苏里格气田东区提高Ⅰ＋Ⅱ类井比例的技术及应用

2014-03-03李浮萍李跃刚赵忠军中石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心

石油天然气学报 2014年7期

李浮萍，李跃刚，赵忠军（中石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心）

冯敏，段志强，吴小宁低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710018

苏里格气田是目前国内最大的整装砂岩岩性圈闭气藏，具有典型的 “四低”（低渗、低压、低产、低丰度）特点［1］，单井控制储量少（0.57×108m3）、非均质性强、有效砂体难以识别，世界上无可以借鉴的开发经验。苏里格气田东区位于气田东部，是气田目前主力开发区块之一，储层岩屑含量较气田中区更高，表现出更强的致密性和非均质性，给井位优选带来了很大难度。评价建产初期，该区块完钻井Ⅰ＋Ⅱ类井比例相对较低，仅为66.5%。Ⅰ＋Ⅱ类井比例的高低直接决定了气田开发效益的好坏，因此，提高Ⅰ＋Ⅱ类井比例始终是气田开发的主旨所在。通过几年的探索开发应用，苏里格气田东区提高Ⅰ＋Ⅱ类井比例技术得到了不断的完善和提高，并取得了一定的成效。

1 研究区开发井的分类标准

苏里格气田东区是苏里格气田大的陆相河流——三角洲沉积体系背景下发育的典型 “四低”气藏，其储集砂体厚度变化大，平面分布复杂，由于该区块储层较为致密，物性及连通性差，非均质性严重，气井产气能力较低，因此，其气井分类标准中气层厚度标准相对苏里格气田的气井分类标准［2］较高（表1）。

表1 苏里格气田东区气井分类标准表

2 提高Ⅰ＋Ⅱ类井比例技术

研究区提高Ⅰ＋Ⅱ类井比例技术集富集区筛选技术、丛式井优化布井技术及立体开发技术为一体，坚持 “两结合、紧跟踪、打下去”的思路，确保Ⅰ＋Ⅱ类井比例的不断提高。“两结合”即地质与地震相结合；“紧跟踪”即紧密跟踪完钻井位，打一口、分析一口、认识一口、调整一口；“打下去”即针对多层系发育的特点，钻穿山2段、或太原组、或本溪组、甚至下古生界地层，确保钻井成功率。

2.1 富集区筛选技术

富集区筛选技术以地质综合研究为基础，通过开展储层成因机制分析，找出优质储层，同时，结合地震资料，综合预测有利区。

2.1.1 储层成因机制分析

1）沉积环境决定了沉积特征鄂尔多斯盆地北部存在2大物源区。西部为中元古界富石英物源区，以石英为主，石英体积分数为80%～95%；东部为太古界相对贫石英物源区，以酸性侵入岩为主，石英体积分数为25%～60%。这决定了苏里格东区的双物源特征，主力产气层二叠系石盒子组八段（用符号表示成Psh8）以中－粗粒岩屑石英砂岩和石英砂岩为主，二叠系山西组一段（用符号表示成Ps1表示）以细－中粒岩屑砂岩、岩屑质石英砂岩和泥质岩为主。Psh8、Ps1石英类平均体积分数分别为79.1%和84.2%，岩屑平均体积分数分别为20.5%和15.6%，要大大高于苏里格气田中区的岩屑体积分数（12.2%、11.4%）。而高孔渗储层的分布与石英体积分数有明显的正相关关系［3］，研究区相对低的石英体积分数、高岩屑体积分数的沉积特征决定了储层质量的基础。

2）沉积特征控制了有效储层的发育研究区Ps1～Psh8期整体属于河流－三角洲平原沉积体系，Psh8属于辫状河沉积，Ps1属于曲流河沉积，主要发育分流河道、天然堤、决口扇、分流间湾和河漫沼泽沉积微相［3］。分流河道（包括心滩、边滩及河道充填下部）中发育的粗砂岩、含砾粗砂岩易形成有效储层。原因在于两个方面：一方面，矿物成分对储层孔隙的发育具有一定的影响。心滩、边滩及河道充填下部发育的砂岩中石英体积分数较高，而石英体积分数越高，抗压实能力越强，使得储层中部分原生孔隙得以保存，同时，高石英体积分数也利于后期孔隙流体的流动和次生孔隙的形成。薄片分析表明，研究区石英体积分数与面孔率呈正相关关系，同样反映了高石英体积分数有利于高效储层的形成；另一方面，颗粒粒度对有效储层的发育亦会产生影响作用。分选相对均匀的情况下，石英的粒度越大，储层的物性越好。统计发现，粗砂岩的物性要明显好于中－粗砂岩、细－中砂岩（表2）。

3）成岩作用是形成有效储层的关键该区填隙物及软组分含量相对高，强烈的机械压实作用使原生孔隙迅速减小，是导致研究区储层致密的主要原因，加之黏土矿物的胶结作用使原生粒间孔丧失殆尽［4］，导致储层物性变差；另一方面，溶蚀作用及微裂缝的形成使得储层物性得到了改善，形成有效储层。从表3中可见，研究区Psh8储层孔隙类型主要为岩屑溶孔，Ps1储层孔隙类型主要为晶间孔。

心滩、边滩及河道充填下部中发育的粗砂岩、含砾粗砂岩为有效储层的形成奠定了基础，而溶蚀作用的发生及局部微裂缝的发育则为有效储层的形成创造了条件，使其在平面上呈土豆状或豆荚状展布［5］。

4）其他控制因素封闭不严的粉砂质泥岩或泥质粉砂岩盖层、构造不发育而缺乏纵向沟通系统以及储层的早期致密等因素导致来自下方气源的天然气难以向上运移和保存［5］，使得部分砂岩不能形成有效储层。

