含水致密气藏产能评价新方法——以鄂尔多斯盆地东缘致密气田为例

随着致密气勘探开发技术的发展,中海油临兴-神府区块致密气勘探取得突破,发现探明储量超千亿立方米的致密气田,然而相比于苏里格等气田,具有地层压力低、产水量大等特点。如何针对该类含水致密气藏产能进行评价对区块开发至关重要。基于该区块实际岩心开展启动压力梯度实验,创新定量评价启动压力梯度与渗透率和含水饱和度之间的关系。在此基础上利用气水两相流渗流力学理论,创新建立考虑动态启动压力梯度的含水致密气藏压裂气井多因素产能公式,并与现场实际试气结果进行对比,验证模型的准确性。研究分析地质工程因素对产能的影响。结果表明:含水饱和度对气井产能影响显著,随着储层含水饱和度的增加,气井产能大幅降低;随着启动压力梯度增加,气井产能降低并且气井存在最小流动压差,为气井生产策略提供依据;压裂工程改造中随着裂缝半长与渗透率的增加,气井产能增加,但是存在最优的裂缝渗透率值。研究成果可为优化致密气工程改造实施提供新的解决方案。

基于复合机器算法的致密气井产能预测模型——以鄂尔多斯盆地SM区块为例

产能精准预测是致密气藏经济高效开发的关键环节。传统产能预测方法假设条件严苛,因而在实际现场应用存在精度较低的问题。为了进一步提高致密气产能预测的精度,以鄂尔多斯盆地SM致密砂岩气藏压裂直井作为研究对象,综合考虑地质参数、压裂施工参数,应用K-近邻、多元线性回归、支持向量机、随机森林、BP神经网络和复合机器学习算法搭建了气井产能预测模型,并应用机器学习模型分别预测了SM致密气藏的气井产能;测试集气井产能真实值和预测值的均方误差、均方根误差、平均绝对百分比误差和决定系数分别是1.2、1.1、9.5、0.96。实例分析结果表明,复合机器学习模型预测精度高于其他机器学习模型,决定系数为0.97,相较于气井产能公式提高了0.02,适用于对本区块进行气井产能预测,可以实现基于数据的快速预测,最终选择复合机器学习模型作为研究区气井产能预测模型。研究成果可为致密气藏的产能预测提供理论指导。

鄂尔多斯盆地神木气田二叠系石千峰组5段致密气富集因素及有利区预测

针对致密砂岩气富集主控因素不清、有利区预测难度大的关键问题,以鄂尔多斯盆地神木气田二叠系石千峰组5段(千5段)为研究对象,利用地震、钻井、测井和测试分析资料,研究了致密气气藏特征,分析了断裂、储层、盖层、隔层、烃源岩和海拔条件对致密气富集的影响,预测了致密气勘探有利区。研究表明:千5段砂体为辫状河三角洲平原亚相分流河道砂体,继承性走滑断裂起到改善储层和输导天然气的作用。气层孔隙度为6.0%~12.0%,平均9.1%,渗透率为(0.20~0.80)×10^(-3)μm^(2),中值为0.49×10^(-3)μm^(2),气藏为透镜状致密气藏,具有横向连片、纵向叠置的准连续型分布特征。断裂和储层物性是致密气富集的主要因素,盖层厚度、隔层厚度和源岩煤层厚度的控气作用相对微弱,海拔条件对天然气分布不具有控制作用。当气井与断裂的距离大于9 km、储层泥质含量大于12%、隔层泥岩厚度大于210 m时,随着参数值的减小,天然气富集程度增强;当孔隙度小于9%、渗透率小于0.5×10^(-3)μm^(2)、盖层泥岩厚度小于120 m、源岩煤层厚度小于15 m时,随着参数值的增加,天然气富集程度增强。提出气层富集指数预测致密气藏有利区,优选出14个Ⅰ类有利区和22个Ⅱ类有利区,它们主要分布在神木气田东部。

