致密砂岩气藏水平井整体开发实践与认识——以苏里格气田苏53区块为例

王国勇 （中石油长城钻探工程有限公司苏里格气田项目部，辽宁盘锦124010）

致密砂岩气藏水平井整体开发实践与认识
——以苏里格气田苏53区块为例

王国勇 （中石油长城钻探工程有限公司苏里格气田项目部，辽宁盘锦124010）

以苏里格气田苏53区块为例，首先，必须针对苏里格气田大面积含气背景下存在含气富集区的典型地质特征，开展气藏精细地质研究，结合地震检测成果，预测含气富集区。在此基础上，针对水平井整体开发选区条件，选择地质条件适宜的含气区域，开展有效储层分布规律研究，选用科学合理的水平井开发井网，做好井位优选与井位设计，通过压裂改造技术，整体开发动用致密砂岩气藏。形成致密砂岩气藏水平井整体开发技术路线与开发思路，不断继续升级并延伸应用到其他非常规油气藏的开发。

苏里格气田；致密砂岩气藏；水平井；整体开发

1 基本地质特征

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地西北部，区域勘探面积4．0×104km2左右。苏里格气田呈南北向延伸，其特点为［1～5］：①气藏受南北向展布的砂体控制，天然气主要储集在山西组和下石盒子组分流河道砂体中，含气砂岩类型主要为辫状河河道沙坝、边滩（点坝）砂体。②储层厚度小，有效砂体展布一般单井气层厚度不足10．0m，单层厚度小于5．0m，单个砂体延伸长度小于1000m；直井单井控制储量有限，单井产量低。③储层岩性以石英砂岩和岩屑石英砂岩为主，填隙物中泥质岩屑含量较高，个别可达33%～37%（苏27井）。④储集空间以原生粒间孔、残余粒间孔和溶蚀粒间孔为主，孔隙度为5%～10%，渗透率大多在0．1×10－3μm2以下，储层物性极差，岩性致密。⑤气藏基本不受构造控制，优质天然气储量分布在气田中部。⑥上古生界气藏大部分流体压力梯度均小于1．0MPa／100m，平均梯度0．87MPa／100m左右。

苏53区块位于苏里格气田北部，面积999km2，完钻评价井25口，井控程度低，二维地震测线密度1．2km×2．4km。天然气主要分布在区块南部，层位上主要分布在石盒子组盒8段下部（细划分为4、5、6号小层），单层气层厚度不大于5m，气层分布井段相对集中，是一套薄层泥岩与砂岩互层的含气复合砂体，厚度在20～30m之间，平面上叠加连片，局部相对复杂（图1）。

2 整体开发思路

针对气藏地质特征与储层条件，结合邻近区块水平井开发试验成果，在苏53区块南部优选苏53－4井区作为水平井整体开发区域，探索水平井技术在致密砂岩气藏整体开发中的适应性与有效性，以指导类似地质条件下的气藏科学高效开发。

2．1 区域优选

苏里格气田致密砂岩气藏水平井整体开发区域优选，从地质条件与开发技术角度，必须满足以下几个条件：①地震资料预测含气响应较好的区域（图2）；②砂体厚度大，横向展布相对稳定，含气砂体相对发育的区域；③区域内直井试采效果较好，产水量低；④纵向上储层集中发育，减少储量损失；⑤地质条件满足现有的水平井开发工程工艺技术；⑥井位部署能够覆盖90%以上区域，完钻水平井Ⅰ＋Ⅱ类比例大于90%。

图1 苏53区块南部盒8段4、5、6小层气藏剖面图

依据上述条件，在区块南部优选出有利开发试验区——苏53－4井区。该区面积124．0km2，天然气地质储量204．0×108m3，直井资料12口。

图2 苏53区块南部含气地震检测属性图

2．2 井网优化

结合地质特征与储层条件及水平井开发技术，规划如下开发井网（图3）。水平段长度1000m，井距600m，水平段方位167°或347°，单井设计日产6．0×104m3，稳产3年，单井最终累产9757× 104m3。

图3 苏53区块南部水平井井位部署图

井网优化依据如下：①水平段长度满足部署区域地质条件与资料现状，储层横向展布有限，水平段端点设计在地震测线附近；同时，必须结合钻井施工能力。②储层纵向上动用，通过裂缝高度监测，压裂改造缝高可达到25～30m（图4），针对储层分布特征，满足纵向上储量动用，避免储量浪费。③裂缝监测结果表明，缝长300～400m（图4），水平井井距600m确保了横向上的储量动用。④结合区域主应力情况，方位设计尽量保证水平段方向与裂缝方向垂直或高角度斜交。实际压裂裂缝监测结果显示，水平段方位NNW方向适合于压裂改造。

图4 苏里格气田水平井压裂裂缝监测效果图

2．3 井位设计

苏里格气田水平井井位设计主要取决于平面上的位置与层位上的设置。结合沉积相、砂体分布、气层分布规律及压裂改造工艺技术条件，主要考虑如下因素：①平面上满足井网井距的要求，确保储量均匀动用；②入靶点设计必须避开泥岩，根据井斜及储层情况，实时调整，在含气砂岩中入靶；③减少来自岩性与物性相变带来的风险，确保砂岩钻遇率，水平段设计选择储层相对稳定的小层；④压裂改造效果是提高产量的前提，提高波及程度，水平段尽可能选择在含气层段中部。

