中國陸相致密油開采技術(shù)發(fā)展策略思考

張映紅， 路保平， 陳 作， 蔣海軍

(中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101)

中國陸相致密油開采技術(shù)發(fā)展策略思考

張映紅， 路保平， 陳 作， 蔣海軍

(中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101)

中國陸相致密油藏主要有咸化湖、淡水湖兩種基本類型。其中，咸化湖致密油成藏組合多為毯式結(jié)構(gòu)，儲層主要為細(xì)碎屑巖/碳酸鹽巖復(fù)合體，可壓性接近北美海相致密油藏，但原油流動性較差、儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)；淡水湖致密油成藏組合為箱式或毯式結(jié)構(gòu)，儲層主要為砂巖及含油頁巖，可壓性較差、工程參數(shù)敏感性較強(qiáng)、流動機(jī)制及壓力系統(tǒng)復(fù)雜。在分析中國陸相致密油藏開采技術(shù)現(xiàn)狀與問題的基礎(chǔ)上，指出應(yīng)采用“油藏導(dǎo)向、基礎(chǔ)先行，逆向思維、辯證施治，注重原創(chuàng)、集成配套，由易到難、滾動發(fā)展”的開發(fā)策略，且不同類型致密油藏應(yīng)采用不同開發(fā)模式，需重點(diǎn)對陸相致密油藏甜點(diǎn)描述與評價(jià)、協(xié)同地質(zhì)導(dǎo)向、增大儲層接觸面積鉆井、精細(xì)復(fù)合壓裂、致密油原位改質(zhì)、提高采收率技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)研究。

陸相致密油 地質(zhì)特征 發(fā)展策略 關(guān)鍵技術(shù) 中國

中國致密油可采資源量居全球第三位，其中具有陸相成因的占93.4%[1]。目前，在我國傳統(tǒng)油區(qū)年新增石油探明儲量中，致密油儲量已約占70%，其經(jīng)濟(jì)有效開采對于我國油氣工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。我國陸相致密油藏的發(fā)現(xiàn)始于20世紀(jì)60年代，開采方式經(jīng)歷了直井兼探(1967—1985)、直井多層壓裂(1986—2009)和水平井多級壓裂(2009年至今)3個(gè)發(fā)展階段。2010年以來，我國已在鄂爾多斯、渤海灣、松遼、準(zhǔn)噶爾等10余個(gè)含油氣盆地開展了陸相致密油開發(fā)試驗(yàn)，雖然在鄂爾多斯盆地西233、安83等示范區(qū)初見成效[2]，但尚未形成工業(yè)化生產(chǎn)能力[3]。對于大多數(shù)原油流度小于1.0 mD/mPa·s的陸相致密油藏，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開采的關(guān)鍵技術(shù)依然沒有取得實(shí)質(zhì)性突破。為此，筆者基于對中國陸相致密油藏地質(zhì)特征的再認(rèn)識，以及國內(nèi)外致密油藏開采技術(shù)的對比，對我國陸相致密油開采技術(shù)發(fā)展策略進(jìn)行了探討。

1 致密油藏概念的拓展

致密油藏的概念最早由Ledingham于1947提出，用于描述含油的致密砂巖[4]。2008年以來，國內(nèi)外眾多學(xué)者和機(jī)構(gòu)先后對致密油的定義進(jìn)行了修改完善[5]。目前，北美將致密油定義為分布在成熟烴源巖內(nèi)、空氣滲透率小于1 mD、孔隙度<10%、單井無自然工業(yè)產(chǎn)能的致密砂巖油藏和頁巖油藏[5]。

隨著我國陸相致密油開采的持續(xù)深入，越來越多的源外或空氣滲透率大于1 mD、孔隙度>10%、單井無工業(yè)產(chǎn)能的致密油藏被發(fā)現(xiàn)。為了有利于我國陸相致密油資源的開采和動用，筆者將致密油定義進(jìn)一步拓展為：以吸附或游離狀態(tài)賦存于滲透率極低的生烴灶內(nèi)外砂巖和/或碳酸鹽巖層、生烴泥頁巖中，空氣滲透率小于2 mD、流度小于1.0 mD/mPa·s，單井無自然工業(yè)產(chǎn)能或自然產(chǎn)能低于工業(yè)油流下限的輕質(zhì)油聚集。與國外大多數(shù)致密油定義相比，該定義增加了源外油藏、取消了孔隙度10%的上限，并將空氣滲透率上限放寬到2 mD；與中國國家標(biāo)準(zhǔn)[6]相比，該定義主要增加了流度和油品制約。筆者對北美和中國主要致密油藏的流度和孔隙度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析(如圖1所示)，發(fā)現(xiàn)這些油藏的空氣滲透率均小于2 mD，但孔隙度變化范圍較寬。由此也可以看出，國內(nèi)外主要致密油藏符合筆者給出的致密油定義。

