一种薄互层条件下致密砂体展布地震综合预测的策略

松辽盆地北部上白垩统高台子油层发育典型的致密砂岩储层,属于三角洲前缘沉积环境,该套地层从上至下有三套主力砂层组,每套砂层组均为砂泥岩薄互层,单层砂岩厚度超薄,一般为2 m~3 m。寻找区域内砂体比高的砂层组并刻画砂组内部单砂体空间分布是致密油勘探开发的关键所在。而常规属性分析及地震反演储层预测效果差、精度低,为此提出了针对性的地震综合预测策略,除地震资料保真高分辨率处理和岩石物理分析外,主要包括砂层组级的多属性融合砂地比预测技术以及单砂体级的相控地质统计学反演技术。具体工作流程为:第一在地震属性归一化基础上,利用聚类分析方法将地震属性划分为三大类,每类挑选相关性最高的地震属性进行多元线性拟合,建立砂层组级的多属性融合砂地比预测模型;第二利用统计分析手段建立井点先验信息与砂地比对应关系,建立砂地比先验信息约束的单砂体级的相控地质统计学反演方法。松辽盆地北部某区块应用实例表明,综合预测策略在评价砂层组级的砂体发育情况、刻画砂层组内部薄砂体空间展布方面取得较好的效果,指导了水平井井组的部署方案优化设计。

多薄层致密砂岩储层大型水力压裂三维物理模拟实验

鄂尔多斯盆地东北缘临兴气田以多薄互层型致密砂岩储层为主,储层岩性复杂、渗透率低,受多种因素影响且作用机理不明确,导致压裂施工难度大、效果差异大。为此,针对临兴气田致密砂岩储层不同岩石组分、黏土含量、粒径、沉积旋回、平面及纵向非均质性等特性,设计并开展了不同地质条件下的水力压裂室内大型三维物理模拟实验。根据相似准则,参照二叠系石盒子组三向地应力、岩石强度、井身结构参数、现场压裂施工参数,确定了实验基本参数。根据临兴气田典型井主力储层特征,制作了考虑不同岩石组分、黏土含量、粒径、沉积旋回组合、平面非均质性组合、纵向非均质性组合的15块立方体岩心,开展了15组压裂模拟实验,并从分析注入压力曲线和观察岩样破裂面两个方面总结了影响水力压裂缝扩展规律的储层主控因素。研究表明,岩石矿物和粒径、沉积旋回、平面及纵向非均质性对致密储层裂缝扩展形态有显著影响。砂岩粒度较大、胶结较弱、黏土含量较高、平面非均质性较强,使得裂缝面更易于屈曲,扩展压力增大,导致加砂困难;沉积旋回会使得水力压裂缝易于沿旋回层面扩展,从而形成水平缝,其中反旋回界面突破难度比正旋回大;由于砂—泥层间界面、砂—煤层间界面、天然砂岩弱面易被激活,从而产生“工”或“T”字形裂缝,对于砂泥多薄互层还会产生“工”+“T”+“十”字形的组合裂缝。实验研究揭示了不同地质条件下的水力压裂缝扩展形态,也为类似区块的研究提供了借鉴。

水平井多级分段改造技术在致密薄层碳酸盐岩油气藏中的应用

为了扩大单井控制面积,提高储层动用程度,增加单井产量,在哈萨克斯坦R油田特低渗、难动用区块开展了水平井分段酸压的先导性试验。根据地质油藏、钻井、录井、测井等结果,确定了完井管柱结构及工具位置。为了提高段内均匀改造程度,使用了纤维暂堵转向工艺,并对施工压力、排量、所需水马力等参数进行了优化。微地震监测结果表明,每段都形成了独立的裂缝网络,达到了分段改造的目的。投产后取得了明显的增产效果,说明水平井多级分段酸压工艺对开发该油田致密薄层碳酸盐岩油气藏具有较好的应用前景。

大庆油田水平井钻井技术现状及发展方向

针对大庆油田外围区块油层薄、空间分布不均衡,老区低/停产井增多,非常规致密油埋藏深、地质情况复杂、岩石可钻性差等难点,开展了超薄油层水平井、分支井、超短半径水平井、三维绕障水平井和工厂化作业水平井等一系列行之有效的钻井技术研究与应用,形成了一套适合于大庆油田地质特点的水平并钻井配套技术.通过简要回顾大庆油田30年来水平井发展历程,详细介绍了油田现阶段水平井开发的钻井技术现状,并提出未来一段时间的发展方向。