鄂尔多斯盆地东缘上古生界致密储层含气系统压力演化

鄂尔多斯盆地东缘上古生界多层系致密气发育,准确认识气藏压力演化过程对深化致密气成藏认识和实现气井高产稳产具有指导意义。综合应用钻测井资料和岩心流体包裹体测试,结合盆地埋藏史和热演化史模拟,揭示了鄂尔多斯盆地东缘上古生界含气系统压力演化。结果显示,研究区自下而上发育欠压、略微欠压和常压系统。均一温度和盐度总体上连续分布,反映了油气连续充注过程。太原组、山西组和下石盒子组均一温度和盐度正相关,反映近源生烃后快速充注;上石盒子组和石千峰组均一温度和盐度负相关,受流体远距离运移充注和紫金山构造热事件作用下的气藏再平衡影响。研究区在白垩纪中期大量生烃,形成了异常高压,储层压力在34.89~38.26 MPa。后期地层抬升造成储层压力降低,其中地层降温贡献了50.31%~57.85%;天然气膨胀引起的气体运移贡献了28.25%~41.95%,且以上部地层降低为主;孔隙反弹贡献了0.37%~0.79%。相关成果系统揭示了上古生界致密气藏压力系统演化及现今气藏压力成因,对于认识鄂尔多斯盆地和类似盆地致密气富集成藏规律具有借鉴意义。

鄂尔多斯盆地非常规油气开发技术与管理模式

鄂尔多斯盆地近年来油气产量快速增长,油气当量规模已超8000万吨,目前已成为我国最大油气生产盆地和第一大天然气产区。其中盆地内最大油气生产单位长庆油田,依靠科技创新,让“三低”油气田实现可持续效益开发,油气当量突破6500万吨,创造了国内油气田年产油气最高纪录。在油气增储上产的需求下,新能源快速接替,页岩油和致密气已逐步实现规模效益建产。本文依托地质理论创新和关键技术攻关,优化了非常规油气开发的主体和配套技术,多措并举,改革了管理模式,油气勘探开发不断取得突破性进展,加快资源向储量、储量向产量转化,实现地质储量和产量快速增长。

鄂尔多斯盆地低渗-致密气藏水平井全生命周期开发技术及展望

基于鄂尔多斯盆地天然气开发实践,系统描述了低渗-致密气藏地质特征。依据水平井开发的主要对象、技术参数和生产指标等因素,将水平井开发历程划分为实践探索、攻关试验、规模应用和优化提升4个阶段。详细阐述了鄂尔多斯盆地水平井开发的技术内涵,系列开发技术包括多学科甜点优选技术、多层系大井丛整体部署技术、多专业融合导向技术、精细化压裂改造技术以及全生命周期生产管理。综合评价了不同气藏水平井的开发效果及潜力,认为致密气水平井具有良好的开发效果和前景;明确了加强多学科全过程联合研究是水平井技术发展的主要方向,也是实现低品位天然气资源规模、效益开发的关键。今后面对深、薄、低丰度等更为复杂的开发对象,将针对性地优化、提升苏里格等老气田水平井技术,攻关形成庆阳、宜川等新气田水平井配套技术,超前储备页岩气、煤层气等新型天然气资源水平井有效开发技术,为鄂尔多斯盆地天然气上产及稳产提供技术保障。

鄂尔多斯盆地太原组致密灰岩天然气成藏地质特征与勘探潜力

2021年鄂尔多斯盆地榆探*H在太原组灰岩完钻喜获日产超50万m^(3)的高产工业气流,勘探取得重大突破,同时还有700余口探井在太原组灰岩见到明显的含气显示,展示了盆地太原组灰岩良好的潜力,对于重新认识盆地太原组灰岩勘探领域具有极其重大的地质意义。对该区烃源岩特征、沉积环境、储集特征及成藏组合等进行综合研究表明:(1)太原组灰岩为陆表海碳酸盐沉积,发育生屑滩、生物丘有利沉积相带,沉积大面积分布的生屑粉晶灰岩、藻黏结灰岩,经准同生期短暂的大气淡水淋滤后,可形成有利储层;(2)太原组灰岩发育多类型储集空间,溶孔、亚微米级及纳米级晶间微孔、微裂缝等叠置组合发育,构成立体网络储集空间,平面上,横山—靖边—志丹生屑粉晶灰岩储层发育,厚4~10 m,佳县—子洲—清涧地区藻黏结灰岩储层发育,厚2~6 m;(3)发育“三明治”成藏模式,灰岩储层夹在主力煤系烃源岩之间,生成的天然气通过断裂、裂缝进入灰岩储层聚集,形成岩性气藏,横山—靖边地区的生屑滩和子洲—清涧的生物丘是太原组灰岩有利勘探区,面积约为1.5万km 2,有望形成天然气增储上产的现实领域。

