国家示范工程陆相湖盆夹层型页岩油高效开发技术

鄂尔多斯盆地长7地层发育一套典型的内陆坳陷淡水湖盆页岩油,资源潜力巨大,随着开发的深入,油藏进入稳产阶段,配套的油藏稳产技术政策和管理手段相对缺乏,无法满足生产需求。针对庆城油田管理人员少的特点,通过数字化建设,实现了线上资料录取、管线泄漏监控、设备运行线上监控、异常工况报警等功能,形成了页岩油智能化管理模式;针对长7储层致密、非均质性强、开发难度大的特点,通过应用二氧化碳前置压裂、精准分段酸化等工艺以及实施单井、平台、油藏差异化管理,推动了地质工程一体化和差异化精细管理;针对长7页岩油单井产量高、气量大的特点,创新大平台布站模式,通过橇装化、集成化、数智化,探索“油气水综合利用、全系统资源共享、多功能高效集成、全过程智能管控”的页岩油大平台至联合站一级布站地面建设模式。通过上述技术的推广应用,庆城油田长7页岩油各项生产参数逐渐向好,页岩油水平井自然递减由16.6%下降至15.9%;地层供液能力充足,流饱比基本保持稳定(1.0~1.2);单井产量较2022年实现了大幅提升;完全成本降低至51.33美元/桶,已经实现规模效益开发。探索、攻关形成的高效开发关键技术,助推庆城页岩油实现规模效益开发,也对我国陆相页岩油规模效益开发起到了良好的引领示范作用。

天然气开发基础实验与应用研究进展

中国天然气开发实验技术取得了重要进展,已建设形成岩心样品制备、储层物性与岩石孔喉结构测试、储层敏感性评价、流体赋存状态及气水渗流特征研究、气藏开采物理模拟等5类技术序列,研发了一维、二维、三维系统配套的物理模拟实验方法及其装置,实现了在室内重构气藏地质条件、再现气藏开采方式和气藏开发全过程仿真模拟评价,为气藏开发基础研究提供了条件和保障;历时近20年持续坚持基础实验与理论研究,完成中国陆上五大盆地十余个气田基础实验测试上万组次,形成了较为系统的低渗透致密含水砂岩气藏储量动用机理和有水气藏控水开发机理认识体系,为鄂尔多斯盆地、四川盆地、松辽盆地等盆地气田高效开发奠定了理论基础;当前,中国天然气开发面临新区优质资源发现难度大和普遍产水储量动用难度大的双重困境,提高采收率是持续上产或保持稳产的重要保障,需要在现有天然气开发实验技术基础上进一步加快研发天然气提高采收率实验新技术,加强室内实验与矿场试验结合推动基础理论研究走向现场应用实践。

油气田钻井岩屑资源化适用标准分析

针对制约油气田钻井岩屑资源化利用的适用标准问题,结合钻井岩屑基本特征及资源化方式,通过对相关现行标准的分析,梳理了钻井岩屑资源化适用标准,旨在为油气田企业钻井岩屑的有效处置提供一定的参考。

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。

苏里格气田低渗透砂岩岩性气藏多波地震勘探技术

鄂尔多斯盆地苏里格气田是典型的低渗、低压、低丰度"三低"气田,二叠系下石盒子组盒8段砂体纵向相互叠置,横向复合连片,有效储层相对较薄、气水关系较复杂。针对以上地质问题开展多波地震处理及流体检测技术研究,重点进行了转换波静校正、速度分析、纵横波一致性处理等多波处理关键技术研究,提高了多波地震资料的成像精度;创新应用多波联合叠前同时反演、多波AVO分析、岩石弹性参数交会等技术,获得了更加准确的弹性参数体,降低了单一纵波储层预测的多解性。由于采用独立变量的两种弹性参数交会寻找储层的异常响应,比单一地震参数预测可提高对储层异常的分辨率,因此,提高了岩性和流体检测的精度,使有效储层(指气层、含气层累计厚度)预测的符合率到80%以上,在苏里格气田勘探和开发井位部署中应用效果显著,为苏里格气田大规模的提交储量和有效开发提供了重要的技术支撑。

