中国深层油气开采的主要技术特点

李晨阳，黄 蒙

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065；2.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司，陕西西安 710021）

中国深层油气开采的主要技术特点

李晨阳1，黄 蒙2

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065；2.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司，陕西西安 710021）

就我国目前油气开发状况来看，石油开采由中浅层向深层过渡是必然的发展趋势，深层油气藏将是石油工业未来最重要的发展领域之一，也是中国石油引领未来油气勘探与开发最重要的战略实现领域。我国深部油气储量所占比例较大，但由于深层油气藏开采需要面对复杂的地质情况和各种技术挑战，因此要对深层油气藏开采给予足够的重视。本文着力于全面了解深层油气藏，就深层油气藏的定义、地质特征、类型和开采的技术特点，展开系统的分析与研究，为更好、更快地开采深层油气藏提供坚实的基础。

深层油气藏；地质特征；油气藏类型；技术特点

随着浅层油气田的长期开采，各大油田现在都已进入了开发的后期，而且随着油气勘探越来越精细，在中浅层油气领域取得较大的突破已经变得越来越困难。因此转向深层油气藏开采是今后的主要方向，本文立足于前人学者的研究基础，针对深层油气藏的精确定义、地质特征、主要油藏类型、开发现状以及技术特点进行总结分析，对系统的认识深层油气藏，以及更好的开发深层油气藏具有一定参考意义。

1 深层油气藏概述

1.1 深层油气藏定义

深层油气藏是指埋藏深度介于3 500 m～4 500 m的油气藏，将埋藏深度大于4 500 m的油气藏定义为超深层油气藏[1]。我国深部油气储量所占比例很高，如准格尔盆地深层油气占总储量40%，塔里木盆地深层油气资源达83%等，均有着巨大的开发潜力[2]。

而深层油气藏的开采将要面对的是孔隙度低于12%、渗透率低于1.0×10-3μm2、地层温度甚至超过120℃～150℃的低孔隙度、低渗透率和高温、高压复杂油气藏。针对这样的三低两高油气藏，开采的技术手段必然不同于中浅层的油气开采[3]。

1.2 深层油气藏的形成与分布

我国的深层油气藏主要分布在碎屑岩盆地、碳酸盐岩盆地以及火山岩盆地[4]。形成机理及具体分布状况（见表1）。

1.3 深层油气藏地质特征及主要类型

在与主动大陆边缘相关的和与板块边界无关的被动大陆边缘盆地是深层油气藏分布的两个区域。其有利于形成深层油气藏的原因是这两类盆地的沉积厚度较大，具有形成和保存深层油气的条件[5]。

图1 全球深层油气藏圈闭类型

构造圈闭、岩性圈闭、礁和复合圈闭是深层油气藏几个比较常见的圈闭类型。针对世界100个大型深层油气田进行统计分析得出结论，其中构造圈闭是最常见的圈闭类型（见图1）。

2 深层油气藏开采的主要技术特点

2.1 深层油气藏勘探的主要技术特点

深层油气藏由于具有三低两高的特点，这使得勘探的主要特点表现在：高要求、高投入、高风险这几个方面。

深层油气藏勘探时地震波从激发到接收，受到干扰的因素颇多。为应对这些挑战形成了独具特点的勘探技术手段：综合运用重力、电磁法以及地震等勘探技术的综合解释方法[6]；为了更好的解决成像模糊、精确度差的问题可以采用宽限大组合技术对监测资料进行分析。

石油勘探至少50%的成本投入源于钻井，钻井成本与钻井深度的关系如下：

式中：X-井深；Y1、Y2-油井或气井的单井总费用。

在高温、高压的地下条件下进行勘探工作将大大增加了风险，具体表现在：勘探深度大造成钻探目标落实程度低；高温、高压导致较高的事故率。

2.2 钻井工程技术特点

深层油气钻井具有钻井周期长、难度大、工艺技术要求高、技术多样性强等特点。

钻探深层油气藏会遇到由砂岩、泥岩熔岩、火山碎屑岩、砾岩以及它们的过渡类型岩性组合形成复杂的地层情况，直接导致了钻井周期长、效率差、效益差[7]。

近年来为了提高钻井速度，国内外致力于研制高效的钻井技术和工具来面对深层钻井的各个问题。其主要技术及特点（见表2）。

其中欠平衡钻井使用最为广泛[8]。大港油田还成立了经验丰富，技术强硬的专业队伍[9]。

2.3 深层采油技术特点

深层采油技术具有三个特点：（1）举升方法耐高温、耐腐蚀、高强度；（2）举升深度大、难度高；（3）储层孔隙结构复杂、非均质性较强，改造储层困难大。

表1 深层油气藏形成机理与分布状况

表2 深层钻井工艺技术及主要特点

表3 深层采油工艺技术及主要特点

深度一旦超过4 000 m，常规的人工举升方法就有很大的局限性。另一方面深层油高温、高含酸性气体的特性对抽油干的强度和耐腐蚀性要求极高[10]。国内外在深井采油中已成功地应用了有杆泵、电潜泵，具体技术及特点（见表3）。