基于正演模拟的鄂尔多斯盆地东缘地震响应特征分析

鄂尔多斯盆地上古生界发育典型的致密砂岩气藏,盆地在垂向上发育多套含油气系统,岩性组合主要为砂泥岩互层沉积。通过地球物理正演,模拟砂泥岩的不同组合方式,可以总结地层横向变化的地震响应特征,提高储层预测精度和含气性定性描述,进而指导致密砂岩储层有效开发。结合数值模拟的波动方程法和射线追踪法,选取不同主频的子波、砂泥岩组合、含气饱和度,均会产生不同的地震响应特征,根据地震影响差异可以总结地震反射规律,指导储层预测和后期有效开发。

鄂尔多斯盆地临兴气田致密气稳产方式建议

临兴气田致密气藏由于储层物性差、非均质性强,单井递减快的特点,因此开发难度大,气田稳产具有一定挑战性。为了提高开发效果,有效动用储量,为后期高效开发提供依据,对开发难点进行了分析,主要为井网适应性差,储量动用不充分,单井递减快稳产时间短,低产井成因复杂。通过储层精细评价、立体开发、地质工程一体化、一体化排水等方式,提高单井产量及稳产时间,进而提高气田采收率。

鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气田提高采收率关键技术及攻关方向

鄂尔多斯盆地苏里格气田是我国最大的致密气田,探明地质储量超2×10^(12) m^(3),是中国石油长庆油田公司天然气稳产、上产的主力军。目前气田已进入稳产阶段,最大限度的延长气田稳产时间成为现阶段气田开发的重点和难点。为了解决苏里格气田井间、层间剩余气储量规模大、动用率低等一系列高效开发问题,基于开发地质、气藏工程、钻采工艺和地面集输等开展多学科联合攻关了致密气提高采收率主体技术,进行了气藏描述与剩余气表征、井网加密优化、直井分层压裂、水平井分段分簇体积压裂技术改进升级等试验,并明确了致密气藏提高采收率的下步攻关方向。研究结果表明:①井网加密优化是提高采收率最主要的手段,可提高气田采收率6%以上;②储层改造工艺、排水采气技术的不断升级与推广应用,均可提高气田采收率2%以上,进一步降低井口压力的集输工艺可提高气田采收率约1.5%;③提出了以最大程度动用储量为导向的提高采收率技术攻关方向,需重点围绕剩余气精细表征、井网井型优化、致密多薄层水平井穿层压裂、智能化排水采气及多级增压等新技术开展攻关研究。结论认为,开展提高采收率关键技术攻关,将实现气田采收率提高10%~15%,为苏里格气田300×10^(8) m^(3)/a规模长期稳产及长庆气区上产500×10^(8) m^(3)/a,提供有力的技术支撑,气田的稳产将积极保障国家能源安全。

鄂尔多斯盆地东缘X地区致密砂岩气储层预测技术

鄂尔多斯盆地东缘X地区致密砂岩储层较薄,横向变化较快,储层预测难度较大。利用钻井、测井、地质资料及地震资料建立地质模型进行正演分析,利用正演的地震记录对地震剖面属性进行优选,运用以地质统计学反演为核心的地震储层预测技术来精细刻画储层分布特征,得到纵向上砂体刻画较清楚、平面上符合地质规律的预测成果,对于非均质储层的预测具有较高的实用价值。

