平主应力值约为109.56MPa和106MPa,垂向主应力值为115MPa.

迪那2气田井筒堵塞物来源分析及解堵方法

针对迪那2气田井筒堵塞问题,根据井口异物、生产管柱堵塞物化学成分,认为井筒堵塞物主要来源有3种,分别为地层砂、一定环境下结晶的碳酸盐垢和有机物。总结油管穿孔、连续油管疏通管柱、更换管柱并清理井筒的已有解堵措施经验,结合迪那2气田单井打开厚度大、非全通径管柱为主、井筒遇阻位置距离射孔底界较远的实际情况,分析化学解堵如酸化井筒解堵的可行性,认为迪那2气田目前阶段合适的解堵方法为酸化井筒化学解堵。