2 中國陸相致密油藏的地質(zhì)特征

我國陸相致密油藏具有咸化湖、淡水湖兩種基本類型，其中，咸化湖致密油藏主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地二疊系、三塘湖盆地蘆草溝組、柴達(dá)木盆地中下侏羅統(tǒng)、渤海灣盆地沙四段/局部沙三下段/局部沙一段、松遼盆地中白堊統(tǒng)，泌陽凹陷核三段、江漢盆地潛江組、以及蘇北盆地晚白堊—古新統(tǒng)等成熟烴源巖中，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的15個(gè)致密油藏中，68%為咸化湖類型。淡水湖致密油藏主要分布在鄂爾多斯盆地三疊系、四川盆地侏羅系，以及渤海灣和松遼盆地的非咸化湖地層。由于海、陸相致密油藏的成盆、成巖、成烴、成藏和保存環(huán)境不同，其油藏地質(zhì)特征不同。

我國陸相沉積盆地具有與北美大陸海相盆地迥然不同的構(gòu)造和沉積特征。前者具有更加復(fù)雜的大地構(gòu)造背景，先后經(jīng)歷過印支、燕山、喜山等多期構(gòu)造運(yùn)動，發(fā)育伸展、走滑、反轉(zhuǎn)、逆沖、滑脫、底壁或刺穿等多種構(gòu)造斷裂樣式，多期斷裂體系交織；主要接受近物源沉積，沉積物分選較差、湖盆水體局限、水體振蕩頻繁、沉積與沉降中心空間疊置度較高；油氣多沿?cái)鄬虞攲?dǎo)體系呈階梯式分布，源外油藏較豐富。故我國陸相沉積盆地成藏組合的空間形態(tài)具有平面分布局限、縱向?qū)酉地S富、埋深跨度較大、橫向非均質(zhì)性明顯等特點(diǎn)。渤海灣、松遼、鄂爾多斯等盆地致密油成藏組合的縱向跨度約1 000.00～1 500.00 m，油藏面積3～300 km2，單層有效厚度1.40～35.00 m，累計(jì)最大厚度780.00 m，多為箱狀、毯式。北美致密油藏縱向跨度700.00～1 000.00 m，油藏面積100～1 165 km2，單層有效厚度10.00～20.00 m，累計(jì)厚度最高90.00 m，主要為毯式、裙邊狀[7]。

我國陸相致密油主要為低硫石蠟基原油，其密度為0.80～0.90 g/cm3、含蠟為11.12%～29.70%、含硫?yàn)?.07%～0.85%、黏度為10～700 mPa·s、氣油比為40～200 m3/m3，滲流阻力較大、流動機(jī)制復(fù)雜。美國海相致密油主要為含硫型環(huán)烷基原油，其密度為0.79～0.87 g/cm3、含蠟為1.5%～5.27%、含硫?yàn)?.86%～1.94%、黏度小于1 mPa·s、氣油比為103～5 041 m3/m3。海相、陸相致密油性質(zhì)出現(xiàn)差異的主要原因是：陸相烴源巖的生油母質(zhì)包括水生生物和高等植物兩類，其中后者是原油中石蠟含量的主要來源；加之陸相源巖不同顯微組分具有不同的主生烴期，以及陸相盆地火成巖水解礦物的催化作用，因而陸相盆地多見低熟油[8]。

我國淡水湖陸相致密油儲層主要為(扇)三角洲、濱岸砂、重力流、近岸扇、河流相砂巖/砂礫巖沉積，以及深湖—半深湖相泥頁巖；巖石礦物組分主要為石英+長石(30%～32%)、碳酸鹽(27%～30%)、黏土(28%～30%)、黃鐵礦和干酪根(5%～6%)；儲集空間主要為粒間孔、晶間孔、溶蝕孔縫、有機(jī)微孔、構(gòu)造縫；孔隙連接以細(xì)吼道為主，喉道半徑中值一般小于0.4 μm；水平縫較發(fā)育；彈性模量20～30 GPa、泊松比0.23～0.25，脆性指數(shù)39%～43%；古近紀(jì)致密油儲層的可壓性相對較小，水敏性和壓敏性較強(qiáng)。咸化湖陸相致密油儲層多為粉屑/砂屑白云巖、灰質(zhì)泥巖/泥灰?guī)r/沉凝灰?guī)r，溶蝕孔縫較發(fā)育；彈性模量10～60 GPa、泊松比0.10～0.35，脆性指數(shù)45%～90%，可壓性與北美海相致密油儲層接近。

