低渗砂岩储层规模开发技术及应用效果研究—以苏里格气田中、西区为例

2015-09-10杜鹏程辰张志刚陈晓春张波曹立山苏文杰中国石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心陕西西安710018中国石油长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018中国石油长庆油田分公司第二采气厂陕西西安710018中国石油长庆油田分公司第三采气厂内蒙古乌审旗01700

石油化工应用 2015年1期

关键词：里格砂体气田

杜鹏，程辰，张志刚，陈晓春，张波，曹立山，苏文杰（1.中国石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心，陕西西安　710018；2.中国石油长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安　710018；.中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安　710018；.中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗　01700）

杜鹏1，2，程辰3，张志刚1，2，陈晓春4，张波4，曹立山4，苏文杰4
（1.中国石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心，陕西西安710018；2.中国石油长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710018；3.中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安710018；4.中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗017300）

苏里格气田属于典型的岩性致密砂岩气藏，成岩作用强烈、非均质性强、气水关系复杂。随着开发模式的转变，水平井比例逐年提高，由于气井产水严重，产量递减快，严重制约产能发挥。为了提高储层动用程度，本文总结历年水平井实施过程中遇到的难点，精细储层描述，坚持三维地震与地质研究相结合、单井评价与区域分析结合、静态地质特征与生产动态分析结合，不断完善水平井地质导向技术，形成低渗砂岩储层水平井规模开发技术，完善并建成水平井整体开发区，水平井实施效果显著。

低渗储层；精细描述；地质导向；开发技术；应用效果

苏里格气田位于长庆靖边气田西北侧的苏里格庙地区，区域构造属于鄂尔多斯盆地陕北斜坡北部中带，行政区属内蒙古自治区鄂尔多斯市的乌审旗和鄂托克旗所辖，勘探范围西起内蒙古鄂托克前旗、北抵鄂托克后旗的敖包加汗，勘探面积5×104km2，是目前发现中国陆上最大的整装气田，是低压、低渗、低丰度典型的“三低”气田［1-2］。

苏里格气田目前已经进入大规模开发阶段，苏里格气田中区桃2区块北部井控程度高，储层发育；南部井控程度低，储层不落实，需要结合三维地震开展进一步评价；苏14区块西南苏14-19-09井区，砂体不发育；中部井网不规则，富集区动用程度高，水平井整体部署难度大；东北部储层发育，井控程度相对较低。西区苏48区块西部富水，东部砂体规模小，区块中部开发程度高；苏47区块苏147井区东部和苏186三维区井控程度低，无法满足水平井部署需求。针对中、西区各区块地质特征及水平井比重逐年增加，开发难度大、井网规范的特点，有必要开展储层精细化描述，强化地质导向，进一步确保水平井开发能高质量、高效益的可持续发展。

1　储层精细描述

1.1砂体展布精细描述

1.1.1小层划分通过旋回对比、煤层、岩性特性、邻近井等厚度等高程对比划分小层并建立自然伽马测井曲线基准面旋回组合划分模版。山1、盒8段为河流-三角洲沉积体系，沉积环境相对稳定、旋回特征比较明显，大多表现为下粗上细的正旋回的特征；煤层的发育代表了一个旋回的顶部，该段原地煤层具有分布广泛、特征明显的特征，在该环境中具有较好的等时性（见图1）；本区岩性复杂，石英砂岩、岩屑石英砂岩及其杂砂岩叠置，如岩屑石英砂岩变为石英砂岩，其中间必定存在界面；把两个标准层之间岩性组合及电性特征不明显的地层带，借助邻井对应层段的岩性、电性、厚度变化趋势，对目标层段进行分割；这种按地层总厚度变化趋势分割成若干大层，分割线就是对比的“等时线”，然后再进一步细分小层。

1.1.2砂体叠置模式中、西区辫状河有效砂体主要为心滩叠置为主，曲流河有效砂体主要以点坝叠置为主。盒8属于辫状河道砂体叠置模式，垂向为孤立叠置为主，泥岩夹层叠置次之；横向为孤立叠置为主，接触叠置次之；河道砂体非继承性发育，叠置带与过渡带差异不明显，水平井整体开发难度大［3］。

