砂泥巖互層型氣藏水平井開發(fā)問題分析與對策

林孝禮　張鵬

摘 要：水平井開發(fā)低孔、低滲類單砂體氣藏在國內(nèi)外均取得了較好的成績，并且近幾年在國內(nèi)多個油田迅速推廣。文章主要針對砂泥巖互層型氣藏復(fù)雜的地質(zhì)條件及利用水平井開發(fā)過程中遇到的困難進(jìn)行分析，包括單砂體橫向展布預(yù)測、目標(biāo)砂體的選擇與著陸和鉆井軌跡控制問題，提出相應(yīng)的技術(shù)對策。以西部某氣田JSN氣藏為例，采用對應(yīng)的技術(shù)措施克服困難后，證實了水平井開發(fā)在砂泥巖互層型氣藏開發(fā)中能夠取得較好效果。

關(guān)鍵詞：砂泥互層型氣藏 水平井開發(fā) 軌跡控制

中圖分類號：TE324 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（c）-0071-02

Problems of Horizontal Wells Development in the Gas Pool of sand shale and thin interbed and Countermeeasures corresponded

Lin Xiaoli1 Zhang Peng2

（1.Petroleum Engineering Supervision Center of Southwest Petroleum Branch Company，SINOPEC，Deyang Sichuan，618000；2.Geologic Logging Campany of Southwest Oil Engineering Co，SINOPEC，Mianyang Sichuan，621000，China）

Abstract：The horizontal wells development has made good achievement at home and abroad in low porosity and low permeability gas-pool with definite single formation，then，it is rapidly promoted in many domestic oilfield in recent years，In the article the complicated geological conditions in the Gas Pool of sand shale and thin interbed and some problems of Horizontal Wells Development are discussed，such as distribution of sand bodies.selection of target formation and direction control，then some corresponding countermeasures are come up with.JSN gas reservoir in a western gas field as an example，once corresponding technical measures be taken to overcome the problems，it is confirmed that favourable effects must be obtained in horizontal wells development in the Gas Pool of sand shale and thin interbed.

Key Words：Gas Pool of sand shale and thin interbed；Horizontal Wells Development；Direction control

國內(nèi)外的水平井經(jīng)驗表明，水平井技術(shù)在有效增加油氣產(chǎn)量、提高油氣采收率、降低油氣開發(fā)成本等方面取得了較好的效果，特別是對改善低孔、低滲類低效油氣田開發(fā)效果，是一個很好的技術(shù)手段，使得最近幾年水平井技術(shù)迅速在各大油田推廣應(yīng)用[1-4]。但是，在實際的實施過程中，復(fù)雜的井下地質(zhì)因素，以及實際的鉆井軌跡控制，往往使水平井開發(fā)陷入難以取舍的境地。本文主要針對西部某氣田砂泥互層型氣藏利用水平井開發(fā)過程中遇到的諸多問題進(jìn)行探討，提出相應(yīng)的技術(shù)對策，確保利用水平井開發(fā)此類氣藏能夠大幅提升油氣產(chǎn)能。

1 地質(zhì)特征及難點分析

1.1 地質(zhì)特征

沉積特征：西部某氣田遂寧組以水下分流河道非常發(fā)育和具有頻繁改道與廢棄的性質(zhì)為顯著特征，地層厚度340 m左右，埋深1700-2100 m之間。區(qū)域上遂寧組為一個完整的長期基準(zhǔn)面升降旋回。根據(jù)最大湖泛面可將遂寧組劃分為上下兩段，即遂二段（JSN1氣層）和遂一段（JSN2氣層）。該區(qū)域的油氣產(chǎn)層主要集中在遂二段，遂二段平均厚度220 m左右。該段地層上部為棕色泥巖夾粉、細(xì)砂巖；中下部淺灰、淺褐灰、褐灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與棕褐色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖互層。遂二段可劃分為三個含氣砂層組（JSN11、JSN12和JSN13）。

儲層及含氣特征：（1）儲層品質(zhì)差，縱向上分布不連續(xù)。該氣田遂寧組JSN11+2儲層孔隙度一般為1.64%～7.86%，平均為4.26%?？紫抖燃蟹植荚?%～5%，儲層基質(zhì)滲透率一般為0.002～1.14×10-3μm2，平均值為0.05×10-3μm2，屬于特低孔-低滲近致密儲層，單砂體儲層主要以II、III類儲層為主（表1）。已鉆井資料表明砂層組縱向上砂泥巖交錯發(fā)育，單個含氣砂體厚度薄且分布不穩(wěn)定，含氣砂體厚度僅占縱向多套砂體總厚度20%左右。（2）含氣厚度小，分布不連續(xù)。由于該區(qū)巖相快速變化，砂巖粒度較細(xì)，砂巖致密，造成儲層在橫向上發(fā)育不連續(xù)。

1.2 水平井開發(fā)難點分析

針對該氣田遂寧組砂泥互層型氣藏，在利用水平井開發(fā)過程中主要存在以下幾個問題。

1.2.1 地震屬性預(yù)測單砂體橫向展布精度低

水平井開發(fā)基于目標(biāo)砂體在空間的展布預(yù)測，準(zhǔn)確的儲層描述才能保證水平段在砂體中的有效鉆遇率，從而提高水平井的采氣剖面，達(dá)到提高產(chǎn)能的目的。目前井間砂體橫向展布預(yù)測的手段中，地震預(yù)測是最主要的手段，但是在目前的地震勘探技術(shù)下，對于此類砂泥互層類儲層，地震屬性反映的是砂組的總體含氣性，并不能單獨刻畫出縱向多層某一單層砂體地震響應(yīng)特征，因此，這并不能完全滿足水平井開發(fā)明確砂體的實際需要。