受成藏條件的影響，我國陸相致密油藏的含油飽和度、壓力系數(shù)差別較大。源內(nèi)處于生烴窗內(nèi)、成藏配置好、具有較好保存條件的致密油藏，其含油飽和度與壓力系數(shù)較高。例如，濟(jì)陽坳陷沙三下段部分致密油藏含油飽和度80%、壓力系數(shù)1.2～1.6，接近北美致密油平均水平(含油飽和度70%～87%，壓力系數(shù)1.05～1.80)。源內(nèi)經(jīng)歷剝蝕卸載區(qū)的致密油藏，其壓力系數(shù)和含油飽和度關(guān)系較為復(fù)雜。例如，鄂爾多斯長7段儲層含油飽和度為65%～85%、壓力系數(shù)0.60～0.80。源內(nèi)外成藏配置條件不好或斷層輸導(dǎo)體系較發(fā)育的生烴系統(tǒng)中，致密油藏含油飽和度通常較低、壓力系數(shù)總體較低。例如，鄂爾多斯紅河地區(qū)長8段源內(nèi)斷裂發(fā)育區(qū)致密油藏含油飽和度為30%～50%、壓力系數(shù)0.94[2]。

作為陸相沉積盆地的獨(dú)特標(biāo)志，頻繁和大規(guī)模的巖漿活動一直在陸相致密油藏成藏過程中扮演著十分獨(dú)特而重要的角色。高溫巖漿冷凝過程中形成的COH熱液沿?cái)鄬雍透邼B透層流動，易導(dǎo)致陸相沉積盆地流場結(jié)構(gòu)調(diào)整、地層水性質(zhì)多變、高滲透砂層熱液浸染、成烴過程畸變，以及成巖作用復(fù)雜化[9]。

總體上，中國陸相致密油藏不僅與北美海相致密油藏在地質(zhì)特征上異大于同，而且不同成藏環(huán)境中形成的致密油藏也各具特色。其與北美致密油藏特征的局部相似性，如咸化湖致密油藏的空間結(jié)構(gòu)和可壓性等，決定了開采技術(shù)的有限可借鑒性。其與北美致密油藏明顯不同的共性特征，如原油流動性差、油藏天然能量不足、儲層非均質(zhì)性明顯、工程參數(shù)敏感性較強(qiáng)等，決定了陸相致密油藏的共性技術(shù)難題和重大攻關(guān)需求。陸相致密油藏之間的個(gè)性化差異，則決定了特色技術(shù)和個(gè)性化配套技術(shù)需求的不同。

3 陸相致密油藏開采技術(shù)現(xiàn)狀與問題

北美致密油開采技術(shù)快速發(fā)展，呈現(xiàn)個(gè)性化、精細(xì)化、一體化、實(shí)時(shí)動態(tài)和全周期管理趨勢，突出體現(xiàn)四個(gè)層次(井位、層位、壓裂段、射孔簇)的精細(xì)選位、開采方案優(yōu)化設(shè)計(jì)和方案動態(tài)調(diào)整，基本形成了與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展相適應(yīng)的技術(shù)與方法體系。我國在2010年以后全面加快致密油開采，在技術(shù)研發(fā)上取得了長足進(jìn)展，但由于陸相致密油藏的特殊性，制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重大關(guān)鍵技術(shù)還處于艱難的探索階段。

3.1 致密油藏甜點(diǎn)評價(jià)技術(shù)

北美致密油藏甜點(diǎn)分析和評價(jià)包含地質(zhì)、工程、經(jīng)濟(jì)三大類指標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上主要包括實(shí)驗(yàn)室分析技術(shù)、測井七性關(guān)系評價(jià)技術(shù)、地震甜點(diǎn)識別技術(shù)、基于三維疊前地震數(shù)據(jù)體的鉆完井工程參數(shù)體反演技術(shù)等。隨著越來越多的、具有強(qiáng)大科研實(shí)力的大型國際油公司、油服公司、科研院校進(jìn)入北美致密油藏開發(fā)與研究領(lǐng)域，以及大量地質(zhì)、工程、油藏參數(shù)的積累和全球致密油藏信息共享程度的增加，對北美海相致密油藏的成藏機(jī)理、巖石力學(xué)特征、裂縫發(fā)育規(guī)律、滲流規(guī)律等基礎(chǔ)研究呈快速深化態(tài)勢，并應(yīng)用于優(yōu)化甜點(diǎn)預(yù)測和評價(jià)模型，例如“壓裂黃金窗”的研究等。