致密砂岩气藏不同岩石相孔喉结构对气水相渗特征控制机理:以鄂尔多斯盆地东胜气田J72井区下石盒子组储层为例

为了明确致密砂岩气藏储层微观孔喉对气水相渗特征的控制机理,更好地指导气田增储上产,以东胜气田J72井区下石盒子组储层为研究对象,综合多种分析化验资料并细分岩石相探究了微观孔喉参数对气水渗流能力的影响,揭示了不同岩石相对含气性及产能的控制作用。研究结果表明:J72井区下石盒子组岩石相可以归纳为砾岩相、砾质砂岩相、含砾粗砂岩相、中细砂岩相、泥岩相五大类,其中含砾粗砂岩相、砾质砂岩相为优质岩石相;孔隙类型主要为次生粒间溶孔,平均占比达48.5%,含砾粗砂岩相、砾质砂岩相、中细砂岩相的粒间溶孔比例依次减少,三类岩石相均具有多重分形的特征,大孔比例逐渐降低,其中优质岩石相的物性好、综合分形维数小;优质岩石相的黏土矿物含量低、平均孔喉半径大,气体渗流时的可动气体孔隙度和最大有效气相渗透率较大,含气性好。综合研究认为优质岩石相是控制气井高产稳产的关键因素,深入剖析岩石相的微观特征可以为致密砂岩气藏的高效开发提供有力指导。

致密砂岩气藏数值模拟方法研究——以鄂尔多斯盆地大牛地气田太2段气藏为例

数值模拟技术是目前剩余气定量表征、气藏调整方案优化和产量预测的主要手段之一。然而,致密砂岩气藏复杂的储层地质条件和渗流特征,使得在采用常规数值模拟技术时难以准确描述剩余气的分布规律。为了实现对致密砂岩储层剩余气的精细定量表征,以鄂尔多斯盆地大牛地气田太2段气藏为研究对象,分析了不同渗流特征因素对产量的影响,同时基于致密砂岩气藏渗流理论,结合气藏工程和室内实验分析研究,建立了启动压力梯度、水锁伤害、应力敏感等在数值模拟中的等效表征方法。研究结果表明:①随着该区气藏开发的进行,地层压力降低和外来液气的侵入,岩石储层产生的应力敏感效应和水锁伤害会降低储层的有效渗透率,严重影响气井产能;②随着地层水和外来液体的侵入,气井在生产中会出现储层水锁伤害,利用相渗水平端点标定实现束缚水变可动水模拟,垂直端点标定实现生产初期水锁气相渗流伤害模拟,进一步在模型Schedule模块中通过对不同阶段相渗曲线调用,解决了气井中后期压力拟合偏差大的问题;③在数值模拟中考虑了启动压力梯度等因素的等效表征后,模型历史拟合符合率由之前的45%提高至85%,计算结果更加符合矿场的实际情况。结论认为,该研究成果完善了致密砂岩气藏渗流理论和数值模拟方法,对同类型油气藏的高效开发具有理论指导和实践意义。

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。

鄂尔多斯盆地上古生界全油气系统成藏特征与天然气富集地质模式

通过对鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩、生储盖组合和天然气成藏特征的分析,从全油气系统的角度,讨论天然气成藏富集主控因素,建立该盆地上古生界全油气系统天然气富集模式。结果表明,烃源岩、断裂和致密储集层等要素及其相互耦合关系对天然气分布和富集具有控制作用,其中,烃源岩的分布和生烃能力控制源内滞留页岩气和致密气的富集程度和分布范围;烃源岩的生烃能力与致密储集层的物性耦合关系控制盆地中心近源致密气的分布和甜点发育;盆地边缘远源致密气主要受断裂展布的控制,并且使得源内、近源和远源天然气分布受断裂调整改造。鄂尔多斯盆地上古生界天然气具有源内的煤层气与页岩气、致密砂岩夹层气和近源致密天然气、远源断裂输导天然气4种富集模式,目前盆地勘探的重点是源内致密气、近源致密气,未来煤层和页岩气、远源天然气聚集将是重要的潜在勘探领域。

应力作用下气藏水体微观赋存特征及渗流规律——以鄂尔多斯盆地神木气田二叠系盒8段致密储层为例

针对致密气藏衰竭开发过程中储层孔隙结构及流体微观赋存特征随其所受应力大小实时变化的问题,以鄂尔多斯盆地神木气田二叠系石盒子组盒8段致密储层为例,通过核磁共振、高压压汞以及驱替实验,定量表征不同应力条件下孔隙结构、水体动用及束缚水分布特征,分析应力对气水相渗规律的影响。研究表明,有效应力由7 MPa增加至17 MPa后,储层孔隙度由8.39%减小至7.65%,最大孔隙半径由38.3μm减小至35.2μm,其中半径为0.3~18.9μm范围内的孔喉数量减少幅度最大;由于孔喉尺寸减小,参与渗流的孔隙数量减少,束缚水饱和度由51.3%增加至59.7%,束缚水水体尺寸的分布范围由0.012~17.4μm增大至0.012~20.1μm;孔隙变化及束缚水分布特征的变化进一步导致气水两相相对渗透率均减小,气相相对渗透率由0.481减小至0.283,等渗点的相对渗透率由0.157减小至0.09。