超低渗透油藏注CO_2开发方式优选及室内实验研究

为了探索提高超低渗透油藏开发效果的有效CO2注入方式,通过长岩心注气物理模拟实验开展了不同CO2注入方式实验研究。研究结果表明:对于裂缝不发育油藏,油藏地层压力能够满足CO2混相驱,直接注CO2开发方式最好,驱油效率比水驱提高48.97%;非混相驱情况下,水驱后注气开发方式最好,驱油效率比水驱提高35.41%,且水驱后注气可以起到控水作用以及减少气体指进的影响。对于裂缝发育油藏,不管混相驱还是非混相驱,气水交替周期注入方式最好,驱油效率比水驱可分别提高20.39%、14.34%,两种驱替方式下最佳气水比和气段塞大小不同,混相驱情况下,气段塞大小0.05 HCPV、气水体积比1∶1最优,非混相情况下,气段塞大小0.1 HCPV、气水体积比1∶2最优。

低渗透储层注水开发贾敏效应实验研究

为定量认识低渗透储层水驱开发中的贾敏效应,根据注水驱油理论,结合岩心水驱油物理模拟实验,建立表征贾敏效应动态变化的方法,开展不同渗透率岩心水驱贾敏效应对比实验。结果表明:岩心渗透率越低,贾敏系数越大,驱油效率越低,等效渗流截面越小;与常规中高渗透储层相比,低渗透储层高贾敏效应导致孔隙中剩余油分布特征和启动机制存在差异。降低贾敏效应是有效改善低渗透储层流体注入能力和提高采收率的技术手段之一,CO2驱能降低低渗透储层的注入压力,并大幅提高驱油效率,是有效提高水驱后低渗透率基质驱油效率的有效手段。

油气田开发水资源高效利用探讨

在油气田开发过程中,尤其是干旱缺水地区,处理好生产用水与产出废水之间的关系是油气田企业可持续发展的重要问题。油气田开发水资源高效利用的最终目的是减少淡水的消耗量,主要体现在新鲜水的合理使用及产出废水的回收再利用两个方面。提出应以产出废水为生产水源,研发适合其水质特征的工作液体系,实现产出废水"免处理"再利用;建立油气田开发水管理体系,根据水的不同用途,科学调配新鲜水和产出废水,实现水资源的高效利用。

低渗透油田油井胶囊防垢剂实验与评价

低渗透油田油井的井筒防垢工艺中,需要在保证防垢针对性和效果的前提下,尽可能延长防垢有效期和降低日常管理难度。针对低渗透油田油井产液量低、多井且人工加注频繁、综合成本相对高和管理难等问题,首次在国内开展了A型胶囊防垢剂的物化性能、释放速度和防垢效果等系列评价研究。通过4口油井的现场实验,提出了此类防垢剂技术的适应井况、评价方法和下一步研究方向。

油气田开发的技术支撑体系创新——以苏里格气田为例

国内油气田在开发过程中的技术支撑,主要是由按照地质、井筒、地面三大专业进行分工的职能部门负责实施。这种传统的技术支撑模式,对我国油气田的开发起到了重要作用。但是随着各类油气田开发数量的增多和开发难度的增大,这种模式所耗费的协调成本也越来越多。因此,创新油气田开发的技术支撑体系成为值得深入研究的重要课题。长庆油田根据苏里格气田的地质特征,创新了气田开发的技术支撑体系,产生了良好的实践效果,具有一定的借鉴意义和理论价值。