我國已初步形成了致密油藏測井七性關(guān)系評價(jià)方法及地震甜點(diǎn)預(yù)測等技術(shù)[2]。在三塘湖盆地，通過研究蘆草溝組致密油儲層巖石物理響應(yīng)特征，結(jié)合巖性分析數(shù)據(jù)，建立了致密油儲層巖性識別和巖石力學(xué)計(jì)算方法[10]。在濟(jì)陽坳陷，采用聯(lián)合拓頻處理技術(shù)和三參數(shù)小波合成成像技術(shù)，進(jìn)一步提高了薄互層內(nèi)幕識別精度，并通過優(yōu)選敏感地震屬性，提高了平面儲層預(yù)測精度，灘壩砂致密油藏吻合率可達(dá)80%，建立了“井震協(xié)同建模型、全局尋優(yōu)算結(jié)果、正演驗(yàn)證控質(zhì)量、交互反演提精度”的協(xié)同交互反演儲層預(yù)測技術(shù)。在遼河油田雷家地區(qū)，采用縱橫波聯(lián)合反演與測井七性關(guān)系評價(jià)相結(jié)合，有效預(yù)測了白云巖致密油儲層的分布。與北美相比，主要差距在于原始資料積累較少、致密油藏分類過于粗化，對含蠟型低流動性原油的滲流規(guī)律、陸相致密油儲層中裂縫的發(fā)育規(guī)律、水平頁理發(fā)育致密油藏的壓力敏感性等關(guān)鍵問題還缺乏深入研究。

3.2 致密油藏的開發(fā)模式

致密油藏開發(fā)模式需要與成藏組合空間結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力場分布、儲層各向異性、油藏開采方式、體積壓裂需求、油藏動態(tài)監(jiān)測，以及地面工程條件等相適應(yīng)。

北美海相致密油主要采用天然能量開采，近年來開始研究適應(yīng)致密油藏的CO2混相和非混相驅(qū)油技術(shù)。在美國Bakken和Eagle Ford等毯式油藏分布區(qū)，平臺水平井組的鉆井?dāng)?shù)量呈增加態(tài)勢，井距從300.00 m減小至100.00 m左右，部分井區(qū)將進(jìn)一步減小至57.00 m；最大水平段3 500.00 m；部分水平井間部署直井監(jiān)測[11]。在加拿大Bakken等裙邊油藏分布區(qū)，平臺水平井間距320.00～640.00 m，水平段400.00～1 350.00 m；部分區(qū)塊采用同層分支水平井體積壓裂。

我國陸相致密油大多需考慮補(bǔ)充能量開采，開發(fā)模式尚在探索過程中。鄂爾多斯盆地長7段等辮狀河及三角洲陸相致密油區(qū)，成藏組合為毯式結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力差及非均質(zhì)性相對較小、儲層黏土含量較低、天然能量不足，采用了平臺化水平井組體積壓裂，井間距600.00～1 000.00 m，用一平四(直)注的注采井網(wǎng)注水或水吞吐，局部進(jìn)行了CO2驅(qū)油試驗(yàn)。濟(jì)陽坳陷樁西等地區(qū)以濁積巖為主，縱向具有多層低滲透油藏分布，成藏組合為箱狀結(jié)構(gòu)，地應(yīng)力差偏大，水平頁理較發(fā)育，主要開展了直井分層壓裂、水平井壓裂、多層分支水平井壓裂等開采試驗(yàn)，采用了籠統(tǒng)壓裂、機(jī)械分段壓裂、電纜橋塞分段壓裂等技術(shù)，井網(wǎng)排距約150.00 m、井距480.00～560.00 m，壓裂規(guī)模總體較小。準(zhǔn)噶爾盆地蘆草溝組、遼河油田雷家等成藏組合為毯式結(jié)構(gòu)的多個(gè)咸化湖致密油區(qū)，主要開展了高通道壓裂等新技術(shù)試驗(yàn)。

3.3 致密油藏水平井鉆井技術(shù)

近年來，北美海相致密油藏大位移水平井鉆井技術(shù)取得一系列進(jìn)展，包括基于地震和工程參數(shù)數(shù)據(jù)體的一體化鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、隨鉆地層評價(jià)與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向相結(jié)合的導(dǎo)向鉆井技術(shù)、連續(xù)管鉆井/魚骨井等增大油藏接觸面積鉆井技術(shù)[12]、適用于高黏土含量儲層的新型鉆井液等關(guān)鍵技術(shù)；高壓射流鉆井等前沿技術(shù)[13]；以及錄井導(dǎo)向、低油水比油基鉆井液、新型鉆頭等實(shí)用降本新技術(shù)，并通過學(xué)習(xí)曲線持續(xù)降低鉆井成本。