整体开发中每口水平井设计及现场地质导向（图5）必须兼顾上述条件。设计以“深化储层内部结构分析、细化不同期次储层描述”为核心，通过地质与地震紧密结合，在河道精细刻画、精细小层对比、目的层段构造精细研究的基础上，优化水平井轨迹设计［6］。

图5 苏里格气田水平井水平段设计剖面图

2．4 储层改造

苏里格气田基本上没有自然产能，每口气井必须经过压裂改造，才能获得天然气产能。水平井同样如此，通过对致密砂岩气藏多段大规模压裂改造，最大限度地增加水平井筒与地层接触面积，提高储量动用程度，最大限度地减少储层污染，实现提高单井产量的目的［7］。苏里格气田水平井主要采用裸眼封隔器完井滑套多级压裂改造工艺技术。设计考虑到施工压力高、压裂技术多、压裂规模大、储层物性差等难点因素。

目前，苏53区块水平井通过裸眼分段压裂，投产率达到100%。

3 开发实施效果

目前，完钻投产水平井38口，天然气日产能力超过300×104m3，形成了年产10．0×108m3的生产规模，开发效果显著：①随着地质认识加深，钻探工程能力的增强，水平段长度逐年增加，2010年水平段长度868m，2011年达到1049m。②精细地质研究成果结合于现场地质导向技术，有效储层钻遇率逐步提高，2011年砂岩钻遇率89．99%，有效储层钻遇率63．60%，分别较2010年提高3．42%和9．51%。③天然气产量超出方案设计指标，2010年投产水平井平均日产8．9×104m3，2011年投产水平井平均日产12．56×104m3。④通过气藏工程方法研究，开发指标日趋科学。水平井整体开发的关键是提高单井产量，提高气藏采收率，降低开发投入。而评价关键指标就是单井累计采气量。通过气藏工程方法预测2010年投产18口水平井平均累计采出气量10878×104m3，高于开发方案指标要求。例如，苏53－78－46H井是第2口投产的水平井，生产了534d后，日产气9．8×104m3，套压10．8MPa，累产气6112×104m3，预测累产气19736×104m3。⑤通过2年的水平井开发，无论是静态上的区域潜力评价，还是动态上的开发指标预测，苏53－4井区完全可以利用水平井整体开发，实现建成10．0×108m3／a天然气生产规模并稳产10年以上的开发目标。

苏53区块水平井整体开发效果与经济指标十分显著，是苏里格气田目前唯一的水平井整体开发建产的区块。

4 结论与认识

1）准确把握致密气藏赋存的客观规律，实现科学高效开发。大面积含气背景下存在富集区是苏里格气田典型的地质特征，储层存在极强的非均质性，有效开发难度较大。含气富集区局部储层却具有相对的稳定性和规律性，准确把握这一规律优势，通过大量前期开发试验，取得相关数据资料，选择水平井整体开发模式，改善气田开发效果。

2）初步形成水平井整体开发技术体系，明确了关键技术。经过4年的前期水平井开发试验及2年的整体开发建设，已经初步形成开发技术体系。地质选区选井技术基本成熟，特别是井位优选与水平井设计技术；地质、工程工艺设计体现了气藏储量最大动用的开发理念；工程技术实现钻井提速，改造技术攻关提高了单井产量；水平井开发动态规律研究理念与方法逐步形成。

3）推进水平井整体开发，必须完善深化选区选井地质思路。苏里格气田自身复杂的地质条件在一定程度上限制了大面积推广水平井整体开发；地质认识、开发思路时刻保持与工程技术进步相同步，不断丰富完善选区选井地质条件并进一步深化，扩大整体开发规模；工程技术也必须适应地质认识和开发理念的变化，不断自我完善并引进、集成新型工艺技术。

4）致密砂岩气藏水平井整体开发技术路线与开发思路，可以继续升级，延伸应用到其他非常规油气藏的开发。

［1］冯乔，耿安松，徐小蓉，等．鄂尔多斯盆地上古生界低压气藏成因［J］．石油学报，2007，28（1）：33～37．

［2］张明禄，李进步，安文宏，等．苏里格气田盒8段气藏有效砂体成因模式［J］．天然气工业，2010，30（3）：48～51．

［3］文华国，郑荣才，高红灿，等．苏里格气田苏6井区下石盒子组盒8段沉积特征［J］．沉积学报，2007，25（1）：90～97．

［4］李建奇，杨志伦，陈启文，等．苏里格气田水平井开发技术［J］．天然气工业，2011，31（8）：60～64．

［5］祝金利，艾芳，王继平，等．苏里格气田苏10区块优化布井技术［J］．天然气工业，2007，27（12）：111～113．

［6］何光怀，李进步，王继平，等．苏里格气田开发技术新进展及展望［J］．天然气工业，2011，31（2）：12～16．

［7］张应安．松辽盆地致密砂岩气藏水平井多级压裂现场实践［J］．天然气工业，2011，28（增刊2）：14～17．

［编辑］ 萧 雨

TE375

A

1000－9752（2012）05－0153－05

2012－02－22

国家自然科学基金项目（50974128）。

王国勇（1968－），男，1991年中国地质大学毕业，硕士，高级工程师，现主要从事天然气开发地质与气藏工程研究和管理工作。