鄂尔多斯盆地中奥陶统乌拉力克组页岩油气富集条件及勘探方向

鄂尔多斯盆地油气资源丰富,常规油气与非常规油气并存,是中国油气重点勘探开发的含油气盆地之一。近年来,盆地中奥陶统乌拉力克组先后有多口探井获得工业油气流,展现出该盆地海相页岩油气良好的勘探开发新局面,研究其油气富集规律对于客观认识地质特征和指导下一步油气勘探具有重要意义。为此,基于岩心观察、铸体薄片、扫描电镜、核磁共振和有机地球化学分析等资料,系统分析了页岩烃源条件、储层特征及控藏因素,探讨了乌拉力克组海相页岩油气富集条件及勘探方向。研究结果表明:(1)与四川盆地下志留统龙马溪组页岩气藏相比,海相乌拉力克组页岩气藏具有“低丰度、低含气量、深埋藏、常压”的不足和“高硅质含量、高脆性指数”的优势;(2)乌拉力克组页岩总有机碳含量平均值为0.86%,含气量一般介于0.94~2.21 mL/g,埋深一般介于3 700~4 500 m,地层压力系数介于0.96~1.00,硅质矿物含量平均值为54.0%,脆性指数平均值为75.0%;(3)乌拉力克组页岩大面积含气、局部富集,具有“三元控藏”的特征,硅质页岩大规模发育是物质基础,良好的顶底板是必要条件,稳定的构造条件是页岩气富集的关键。结论认为,鄂尔多斯盆地海相乌拉力克组页岩油气发育4个勘探有利区,有利勘探面积为5 500 km^(2),其中马家滩、棋盘井地区为目前现实的页岩气勘探目标区。

鄂尔多斯盆地长7 页岩油勘探开发新进展及前景展望

页岩油是国内外普遍关注的重大勘探领域,是重要的石油接替资源。经过长期的矿场实践,鄂尔多斯盆地长7页岩油勘探开发和研究认识取得了重大突破和长足进展:(1)夹层型页岩油在前期勘探突破、探明我国首个整装10亿吨级的庆城大油田基础上,进一步实现了规模效益开发,建成了百万吨国家级页岩油开发示范区。(2)纹层型页岩油勘探首次将细粒沉积复合体分为砂质纹层、凝灰质纹层、高TOC泥质纹层、中低TOC泥质纹层4种纹层类型,通过评价其发育规模、储集性能、含油性、可动性和原油性质等,明确砂质纹层与中低TOC泥质纹层组合是纹层型页岩油最优甜点段;针对甜点段,应用M—N交会法等测井评价新方法实现了复杂岩性的精细解释,通过定向射孔和穿层立体压裂技术实现了水平段井筒周围三维甜点立体沟通,形成了纹层型页岩油甜点的有效识别、预测和改造技术,风险勘探获重大突破,首次提交预测储量2.05×10^(8)t。(3)页理型页岩油可分为两类,中高成熟度页岩可采用水平井攻关,较高的TOC(4%~14%)和高S1含量是控制甜点目标的关键参数;中低成熟度有机质页岩是开展原位转化攻关的最有利对象。鄂尔多斯盆地长7陆相页岩油领域的战略性突破,在中国石油勘探开发历史上具有里程碑意义,但仍面临不小挑战。夹层型页岩油已实现规模效益开发,整体形势较好,但在甜点预测、储层提产提效和提高采收率等方面需要进一步攻关;与夹层型页岩油相比,纹层型页岩油具有完全不同的沉积背景、岩性组合、储集空间和工程品质,面临的难题更多,效益动用的难度更大,要以储量品质和可动用性为重点,持续深化成藏富集规律研究,强化配套技术体系攻关;页理型页岩油目前勘探和认识程度均比较低,需要稳步推进基础理论研究和先导性攻关试验。