表2 不同粒级的物性统计特征表

表3 储层孔隙类型分布频率统计表

2.1.2 储层地震预测

地震储层预测以提高有效储层预测精度为目标。采集上，不断优化野外采集方法，最大限度地提高原始资料的分辨率和信噪比；处理上，开发与应用高精度二维和全数字三维的多域保真新技术，尤其是针对目标道集的处理研究，进一步提高资料的品质和利用率；解释中，叠前与叠后预测相结合，多方法预测，保证井位的有效部署。

1）完善采集技术，优化观测系统针对苏里格东区低降速层厚度变化较大、流沙覆盖区老、地震资料信噪比低、频带窄等问题，通过强化小药量多井组合激发和加强复杂区域的激发因素一致性设计，使得有效信号的频带展宽，提高了资料的分辨率，同时也确保了区域资料品质的一致性（图1）。

图1 激发因素对比

通过采用优化后的小道距、高覆盖、大偏移距观测系统，以获得叠前有效信息。10m左右的道距有利于高频接收和灵活的道间组合；80次以上的覆盖次数为弹性反演尽量多的获得叠前信息；最大偏移距主要考虑反射波的能量变化，对于3000m左右目的层，5000m左右的偏移距可以获取完整的大角度AVO有效信息。

2）不断完善地震处理及解释技术针对研究区的地震资料，先后采用了折射波静校正技术、地表一致性处理技术、去噪技术、组合反褶积处理技术、速度分析、切除与剩余静校正技术及针对道集的处理技术等多种技术，使针对本区的地震处理及解释技术不断完善，并根据AVO响应特征，总结出研究区不同类型井Psh8储层的响应特征：①Ⅰ类井，近道能量强（相对振幅大于2），随偏移距增加，Psh8反射增加明显，梯度变化大。②Ⅱ类井，近道能量弱（相对振幅小于2），随偏移距增加，Psh8反射振幅增加，但梯度变化比Ⅰ类井小。③Ⅲ类井，Psh8反射振幅不随偏移距的变化而变化。

3）地震预测有利区根据储层的波形特征及AVO响应特征勾画出波形特征平面图及AVO振幅平面图，预测研究区目的层段的有效砂岩厚度，将大于6m的区带划分为含气Ⅰ类有利区，2～6m的区带划分为含气Ⅱ类有利区。

2.1.3 综合筛选富集区

综合地质认识及地震预测，并结合完钻井的实钻情况，精细刻画研究区砂体及有效砂体展布图，筛选出富集区，为整体部署及集中建产提供目标区块。

2.2 丛式井井位优选技术

为降低成本、节约征地面积，苏里格气田大胆采用了丛式井规模开发方式，探索形成了一套确保Ⅰ＋Ⅱ类井比例的丛式井井位优选技术。

首先，为了确保丛式井开发效果，建立了丛式井部署标准，明确了定性条件和定量条件。定性条件为：①富集区落实；②单井实钻效果较好；③在地震测线上或附近，具有明显响应。定量条件为：①Psh8有效厚度大于6.0m；②Ps1有效厚度大于6.0m；③单井无阻流量大于5×104m3/d。

其次，坚持富集区整体部署、评价区随钻部署的技术思路，将地质与地震紧密结合，制定了一套可实施性强的丛式井部署流程（图2）。一方面充分利用地质和地震的综合研究成果，以有效砂体预测为核心，精细刻画有效储层分布，在筛选出的富集区内整体部署；另一方面依据地质与地震评价结果，在评价区部署评价井和骨架井，以7口井丛式井组为开发单元（图3），根据完钻井实施效果，在综合地质分析的基础上，及时追加丛式井井位，并根据地质风险进行钻井排序，同时加强随钻分析、及时调整，确保丛式井实施效果。

图2 丛式井井位部署流程图

图3 7口井丛式井组示意图

图4 多层系立体开发技术思路

2.3 多层系立体开发技术

针对苏里格气田东区多层系发育的特点，在对主要产气层Psh8、Ps1认识开发的同时，也对下古生界奥陶系马家沟组、上古生界山西组山二段（Ps2）、石盒子组盒六段（Psh6）、石盒子组盒四段（Psh4）等其他层系开展了系统研究，成功实现了多层系的立体开发，形成了一套适合该地区的多层系立体开发技术，为提高Ⅰ＋Ⅱ类井比例再添保障。

该技术是在富集区筛选技术的基础上，完善对上古生界产气层（Ps2、Psh6、Psh4）地质综合研究的同时，着重加强对下古生界储层的精细刻画，通过对古地质特征、构造特征的描述以及古地貌的恢复等落实下古生界储层有利区，在保障上古生界储层开发效果的同时，考虑合理井网井距，兼顾下古生界储层的开发，技术思路如图4所示。

3 应用效果

通过富集区筛选技术的应用，筛选富集区2263km2，为产能建设部署提供了依据；通过丛式井井位优选技术的应用，部署248个井丛712口井，丛式井比例达到62.6%，丛式井Ⅰ＋Ⅱ类井比例达到75%；通过多层系立体开发技术的应用，下古生界气层钻遇率达到70%以上，下古生界气井的试气平均无阻流量是上古生界气井的2～3倍，使研究区Ⅰ＋Ⅱ类井比例提高10～15个百分点。

通过提高Ⅰ＋Ⅱ类井比例技术的综合应用，苏里格气田东区Ⅰ＋Ⅱ类井比例逐年攀升，至2013年底达到73.8%，较产建初期提高了7.3个百分点。应用效果良好，为苏里格气田的开发效益的提高做出了重要的贡献。