水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井技術(shù)一直作為低品位油藏經(jīng)濟(jì)有效開采的“牛鼻子”技術(shù)得到國內(nèi)各大油公司高度重視，并快速跟進(jìn)國際前沿。目前，中國石化已初步研發(fā)形成鉆井地質(zhì)與工程環(huán)境因素描述，地質(zhì)導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井，長水平段水平井優(yōu)快鉆井及其鉆井液/固井技術(shù)，以及多分支水平井鉆井、連續(xù)管鉆井、魚骨井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井技術(shù)。截至2014年5月，中國石油僅遼河油田實(shí)施的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井就達(dá)到了1 322口，其中靜 52-H1Z 井是我國第一口雙分支水平井和國內(nèi)分支井眼最多、儲層內(nèi)水平段最長的20分支魚骨形水平井，鉆遇油層厚度僅0.50 m[14]。但由于我國陸相致密油儲層橫向變化明顯、甜點(diǎn)影響因素復(fù)雜、導(dǎo)眼井密度不足，導(dǎo)致油藏地質(zhì)模型不確定性較大；加之隨鉆測井和導(dǎo)向鉆井技術(shù)應(yīng)用程度較低，影響了我國致密油藏水平井鉆井的整體效果。

3.4 致密油藏壓裂改造技術(shù)

近年來，北美海相致密油藏在壓裂改造時(shí)，通過將隨鉆地層評價(jià)與地應(yīng)力分析相結(jié)合，對每一口井的壓裂段、射孔簇進(jìn)行精細(xì)選位和個(gè)性化壓裂方案優(yōu)化設(shè)計(jì)；部分區(qū)塊對長水平段實(shí)施混合壓裂，即在水平段趾端用多級滑套壓裂，跟端用泵送橋塞壓裂，以提高壓裂效率[15]。近期，北美推出了高通道和寬帶序列壓裂技術(shù)，后者可對單一射孔簇進(jìn)行定向強(qiáng)化壓裂增產(chǎn)精準(zhǔn)控制。在壓裂施工動態(tài)監(jiān)測方面，北美采用微地震技術(shù)監(jiān)測每級壓裂的起裂、延伸、耦合，判斷裂縫幾何形態(tài)和方位，實(shí)時(shí)微調(diào)施工參數(shù)以改善體積壓裂效果；采用連續(xù)管、示蹤劑等生產(chǎn)測試技術(shù)與試井技術(shù)相結(jié)合，精細(xì)分析各段生產(chǎn)能力。在壓后評估方面，北美應(yīng)用3G裂縫建模、Mangrove等新一代建模技術(shù)與(微)地震結(jié)合，進(jìn)行壓后裂縫建模、油藏模擬和油藏管理[16]。2014年以來，作為全周期管理的一部分，Haynesville和北科達(dá)州Bakken致密油氣區(qū)相繼開展了重復(fù)壓裂試驗(yàn)。

我國自20紀(jì)80年代以來，一直加強(qiáng)低滲透油藏增產(chǎn)技術(shù)的研究，并快速跟隨水平井多級壓裂為核心的現(xiàn)代增產(chǎn)技術(shù)。目前針對我國陸相致密油藏的特征，初步研究形成以構(gòu)建立體縫網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)儲量控制最大化為核心的工廠化整體壓裂技術(shù)。濟(jì)陽坳陷鹽227井區(qū)成功實(shí)施了首個(gè)深層砂礫巖“三層樓式井工廠”設(shè)計(jì)，分四類儲層進(jìn)行壓裂方案研究，并采用了泵送橋塞、多段塞加砂、實(shí)時(shí)裂縫監(jiān)測、實(shí)時(shí)工藝優(yōu)化、同步壓裂等多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了體積壓裂，井區(qū)平均日產(chǎn)油113.6 t。鄂爾多斯盆地西233示范區(qū)水平井采用體積壓裂改造后，試油產(chǎn)量均超過100 m3/d，安83叢式水平井工廠化壓裂試驗(yàn)區(qū)建成產(chǎn)能30×104t，水平井單井平均日產(chǎn)油量比直井提高了8倍[2]。然而，我國陸相致密油藏的壓裂改造技術(shù)還面臨一系列技術(shù)難題。例如，因致密油的高含蠟、高黏度及低氣油比等特征，以及油藏天然能量不足，導(dǎo)致陸相致密油藏壓后產(chǎn)量普遍遞減快的問題；在近斷層的致密油區(qū)，超前注水或水驅(qū)開采出現(xiàn)不同程度的水鎖、水竄和暴性水淹等復(fù)雜問題；在咸化湖致密油區(qū)，高通道壓裂等新技術(shù)達(dá)不到預(yù)期效果的問題；在水平層理或頁理較發(fā)育的致密油區(qū)，直井兼探的常規(guī)試油日產(chǎn)油量高，但水平井壓裂試油產(chǎn)油量反而較低等問題。總體上，我國陸相致密油藏壓裂增產(chǎn)技術(shù)還有大量基礎(chǔ)問題有待研究、有大量關(guān)鍵技術(shù)有待攻關(guān)。

客觀地看，源內(nèi)陸相致密油藏雖然含油豐度尚可，但埋深較深；源外陸相致密油藏雖埋深適中，但豐度通常偏低；加之油藏特征復(fù)雜、單井改造后的壓裂油藏體積(SRV)較小、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大、基本都需要補(bǔ)充能量開采，因此，其開采經(jīng)濟(jì)性面臨比海相致密油藏更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