鄂尔多斯盆地风险勘探领域油气成藏认识新进展与勘探潜力

近年来,通过创新地质认识,突出风险勘探、强化规模勘探、精细效益勘探,鄂尔多斯盆地油气勘探取得丰硕成果;2020—2022年,年产量均超过6000×10^(4)t油当量,其中风险勘探在“四新”领域的探索过程中发挥了重要作用。在前期研究工作的基础上,通过深化奥陶系盐下、二叠系太原组石灰岩、三叠系延长组长7段页岩油等领域油气成藏条件分析,创新形成“盐下源内白云岩丘滩体含气新系统”“太原组石灰岩‘三明治’成藏模式”“长73纹层型页岩油甜点标准和特有工艺改造技术”等成藏认识和技术成果,成为“十五五”及中长期油气勘探的接替领域。同时,突出“向源、向新、向深”的勘探理念,按重点攻关和区带准备两个层次,重新认识盆地低勘探程度区带油气成藏特征与勘探潜力,指出了今后一个时期风险勘探领域的前景与方向。其中重点攻关方向为已经发现勘探苗头且资源潜力较大的领域,优选出奥陶系海相页岩气、延长组下组合、煤系致密气及元古宇长城系等主要方向;区带准备则针对具备基本油气成藏条件,但研究程度较低且勘探难度较大的领域,提出中央古隆起周缘寒武系、西缘复杂构造区及盆地东部盐下马家沟组马三段—马二段新层系等具有较大勘探潜力目标。通过风险勘探领域的地质认识、成果总结和潜力分析,将实现盆地后备油气勘探区带的有序接替,以及起到对长庆油田二次加快发展战略需求重要的指导作用。

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。

低渗透油藏水凝胶调驱剂的制备及封堵性能评价

为了提升低渗透油藏调驱剂的注入性和封堵性,开发了一种水凝胶体系,以成胶强度为指标优选了水凝胶配方及制备条件,并评价了其封堵性能和调驱性能。优化的水凝胶配方如下:丙烯酸用量为20 g/L、丙烯酰胺用量为5 g/L、过硫酸铵用量为0.07 g/L、改性淀粉用量为5 g/L、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为0.08 g/L,最佳合成条件为中和度75%、反应温度9℃,所生成水凝胶的成胶强度为35~37 Pa·s。通过机械剪切、烘干得到微米级粒径的水凝胶调驱剂。封堵实验表明,质量浓度为0.1~0.7 g/L的水凝胶调驱剂对渗透率为1600×10^(-3)~1900×10^(-3)μm^(2)的填砂管的封堵率在92%以上,随着水凝胶质量浓度的增大,阻力系数增大,注入压力爬升较快,但残余阻力系数和封堵率变化较小。水凝胶作为驱油剂使用建议采用低浓度注入,在水驱基础上可提高采收率10%左右。低浓度微颗粒水凝胶调驱剂可有效解决低渗透油藏调驱注入性和封堵性的矛盾。综合考虑注入性、封堵性和驱油性能,推荐水凝胶水溶液现场应用的质量浓度为0.1~0.3 g/L。

鄂尔多斯盆地低渗透岩性气藏型地下储气库地质评价关键技术

鄂尔多斯盆地是我国最大的天然气生产基地和陆上管网枢纽中心,具有优越的地下储气库(以下简称储气库)建库地质资源、地理位置和气源等优势。为解决低渗透强非均质岩性气藏侧向封闭不明确、单井产能低等带来的储气库选址评价难、方案优化设计难等诸多问题,开展了岩溶型碳酸盐岩气藏和辫状河三角洲砂岩气藏侧向封闭性评价、碳酸盐岩储层裂缝表征与三维地质建模、大面积强非均质气藏局部甜点建库模式优化以及储气库注采井网优化设计等研究,并形成了低渗透岩性气藏型储气库地质评价关键技术。研究结果表明:①碳酸盐岩气藏侵蚀沟槽形成地层遮挡、致密层形成岩性遮挡,侧向封闭性良好,砂岩气藏储层内部阻流带发育、压力波及范围有限,设置过渡带可以实现边界的动态封闭;②裂缝是低渗透气藏的主要渗流通道,其精细表征是裂缝型碳酸盐岩气藏优化注采井位部署和储气库快速达容达产的基础;③核心注采区、中间过渡区、外围监测区的“三区带”建库模式,可以有效提升气库运行效率、降低天然气外溢风险;④基于强非均质气藏的储层地质特点优化注采气井井网井型,能够降低施工风险、提高气井产能和库容控制。结论认为,形成的低渗透岩性气藏型储气库地质评价关键技术有效解决了储气库选址和设计等难题,支撑了鄂尔多斯盆地气藏储气库的建设,为同类型低渗透岩性气藏改建储气库提供了有益参考和借鉴。