致密砂岩薄层压裂工艺技术研究及应用

针对致密砂岩薄层压裂面临缝高难控、改造体积小、裂缝支撑效率低及导流能力保持较差等难题,从压裂工程角度出发,通过压裂工艺参数优化模拟研究了不同黏度压裂液在不同的压裂施工参数下对裂缝延伸参数的影响规律,分析了薄层体积压裂存在的问题及难点,得出了主控因素,并在此基础上提出了薄层压裂控缝高措施及提高裂缝支撑效率工艺方法。研究表明:压裂液黏度是影响裂缝扩展、延伸的主要因素,其次是排量、液量;薄层压裂应以控缝高为前提,充分利用天然裂缝的作用,提高改造体积及裂缝支撑效率;低黏度压裂液能兼顾薄层压裂控缝高及造缝长的作用,有利于开启及扩展天然裂缝,进一步降低储层伤害,适宜作为薄层体积压裂的前置液;施工不同泵注阶段采用多黏度组合的压裂液体系,既可以扩大有效造缝体积及形成多尺度的裂缝系统,又能兼顾前置液阶段控缝高及携砂液阶段加砂的要求;采取变密度支撑剂结合多尺度组合加砂方式可实现不同粒径支撑剂与不同尺度裂缝系统的匹配,提高多尺度裂缝系统及远井地带裂缝的支撑效率。研究成果在龙凤山薄层气藏及江陵凹陷薄层油藏的多口井进行了试验,压裂后增产及稳产效果显著高于常规改造工艺,且稳产有效期明显增长,提高了该类储层压裂的有效性。

多薄层特低孔隙度致密砂岩气藏开发模式研究——以川西洛带气田遂宁组气藏为例

为了建立特低孔隙度、低丰度的多薄层致密砂岩气藏的开发模式,指导同类气藏高效开发,以四川盆地川西洛带气田上侏罗统遂宁组气藏为研究对象,分析了储集层特征、微观渗流机理,指出了该类气藏科学合理的开发模式。研究结果表明:①砂岩、泥岩频繁互层叠置,储集层基质物性较差,为特低孔隙度、致密储层,微观孔隙以细孔—微喉型为主,孔喉体积比偏小,岩心覆压实验结果表明渗透率应力敏感较强;②气藏原始束缚水饱和度中等,气水两相共渗区较大,岩心衰竭实验结果表明采收率中等—较高;③气藏无边、底水,属常压、定容封闭弹性气驱干气气藏;④单井控制储量小,稳产期短,压力、产量递减较快,低压低产期较长。结论认为:①该类气藏以多个薄砂体交互叠置状或透镜状分布为地质特征,为了提高开发效益,按照先评价认识清楚后再投入开发、逐步滚动扩边增储上产的思路开展气田建设工作;②建产期优先开发高产富集区,试验增产工艺;③稳产期依靠直井多层压裂合采,补充新井实现产能井间接替;④递减期依靠老井转层挖潜、增压开采与泡沫排水采气等措施延缓产量递减,同时部署开发调整井进一步提高采收率。

基于快速反射率法的AVA反演技术在致密砂岩薄储层勘探中的应用

致密砂岩储层成层性明显且具有储层厚度薄的特点。传统的地震数据处理技术不能有效地压制地层内部的多次波,也不能准确地补偿传输损耗,使得基于Zoeppritz方程或其近似值的AVA反演理论不适用于致密砂岩储层。提出了一种以快速反射率算法为驱动核心的叠前AVA反演方法,快速反射率法可以计算全波响应,包括反射、透射、转换波和内部多次波,适用于致密砂岩储层,并利用薄层模型对方法进行了验证分析。目标函数的构建基于Gauss-Newton法,并推导出雅可比矩阵的解析解,提高了反演的准确度和收敛速度。将该方法分别应用于不含噪声和含噪声的薄互层模型数据,测试结果表明,基于快速反射率法的反演结果更加准确且具有一定的抗噪能力。四川崇州工区的实际数据应用结果表明,基于快速反射率法的正演模拟结果与实际地震数据更加接近,此外基于快速反射率法的反演结果更接近于测井曲线,更准确地反映地层变化的趋势,能更好地识别致密砂岩储层。