盒8下砂体叠置特征：垂向为堆积叠置为主，垂向切割叠置次之；横向为侧向切割叠置为主，接触叠置型次之；多期河道具有一定继承性，但物性夹层较为发育。

1.2砂体展布精细描述

1.2.1气水分布控制因素西区产水层具有平面上分布零散性，纵向上气、水关系复杂，压裂后产水量大小不一特征。测井、地质、动态相结合，将地层水划分为：“构造低部位含、低渗带滞留水、孤立透镜体水”三种类型［4］。

（1）在成藏过程中，“孤立”透镜体砂体周围裂缝与断层发育程度差，物源供给差，原始地层水被封闭保存，形成“孤立透镜体水”。

（2）在小幅构造和低渗背景条件下，低部位的水体未被天然气驱替或驱替不完全，滞留于储层低洼部位，形成“构造低部位含水”。

（3）受非均质性、成岩作用的影响，地层水主要受毛管力控制，重力作用影响小，赋存于砂体边部或内部物性较差的区域，形成“低渗带滞留水”。

1.2.2气水平面分布西区盒8上段砂体分布有限，水体以小范围透镜状局部富水区为主；盒8下段水体在中北部富集，主要呈透镜体状分布于河道底部；山1段水体在中北部集中出现，南部烃源发育，气源足，充注相对强，水体偶见。

1.3区域构造分析

苏里格气田构造为宽缓的西倾大单斜，发育多排北东-南西走向的低缓鼻隆，幅度10 m～20 m，坡降3 m/km～10 m/km［5］。通过地震与地质相结合，以区域构造背景为指导，三维构造解释为参考，利用井点数据刻画主力层小幅度构造，为水平井入靶提供依据。

图1　苏48井山1-盒8段基准面旋回划分

2　井位优化部署

水平井一般布置在勘探程度较高、构造落实及含气砂体落实的富集区。即水平井布置在储层横向展布相对稳定，气层厚度相对较大；构造相对平缓；井区储层物性相对较好；储层评价结果为Ⅱ类以上；邻近直井无阻流量相对较高，试采效果较好，生产相对稳定的区块；水平段延伸方向及长度满足目前井网井距。但从录井实际看，水平井储层无论是横向上或是纵向上变化都很大，特别是受储层空间展布如构造，储层物性，储层含气含水性等方面的制约。目前推进水平井整体区开发，积极探索接替层位、新井型、东西向水平井试验，保障水平井开发效果稳步提升。

2.1水平井井位部署原则

坚持综合地质研究与三维地震结合、单井评价与区域分析结合、静态地质特征与生产动态分析结合，从定性到定量，精细储层刻画，推进大丛式水平井部署，开展水平井整体开发区建设，确保水平井实施效果。水平井井位部署原则：（1）骨架井控制，且物性和砂体显示较好；（2）纵向上有效砂体相对集中，有效砂体大于4 m～6 m；（3）横向上有效砂体连续，且具有一定的延伸范围（长度、宽度）；（4）水平段方向位于地震测线上或者靠近测线，且地震响应较好［6］。

2.2拓宽水平井部署思路

随着水平井的规模应用，部署难度进一步增大。2013年不断拓宽水平井部署思路，在部署方式、开发层系、目标砂体叠置类型及井型组合方式4个方面实现转变，有力推进了水平井规模开发。

水平井开发初期，井控程度低，储层及构造落实程度差，水平井实施风险大。水平井部署采用多口骨架井控制，即先部署、实施骨架井，根据骨架井实施效果，分析解剖砂体，然后部署、实施水平井。目前水平井实施水平井整体开发区建设，整体部署水平井，优选骨架井，先实施骨架井然后实施水平井，这样很大程度上加快了气田建设及缩短建设投资。大幅度减少骨架井实施数量，为开展集群化布井，工厂做作业提供依据。

苏里格气田上古主力气层是盒8、山1，其呈不同的沉积相、沉积模式，导致水平井开发过程中择优选取目标砂体实施。经过几年的开发，目的砂体由切割类型转变成堆积砂体，拓展了水平井目的砂体实施，保障了后续实施，扩大水平井实施范围。

3　水平井地质导向

苏里格气田属于典型的致密砂岩气藏，储层具有强非均质性，因此，水平井实施过程中钻遇非储层不可避免，所以需要规范现场资料，确保时效性和真实性，进而实现及时、准确的远程决策，同时，针对水平井不同阶段，提前做好各阶段导向预案，及时制定对策，保障水平井顺利实施。