鄂尔多斯盆地非常规油气开发技术与管理模式

作为我国第二大含油气盆地,鄂尔多斯盆地近年来油气产量快速增长,油气当量规模已超8000万吨,目前已成为我国最大油气生产盆地和第一大天然气产区。其中盆地内最大油气生产单位一长庆油田,依靠科技创新,让“三低”油气田实现可持续效益开发,油气当量突破6500万吨,创造了国内油气田年产油气最高纪录。在油气增储上产的需求下,新能源快速接替,页岩油和致密气已逐步实现规模效益建产。本文依托地质理论创新和关键技术攻关,优化了非常规油气开发的主体和配套技术,多措并举,改革了管理模式,油气勘探开发不断取得突破性进展,加快资源向储量、储量向产量转化,实现地质储量和产量快速增长。盆地内丰富的非常规油气资源,将成为下一步油气接替开发的重要领域,接下来仍需持续加强勘探开发技术攻关,不断提高单井产量及采收率,为保障国家能源安全、实现油田持续稳产上产提供资源和技术保障。

核磁及密度测井耦合的致密砂岩低阻气层饱和度评价方法——以鄂尔多斯盆地临兴神府致密砂岩储层为例

饱和度评价是油气藏储层评价的核心,直接影响油气储量评价及开发决策。鄂尔多斯盆地临兴神府区块致密砂岩储层低阻气层较发育,依靠电阻率曲线难以准确评价低阻气层饱和度。本文利用储层含气对核磁测井孔隙度和密度孔隙度的影响,通过理论推导,明确了含气饱和度和密度孔隙度与核磁孔隙度之差呈正相关关系,基于密闭取心分析饱和度数据,建立基于核磁及密度测井耦合的致密砂岩低阻气层饱和度模型。含气饱和度计算结果与岩心分析数据吻合较好,使得低阻气层含气饱和度提高16%,为致密气藏储量评估和高效建产奠定基础。

鄂尔多斯盆地东缘煤系地层致密气低产原因分析

鄂尔多斯盆地东缘煤系地层是我国未来致密气、煤层气合采试验的重点区域,但目前致密气井产量较低,严重制约了气田的规模开发和下一步与煤层气合采的开发方案制定。总结了该区储层特征,综合气层性质、压后效果评价、返排制度等资料分析了低产原因,认为低产原因有:致密砂岩气藏物黏土矿物占比15%,以伊利石、高岭石为主,物性比苏里格气田盒8段差;压裂改造目的层含气性质对产能影响大,中-高产层自然伽马(GR)基本小于50GAPI,低产层自然伽马(GR)基本大于50GAPI;压裂裂缝几何尺寸、导流能力等参数与设计值相差较大,不能形成有效的泄压通道,导致压后气产量低;返排制度不合理,导致近井带裂缝过早闭合,降低返排率,造成储层伤害。研究还表明,煤层对压裂施工和产气影响不明显,为该区下一步致密砂岩气、煤层气合压合采研究提供依据。

鄂尔多斯盆地致密砂岩气烃源岩特征分析

以往的勘探开发证实,煤层和暗色泥岩是鄂尔多斯盆地的主要烃源岩,通过50余口致密砂岩气井烃源岩厚度揭示的纵横向展布特征,发现煤层与暗色泥岩在纵向上具有对气源的互补特征,在横向上具有厚度重合度差。此外,烃源岩具有高TOC和R0平面分布差异大的特征。总体来看,鄂尔多斯盆地烃源岩厚度大、高TOC和高R0,但在勘探开发过程中,这些优势很难得以发挥。因此,认为查明烃源岩与控藏的关系,明确关键控藏因素指导高效的勘探开发,是当前的关键突破方向。