波形指示叠前地震反演方法在致密含油薄砂层预测中的应用

岩石物理研究的实践表明,叠前弹性参数及其多参数交会对储层和烃类更为敏感,以此为基础的叠前地震反演是定量预测含油气储层的有效方法。对于致密砂岩薄储层及其含油性预测而言,因其地震响应极其隐蔽、地震信号分辨率不足,目前普遍采用基于变差函数理论的高分辨率叠前随机反演方法,但其反演结果的高频成分随机性较强、可靠性降低,对预测结果的精度和可靠性造成较大的影响。为解决上述问题,以四川盆地中北部地区侏罗系沙溪庙组致密含油薄砂层的预测为例,在储层及含油性敏感弹性参数分析的基础上,开展了波形指示叠前地震高分辨率反演方法的应用研究。该方法利用叠前地震波形相似性代替传统变差函数优选测井样本,并以此进行随机模拟建立各弹性参数的初始模型;在贝叶斯框架下,联合初始模型、测井弹性参数先验概率分布和叠前同时反演弹性参数结果建立后验概率分布,对其进行Metropolis-Hastings采样得到收敛的平稳分布即为一个反演实现。实际应用效果表明,波形指示叠前地震反演方法能够从叠前地震资料中获取地层各项弹性参数的高分辨率宽频结果,且其高频成分的确定性增强,提高了致密砂岩薄储层及含油性的预测精度和可靠性。该项技术是陆相致密碎屑岩储层及含油气性高精度预测的有效方法,具有广阔的应用前景。

致密油藏压裂水平缝不稳态压力分析

基于有限导流水平裂缝及势叠加理论,在水平裂缝壁面上进行耦合,得到不稳态压力分析模型。研究了流压变化规律,并将流动阶段划分为:裂缝内径向流动、油藏内线性流动、油藏内早期拟径向流动和油藏内晚期径向流动4个阶段;研究了不同因素对压力传播的影响,研究表明:随着油层厚度增加,油藏内垂向线性流动阶段持续时间延长,油藏内早期拟径向流动阶段出现推迟且时间延长;随着裂缝导流能力增加,裂缝内径向流动阶段时间缩短,油藏内垂向线性流动阶段持续时间延长;随着水垂比增加,油藏内垂向线性流动阶段和油藏内早期拟径向流动阶段持续时间都缩短,流动更快地进入晚期径向流动阶段。

鄂尔多斯盆地南部上古生界致密碎屑岩储层预测——以镇泾地区为例

岩石物理特征难以有效区分储层与非储层,黄土塬叠后地震资料品质较差,储层预测成为鄂尔多斯盆地南部上古生界久攻不克的技术瓶颈,也成为制约该区勘探推进的原因之一。区带评价认为镇泾区块东北部是有利勘探区带,二叠系山西组二段、下石盒子组一段是主要勘探目的层。镇泾3D波形聚类地震相分析结果与镇泾地区物源、砂体展布特征一致,表明地震资料可以用来开展储层预测研究。结合沉积相展布特征的一系列地震正演模拟发现,山二段内与盒一段大套砂体有一定距离、具有一定厚度的砂体能够形成可识别的地震反射,这种地层岩性纵向上的空间组合与区域叠加型及厚层单一型砂体沉积模式吻合,正是周边已发现气藏的典型储盖组合类型。根据正演模拟结果优选的波峰数地震属性储层预测证实,山二段叠加型砂体及厚层单一型砂体呈SW-NE向宽幅条带状展布,进而开展的地震剖面特征同相轴的拾取解释与构造成图,直接圈定了山二段叠加型与厚层单一型砂体岩性圈闭的分布范围与埋深,为该区勘探部署提供了钻探目标。

吉木萨尔页岩油下甜点二类区水平井压裂技术

为了解决准噶尔盆地吉木萨尔页岩油因其流度低和储层层理发育缝高受限导致水平井提产困难的问题,提高下甜点二类储层的有效动用程度,开展了密切割改造提升缝控程度、薄互层穿层压裂增加纵向动用程度技术攻关。研究了密切割改造技术,将平均簇间距缩短至13.6 m,大幅提高了页岩储层缝控程度;提高了直井压裂施工的排量及冻胶用量,验证了下甜点二类储层具备穿层压裂的可行性,形成了以水平井12~14 m^(3)/min大排量、冻胶和滑溜水多段塞泵注、中小粒径支撑剂组合和2.7 m^(3)/m高加砂强度等为核心的穿层压裂关键技术,保证了层理转折裂缝有效支撑。现场试验表明,该技术能够提高水平井压裂动用体积,二类储层试验水平井压裂后第1年累计产油量达9183 t,是前期水平井产油量的3倍以上。研究结果表明,水平井密切割穿层压裂技术可以解决二类储层多薄油层难动用的问题,为页岩油二类区有效动用提供了新的技术途径。

薄互层致密砂岩水平井穿层压裂影响因素研究

在储层岩石力学参数和地应力特征精细解释的基础上建立M5区块的薄互层压裂物理模型。通过压裂模拟,对储隔层应力差、隔层厚度和储隔层杨氏模量差对水平井人工裂缝穿层效果的影响进行研究,并明确穿层界限的地质因素。研究结果表明,储隔层应力差对于裂缝缝长和缝宽的影响要大于隔层厚度和杨氏模量差的影响。现场试验验证了穿层压裂影响因素分析图版的准确性。通过优化压裂施工参数实现了人工裂缝有效穿层,达到了提高单井产量的同时也降低开发成本的目的。