3.1水平井导向前期准备

3.1.1深化地质认识是水平井导向的基础深化地质认识首先读懂水平井地质设计。目前苏里格气田水平井地质设计坚持“六图一表”（地震剖面、砂体厚度、气层厚度、顶面构造图、气藏剖面图、轨迹设计图及靶点预测表）为前期基础资料，通过设计中的“六图一表”明确设计井井区构造、储层特征，靶点方位、海拔以及水平段长度等问题；其次，结合精细气藏描述成果地质再认识，水平井实施过程把握设计目的及关键环节，制定调整意见，确保水平井顺利实施［7-8］。

3.2水平井导向

水平井地质导向根据钻井施工分为两个阶段，即：造斜到入靶电测为入靶阶段；入靶后水平段钻进为水平段阶段。每个阶段的侧重点不同，针对每个阶段侧重点，形成导向技术及对策。

3.2.1入靶导向优选气田区域标志层（石千峰组底界）和局部标志层（曲线组合形态、纯泥岩薄层、GR异常值等），逐层对比，不断修正入靶点。

井斜逐层逐次调整，避免井斜过大或过小造成入靶困难，通常的，优选石千峰组底部千5砂岩段作为造斜点；盒4段砂岩校正靶点符合率，井斜角基本达到30°～35°，盒5段确保井斜40°左右，由不同入靶层位预判钻遇其他层段的井斜角，在预测气层顶部以上1 m～3 m采取83°探顶［9］。

井斜83°下探的合理性分析：苏里格气田苏6加密区储层解剖表明，单个有效储层的厚度1 m～8 m，主要在2 m～6 m，水平井坚持有效砂体中部入靶，有利于水平段井斜调整和储层内部小层选择空间。因此有效储层顶至靶点垂厚控制在2 m～3 m最有利，受有效储层长度制约，设计靶前距350 m，在入靶过程中需要合理控制井斜，减少靶前距的浪费。为防止目标层提前或滞后出现，对80°～86°井斜为探气顶角度分析，得到结论：（1）工程上满足摩阻与造斜最理想的狗腿度为小于6°；（2）在垂深2 m～3 m内增斜入靶的井斜角为82°～84°；（3）摩阻小、水平位移短且满足2 m～3 m垂深及时入靶的理想组合是狗腿度5°时井斜83°，入靶位移变化41.89 m（见图2）。

3.2.2水平段导向水平段导向是以调整、优化轨迹来提高储层、有效储层钻遇率。基本思路：针对整体开发区、加密区、评价区前期评价后，通过提前实施较密集的骨架井、二维或三维地震，整合已知基础资料，详实水平段储层展布特征，实时调整水平井模型或预测沿水平段二维储层叠置规模，指导导向调整。同时，在此基础上，由实钻资料调整模型，联合水平段的超前预测及时调整，确保水平井实施效果。综上总结，水平井水平段导向即不断精细刻画储层、修正储层展布及构造，进行随钻分析，地质再认识，优化轨迹的过程。

图2　水平井入靶逐层井斜调整图

依据随钻资料，修正沉积相，识别微相类型有间湾、河道充填、心滩、底部滞留、落淤层，辨识侧向穿出河道。从心滩至河道填充、废弃河道到堤岸，沉积相特征表现在GR、气测从高到低，岩性逐渐由中粗砂岩向粉砂、泥岩互层过渡，砂岩分选逐渐变差，岩屑颜色由灰白色向灰绿色及杂色泥岩转变，确定侧向穿出河道［10］。

依据地层、厚度、岩性对比，合理划分砂体叠置期次；分析沉积相序列分析辨别隔夹层。垂向划分砂体叠置期次，通过各期砂体岩性、气测、GR及各层间夹层变化趋势分析构造变化。当构造抬升时，容易从底部穿出砂体，钻入围岩，岩屑由中粗砂岩变为含砾粗砂岩后突变为灰黑色泥岩，垂向沉积微相表现为心滩或底部滞留到堤岸，穿出河道，GR由低值突然增大；当构造下降时，容易从顶部穿出砂体，进入围岩，GR逐渐增大，岩性由砂岩、砂泥岩互层，逐渐变为泥岩，粒度由粗变细，与入靶对比岩性相似，具对称性［11］（见图3）。