长庆油田已开发油气田效益评价主题系统实现与应用

已开发油气田效益评价作为提高油气田开发效益的一项重要举措,在各大油田作为常规性工作定期开展。本文在对效益评价业务工作现状进行分析的基础上,从数据提交、审核,多维在线分析,到跨部门、跨岗位间协同工作,构建了长庆油田已开发油气田效益评价主题系统应用机制,该系统已在相关业务部门得到广泛应用,有效支撑了已开发油气田(区块)、油气井效益评价分析。

低渗透油藏中相微乳液驱油体系筛选

中相微乳液优异的增溶能力使其成为大幅提高原油采收率技术研究的热点。立足长庆五里湾低渗透油藏特点,以十二烷基苯磺酸钠与椰油脂肪酸脂聚氧乙烯甜菜碱质量比1∶3的复配体系作为中相微乳液主表面活性剂,选择正丁醇作为助表面活性剂,利用鱼状相图确定形成中相微乳液所需的醇浓度区间为1.3%~3.7%,对应表面活性剂质量浓度为0.3%~0.7%。微乳液开始形成中相和中相消失对应的盐度分别为1.5%,6.0%,形成中相微乳液的盐宽为4.5%。NaCl质量浓度为4.8%左右时增溶效果最佳,界面张力达到10-3mN/m超低水平。填砂模型微乳液驱实验提高驱油效率23.25%。

长庆气区低渗透砂岩气藏压裂工艺技术新进展——以苏里格气田为例

“十五”期间，长庆低渗透砂岩气田初步形成了以机械分层压裂、低伤害压裂液、适度规模压裂、CO2压裂等压裂工艺及配套技术。为进一步提高气田开发效益，近3年来重点开展了水平井多段压裂攻关和直井分层压裂新技术试验，取得了重要进展。水平井分段压裂取得突破，增产效果显著，以水力喷射压裂为方向实现了不动管柱分段压裂一次压裂1段到10段的跨越；水力桥塞分段压裂创造了国内气田水平井一次分压15段的最高记录，自主研发的高性能裸眼封隔器首次试验实现了一次压裂4段。2008-2010年在苏里格气田共开展29口水平井试验，试气产量为邻近直井平均产量的3～5倍。直井分层压裂技术以不动管柱机械封隔分层压裂为主，开展了其他探索性分层压裂试验并取得突破，其中气井分压分试工艺实现了2层快速试气快速评价，连续油管分层压裂实现了8层连续分压的突破，套管滑套分层压裂创造了目前国内直井9层连续分压的纪录。所开发的低伤害阴离子表面活性剂压裂液增产效果明显。

低渗透气藏水平井开发技术难点及攻关建议——以鄂尔多斯盆地为例

鄂尔多斯盆地蕴含上、下古生界两套气藏,地质复杂程度高,非均质性强,大规模运用水平井开发的实践虽然形成了相关的配套开发技术,基本上实现了低渗透气藏的高效开发,但未来提升单井产能的技术攻关方向仍不明确。为此,将以苏里格气田为代表的上古生界气藏和以靖边气田为代表的下古生界气藏作为研究对象,对282口水平井从构造、沉积、储层、地震、钻井、改造等方面进行了整体研究。结果表明:长庆气区已形成的储层预测及精细描述技术等5项特色水平井技术系列是有效、实用的,但仍面临着3项急需攻克的瓶颈难题,可以从储层定量表征、小幅度构造识别及描述、水平井开发井网优化及提高采收率、水平井改造技术攻关、降低开发成本新策略等5个方面共17项技术措施入手进行攻关,以进一步降低低渗透气藏开发风险并提升单井产能。