举升深度大会带来举升技术上的难题，如举升高度大，挂泵深度大，很容易导致井筒压力低于气体饱和压力，溶解气体被分离出来，在很大程度上影响举升设备的生产效率；另外随着下泵深度的增加，杆柱失稳造成的偏磨更加严重，伴随的还有冲程损失的问题。

针对这些深层油气开采特有的难题，应采取应对的工艺技术，其主要特点（见表4）。

表4 深层采油工艺面对问题及应对技术

对于深层油气藏目前的探测技术还不能做到精细地描述，因此开发起来就具有一定的难度。针对深层油气物性差、埋藏深、高温、高压和高含硫化氢等特点，常采用DCA均匀布酸酸化技术和深度酸压技术。

耐高温的DCA均匀布酸酸化技术是通过对岩石胶结物、裂缝内填充物质的溶蚀，从而提高地层渗透性。目前已研发出的耐高温的DCA清洁自转向酸，使用最深的井接近7 000 m[11]。在150℃条件下残酸的黏度可达到200 mPa·s以上，流变曲线（见图2）。

图2 DCA清洁自转向酸流变曲线

深度酸压技术的酸液具有低滤失、低反应速度、远作用距离和强非均匀刻蚀的能力。目前已经有利多种不同的酸体系，在以往的基础上研发了具有低滤失、低反应速度的GCA地面交联酸体系。GCA地面交联酸通过在20%的盐酸中交联形成酸冻胶，从而实现缓速和低滤失。

3 结论

（1）深层油气藏的地质条件比浅层油气复杂，开采面临的高压、高温问题远远超过浅层油气藏。

（2）深层油气藏的开采技术是对浅层油气开采技术的继承和发展，同时具有很强的针对性和技术特点。

（3）深层油气藏的开采技术具有要求高、成本高、风险高的特点，开采深层油气应着力于工艺技术的改进。

［1］国土资源部办公厅.石油天然气储量计算规范［P］.DZ/T0217-2005.

［2］西部深层油气勘探面临三大挑战［J］.西安石油大学学报（自然科学版），2011，（6）：92.

［3］孙龙德，邹才能，朱如凯，张云辉，张水昌，张宝民，朱光有，高志勇.中国深层油气形成、分布与潜力分析［J］.石油勘探与开发，2013，（6）：641-649.

［4］妥进才.深层油气形成机制研究概述［A］.中国矿物岩石地球化学学会、中国科学院地球化学研究所.中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集［C］.中国矿物岩石地球化学学会、中国科学院地球化学研究所：2009：1.

［5］白国平，曹斌风.全球深层油气藏及其分布规律［J］.石油与天然气地质，2014，（1）：19-25.

［6］宋景明.全信息地质地球物理综合解释方法与效果［A］.中国地球物理学会.2001年中国地球物理学会年刊-中国地球物理学会第十七届年会论文集［C］.中国地球物理学会：2001：1.

［7］高志荣.我国深层石油储层及勘探钻井技术分析［J］.中国石油和化工标准与质量，2013，（24）：181.

［8］王海波.松辽盆地深层钻井提速实践与认识［J］.西部探矿工程，2016，（1）：91-94.

［9］赵文，谢克姜.南海海域高温高压钻井液技术［J］.石油钻采工艺，2007，（06）：87-89+142.

［10］王少力，等.超高强度抽油杆在国内外的推广应用［J］.石油矿场机械，2008，（4）：24-27.

［11］王永辉，李永平，程兴生，周福建，车明光，张福祥，彭建新，杨向同.高温深层碳酸盐岩储层酸化压裂改造技术［J］.石油学报，2012，（S2）：166-173.

Main technical characteristics of deep oil and gas exploitation in China

LI Chenyang1，HUANG Meng2
（1.College of Petroleum Engineering，Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China；2.PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China）

Judging from the current situation of oil and gas development in our country,the transition from medium-shallow layer to deep layer is an inevitable development trend.Deep-layer reservoir will be one of the most important development fields for the petroleum industry in the future,and also one of the most important areas for petroleum exploration in the future develop the most important areas for strategic realization.China's deep oil and gas reserves account for a large proportion,but due to complex geological conditions and various technical challenges,deep-seated oil and gas reservoirs should pay enough attention to deepseated oil and gas exploration.This article focuses on a comprehensive understanding of the deep reservoirs.The systematic analysis and research on the definition,geological characteristics,types and technical characteristics of deep reservoirs will provide a solid foundation for better and faster exploitation of deep reservoirs.

deep reservoirs；geological features；types of reservoirs；technical features

TE375

A

1673-5285（2017）11-0095-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.11.023

2017-10-10

李晨阳，西安石油大学石油工程学院在读硕士研究生，邮箱：575990846@qq.com。