4 中國陸相致密油開采技術(shù)發(fā)展策略

大量實(shí)踐表明，北美海相致密油藏開采技術(shù)對我國陸相致密油藏的適用性是有限的。我國陸相致密油藏開采技術(shù)經(jīng)過艱難探索之后，即將進(jìn)入從跟隨到跨越的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折期。為此，需要深入思考未來的技術(shù)發(fā)展策略。

4.1 發(fā)展策略

我國陸相致密油藏技術(shù)發(fā)展可以采用以下四大策略。

一是油藏導(dǎo)向，基礎(chǔ)先行。對陸相致密油藏進(jìn)行精細(xì)分類，加快不同類型致密油藏的成藏機(jī)理、滲流機(jī)理、裂縫規(guī)律等基礎(chǔ)研究，實(shí)現(xiàn)致密油藏的充分認(rèn)識和評價(jià)，推動原始創(chuàng)新，布局產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

二是逆向思維，辯證施治。進(jìn)一步突破思想禁錮，轉(zhuǎn)變技術(shù)創(chuàng)新思路。如針對陸相致密油藏箱狀結(jié)構(gòu)，采用多層分支水平井壓裂或水平井垂向分支井壓裂方式，進(jìn)行縱向序列改造；針對陸相致密油藏可壓性較差的特征，將體積壓裂等儲層改造技術(shù)，轉(zhuǎn)變?yōu)檠厣艧N路徑逆向儲層改造技術(shù)等。

三是注重原創(chuàng)，集成配套。陸相致密油藏的獨(dú)特性決定了原始創(chuàng)新的技術(shù)需求，為此，要以原始創(chuàng)新為點(diǎn)、集成配套為面，針對不同油藏類型，以點(diǎn)帶面實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性突破。

四是由易到難，滾動發(fā)展。雖然陸相致密油藏面臨大量技術(shù)難題，但不同類型油藏的開采難題不盡相同，需要本著由易到難的原則，對現(xiàn)有致密油藏進(jìn)行排序；在技術(shù)上，采用儲備一代、攻關(guān)一代、推廣一代的三級科技創(chuàng)新機(jī)制滾動發(fā)展，持續(xù)推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

4.2 開發(fā)模式

我國陸相致密油藏的開發(fā)既不能沿襲傳統(tǒng)模式、也不能盲目照搬北美模式，需要針對不同類型致密油成藏組合及其特征，將井工廠模式、增大儲層接觸面積鉆井技術(shù)、致密油原位改質(zhì)及補(bǔ)充能量技術(shù)相結(jié)合，研究形成不同的開發(fā)模式。

對于成藏組合具有箱狀結(jié)構(gòu)，主力產(chǎn)層水敏性較強(qiáng)、可壓性較差、地應(yīng)力差較大、水平縫壓力敏感性較強(qiáng)、孔喉比較大，不宜采用水平井體積壓裂和注水開采的致密油區(qū)，可采用直井分層壓裂與魚骨井等相結(jié)合的開發(fā)模式，依靠在主力產(chǎn)層增大儲層接觸面積和原位改質(zhì)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。對于成藏組合具有箱狀結(jié)構(gòu)，主力產(chǎn)層可壓性較好，水敏性不強(qiáng)、地應(yīng)力差較小的致密油區(qū)，可采用多層水平分支井體積壓裂，平采直注或平采平注的開發(fā)模式。對于成藏組合具有毯式結(jié)構(gòu)，地應(yīng)力差較小，以及天然能量不足的致密油區(qū)，可采用水平井、同層分支井壓裂，平采平注或平采直注的開發(fā)模式。對于近斷層、油水關(guān)系復(fù)雜的致密油區(qū)，可采用水平井魚骨井等增大儲層接觸面積的開發(fā)模式。

4.3 基礎(chǔ)前瞻研究

圍繞制約我國陸相致密油藏開采的關(guān)鍵技術(shù)問題，需重點(diǎn)開展陸相致密油藏成藏規(guī)律、滲流規(guī)律、裂縫發(fā)育規(guī)律與失效機(jī)理、工程參數(shù)敏感性等基礎(chǔ)研究，逆向經(jīng)絡(luò)性儲層改造技術(shù)、致密油原位改質(zhì)新型支撐劑、納米材料復(fù)合驅(qū)油技術(shù)等前沿技術(shù)研究。

4.4 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

為實(shí)現(xiàn)我國陸相致密油藏的經(jīng)濟(jì)有效開采，建議開展六大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)：

1) 陸相致密油地質(zhì)與工程環(huán)境因素描述及甜點(diǎn)評價(jià)技術(shù)，核心是地震/地質(zhì)/工程參數(shù)轉(zhuǎn)換模型、精細(xì)致密油藏描述、地質(zhì)及工程甜點(diǎn)評價(jià)模型。

2) 基于三維地震及工程參數(shù)體的高精度綜合導(dǎo)向技術(shù)，包括高分辨增強(qiáng)前視隨鉆測井、隨鉆地層評價(jià)與大數(shù)據(jù)傳輸、地震及工程參數(shù)體的實(shí)時(shí)體變換，以及一體化協(xié)同導(dǎo)向工作環(huán)境。

3) 陸相致密油藏增大儲層接觸面積鉆井技術(shù)，重點(diǎn)攻關(guān)水平井垂直分支井組鉆井、水平井魚骨井和高壓射流等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井新技術(shù)。

4) 致密油藏精細(xì)壓裂技術(shù)，主要針對陸相致密油藏復(fù)雜的地質(zhì)特征，進(jìn)行多井型、多壓裂組合方式個(gè)性化精細(xì)壓裂設(shè)計(jì)方法，體積壓裂、混合壓裂、逆向壓裂等壓裂技術(shù)，精細(xì)生產(chǎn)測試與產(chǎn)能評價(jià)技術(shù)，微地震壓裂動態(tài)監(jiān)測、建模和壓后評價(jià)技術(shù)等攻關(guān)研究。

5) 陸相致密油原位改質(zhì)技術(shù)，研發(fā)具有除蠟、降黏、解束縛、溶孔喉、驅(qū)動、廣譜抗敏6大影響流動性的低成本處理劑，配合較長時(shí)間燜井，實(shí)現(xiàn)陸相致密油的地下原位改質(zhì)。

6) 陸相致密油提高采收率技術(shù)，包括水平縫重啟、重復(fù)轉(zhuǎn)向均衡改造、混合驅(qū)油、壓采一體化技術(shù)等。

5 結(jié)束語

中國陸相致密油的戰(zhàn)略價(jià)值已在業(yè)界形成廣泛共識。未來5年將是陸相致密油技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展、致密油開采實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破的關(guān)鍵時(shí)期，但現(xiàn)有技術(shù)儲備相對于急迫和挑戰(zhàn)性的勘探開發(fā)需求，存在一定的不足和滯后。建議在國家和企業(yè)“十三五”油氣科技規(guī)劃中，重點(diǎn)做好中國陸相致密油藏勘探開發(fā)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展謀劃和布局，依靠有序、協(xié)同、高效地開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及國家產(chǎn)業(yè)政策扶持，加快我國致密油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。

References

[1] EIA/ARI world shale gas and shale oil resource assessment[R].Arlington:Advanced Resources International Inc，2013.

[2] 杜金虎，劉合，馬德勝，等.試論中國陸相致密油有效開發(fā)技術(shù)[J].石油勘探與開發(fā)，2014，41(2)：198-205. Du Jinhu，Liu He，Ma Desheng，et al.Discussion on effective development techniques for continental tight oil in China[J].Petroleum Exploration & Development，2014，41(2)：198-205.

[3] 賀春祿.中國致密油革命：看得見的未來[EB/OL].[2014-10-15].http://wenku.baidu.com/view/196a4955a300a6c30c229f4e.html. He Chunlu.Tight Oil revolution in China:tangikle future[EB/OL].[2014-10-15].http://wenku.baidu.com/view/196a4955a300a6c30c229f4e.html.

[4] Ledingham G W.Santigo Pool，Kern County，California:geological note[J].AAPG Bulletin，1947，31(11):2063-2067.

[5] 賈承造，鄒才能，李建忠，等.中國致密油評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、主要類型、基本特征及資源前景[J].石油學(xué)報(bào)，2012，33(3)：343-350. Jia Chengzao，Zou Caineng，Li Jianzhong，et al.Assessment criteria，main types，basic features and resource prospects of the tight oil in China[J].Acta Petrolei Sinica，2012，33(3)：343-350.

[6] SY/T6943—2013 致密油地質(zhì)評價(jià)方法[S]. SY/T6943—2013 Geological evaluating methods for tight oil[S].

[7] Canada National Energy Board.Tight oil developments in Western Canada Sedimentary Basin[EB/OL].[2014-10-15].https://www.neb-one.gc.ca/nrg/sttstc/crdlndptrlmprdct/rprt/archive/tghtdvlpmntwcsb2011/tghtdvlpmntwcsb2011-eng.html.

[8] 牛嘉玉，張映紅，袁選俊，等.中國東部中、新生代火成巖石油地質(zhì)研究、油氣勘探前景及面臨問題[J].特種油氣藏，2003，10(1)：7-12，21. Niu Jiayu，Zhang Yinghong，Yuan Xuanjun，et al.Petroleum geology study，oil and gas exploration future and problems faced in Mesozoic and Cenozoic igneous rocks in eastern China[J].Special Oil & Gas Reservoirs，2003，10(1)：7-12， 21.

[9] 張映紅，顧家裕.熱液環(huán)流——侵入巖-外變質(zhì)帶儲層發(fā)育的重要影響因素[J].特種油氣藏，2003，10(1)：86-89. Zhang Yinghong， Gu Jiayu.Hydrothermal circular flow——significant influence on reservoirs in intrusion rock-exomorphic zone[J].Special Oil & Gas Reservoirs，2003，10(1):86-89.

[10] 梁輝，蒲振山，張璐. 致密油儲層測井評價(jià)方法研究：以三塘湖盆地馬郎凹陷蘆草溝組致密油勘探為例[J]. 新疆地質(zhì)，2013，31(增刊1)：147-151. Liang Hui，Pu Zhenshan，Zhang Lu. Logging evaluation research for tight oil reservoir: for example as tight oil exploration of Lucaogou Group in Santanghu Basin[J].Xinjiang Geology，2013，31(supplement 1)：147-151.

[11] Richard Borstmayer， Neil Stegent，Albert Wagner， et al. Approach optimizes completion design[EB/OL].[2014-10-15].http://wenku.baidu.com/link?url=T-4M_0jfWS-wH1AFNd0sWtLgY1uXmFCRPO8lalwS8MZy-O4RrJe_VD-ExiUvNAJcbp-g0vjLbK1z4hlQkR_GDDrjDanksOxho3jCFO-fvz6Uym.

[12] Freyer R，Shaoul J R. Laterals stimulation method[R].SPE143381，2011.

[13] Freyer R，Hafratjord. Method and device for producing an opening from a motherbore and into a formation：United States，2013/0056277A1[P].2013-03-07.

[14] 張晗.遼河油田復(fù)雜結(jié)構(gòu)井技術(shù)已入佳境[EB/OL].[2014-10-15]. http://news.cnpc.com.cn/system/2014/05/28/001489311.shtml. Zhang Han. Drilling technologies for complex casing program wells in Liaohe Oilfield have been mature[EB/OL].[2014-10-15]. http://news.cnpc.com.cn/system/2014/05/28/001489311.shtml.

[15] Hybrid completion isolates 38 Bakken zones with no lost time[EB/OL].[2014-10-15].http://www.weatherford.com/dn/WFT206709.

[16] Ahmed Ouenes. Predicting microseismicity from geomechanical modeling of multiple hydraulic fractures interacting with natural fractures：application to the Marcellus，Eagle Ford and Wolfcamp[J]. Denver Geophysical Society：The Record，2014，39(10)：17.

[編輯 陳會年]

Technical Strategy Thinking for Developing Continental Tight Oil in China

Zhang Yinghong，Lu Baoping，Chen Zuo，Jiang Haijun

(SinopecResearchInstituteofPetroleumEngineering，Beijing，100101，China)

China’s continental tight oil reservoirs were mainly two types that originated from saline lake and fresh water lake.The saline lake tight oil reservoir looks like blanket structure,which composed fine clastic rock with carbonate.Its compressibility was close to that of North American marine tight oil reservoir，with poor fluidity of crude oil and strong heterogeneity of formation.The fresh water lake tight oil reservoir likes blanket or box structure，including mainly sandstone and shale，with poor compressibility，varied pore pressures and different fluidity of crude oil，more sensitive to engineering parameters.On the basis of analyzing the developing status and problems of China’s continental tight oil，a proposal was presented for development of tight oil that “taking the reservoir engineering as guidance，with good foundation，reversed thinking，diagnosis and treatment，continuous innovation，a complete of technologies integrated,rolling development of it from easy to difficult operations”.Different types of tight oil reservoirs should be developed in different modes.The key technologies should be researched，including sweet point description and evaluation，the theory of drilling the limit，coordinated with geo-steering drilling，fine composite fracturing，the performance of tight oil changed inside the reservoir，integration of fracturing and production，etc.

continental tight oil；geological characteristics；technology development strategy；key technology；China

2014-12-28。

張映紅(1963—)，女，四川瀘州人，1984年畢業(yè)于云南大學(xué)地球物理專業(yè)，2000年獲得中國石油大學(xué)(北京)沉積學(xué)專業(yè)博士學(xué)位，教授級高級經(jīng)濟(jì)師，現(xiàn)主要從事油氣能源及石油工程戰(zhàn)略規(guī)劃方面的研究。

中國工程院戰(zhàn)略研究課題“中國致密油發(fā)展戰(zhàn)略研究”及中國石化科技創(chuàng)新基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“中國石化致密油工程技術(shù)發(fā)展策略研究”(編號：P14143)聯(lián)合資助。

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