1.2.2 目標(biāo)砂體的選擇及著陸難度大

對該氣田遂寧組氣藏，在縱向上砂體發(fā)育，累計厚度在50～100m之間，但是由于是砂泥互層，各單砂體之間砂巖顆粒大小、儲層發(fā)育程度均有較大差異，造成砂體間的含氣性差異較大，加之隔夾層的影響，使得含氣砂體在縱向剖面上不連續(xù)分布，這給鉆前設(shè)計造成較大困難。

同樣，在實鉆過程中，對于目標(biāo)砂體為單砂體的氣藏鉆水平井，一般只要鉆遇目的砂體即表示著陸，而對于遂寧組砂泥互層型氣藏，含氣砂體在縱向多層砂體中僅占總砂體厚度的20%左右，鉆頭在進(jìn)入遂寧組后就錄井就顯示出明顯的砂泥互層特征，如何預(yù)測和甄選有效的含氣砂體進(jìn)行著陸，存在一定的困難。

1.2.3 軌跡控制難度大

水下分流河道頻繁改道與廢棄造成砂泥互層型儲層物性非均質(zhì)性強(qiáng)烈，縱向上砂體含氣性差異大、橫向上砂體展布不連續(xù)，在鉆井過程中很容易遇到目標(biāo)單砂體由于相變造成砂巖品質(zhì)變差甚至尖滅，這對鉆井軌跡的傾角、方位角調(diào)整造成極大困難。

2 水平井開發(fā)對策

針對以上水平井實施過程中遇到的困難，結(jié)合該氣田氣田遂寧組氣藏地質(zhì)特征，對水平井開發(fā)提出以下幾點對策。

2.1 加強(qiáng)地層對比，掌握砂體發(fā)育規(guī)律

地層對比是開發(fā)地質(zhì)研究的基礎(chǔ)，對于砂泥巖互層型氣藏該工作的開展顯得更加重要，由于該區(qū)是開發(fā)老區(qū)，在區(qū)內(nèi)已經(jīng)部署了大量的開發(fā)井，井間距離在500～2000 m之間，因此，對于任何一個井位部署區(qū)域，其周圍都有相應(yīng)的對比井位，利用已有鉆井資料建立三維地質(zhì)模型（圖1），在多方向上進(jìn)行地層和砂體對比，預(yù)測各單砂體在井位部署區(qū)域縱橫向的發(fā)育和展布情況。

2.2 單井分析結(jié)合地震預(yù)測成果，確定有利儲層區(qū)域

對于該氣田遂寧組這類特低孔-低滲近致密的氣藏，儲層物性的小幅度變化就會引起儲層含氣性的較大變化，物性的預(yù)測就顯得尤為重要，在所有的資料中，測井曲線是最能全面反映井筒周圍巖石地質(zhì)特征的資料，自然伽馬曲線能夠?qū)ι澳鄮r的識別以及對顆粒粗細(xì)的判斷，聲波、電阻率對砂泥巖地層物性和流體性質(zhì)具有很強(qiáng)的敏感性，分析周圍鄰井測井曲線特征及綜合解釋成果，結(jié)合三維建模成果，可以對部署區(qū)域的儲層和流體特征進(jìn)行預(yù)測。

雖然在地震剖面上是多套砂泥互層情況的綜合反映，但是利用阻抗屬性對儲集物性的預(yù)測方面仍有較大優(yōu)點。在地震阻抗屬性中的低阻屬性主要反映兩種地質(zhì)體類型：一是具有較好物性的砂巖儲層；另一個則是泥巖層段。利用周圍鄰井測井特征對波阻抗屬性特征進(jìn)行刻度，尋找低阻抗區(qū)域，結(jié)合三維建模對砂體展布的模擬預(yù)測成果，可在平面上實現(xiàn)綜合評價區(qū)內(nèi)儲層的發(fā)育情況預(yù)測。

2.3 控制鉆井軌跡，提高儲層鉆遇率

由于遂寧組地層含氣砂體在縱向上并不連續(xù)分布，主要集中在JSN1底部和JSN2頂部，中間間隔泥巖隔層從2～15m不等，部分井區(qū)砂體橫向展布變化快，單一砂體延伸距離短。因此可以在做好砂體對比、尤其是薄層泥巖識別的基礎(chǔ)上，考慮實施多段式階梯水平井或者大斜度井穿越薄泥巖層，盡量獲得較長有效儲層。

2.4 加大儲層改造力度，貫通多個砂體，改善儲層滲流能力

遂寧組砂體主要以細(xì)粒巖屑砂巖和粉砂巖為主，巖性致密，滲流條件較差，加之多發(fā)育5 m以下的泥巖隔層，不通過儲層改造很難形成有效地油氣運(yùn)移通道。不過在現(xiàn)有的工程工藝條件下，可以對儲層段進(jìn)行整體加砂壓裂改造，造出人工滲流通道[5]，將部分較薄的泥巖夾層進(jìn)行有效改造，貫通相鄰砂體，在縱向上增加儲量動用程度。

3 實際應(yīng)用效果

2011年在該氣藏實施水平井3口，其中1口高效井和2口低效井。其中I井，地震響應(yīng)為低阻抗特征，同時井間砂體對比表明，井間砂體展布穩(wěn)定，說明區(qū)域含氣性較好，整個水平段鉆獲多套有效含氣砂體，之后采用套管分段壓裂8段9縫改造儲層，入地液量1223方，砂量121方，返排率70%，得到產(chǎn)量1.0萬方/天，測試油壓19.7 MPa，套壓12.2 MPa，試采一個月逐漸提產(chǎn)達(dá)到2.6萬方/天，油套壓穩(wěn)定。L井，地震響應(yīng)為中低阻抗特征，井間對比表明由于沉積相變造成各單砂體井間連通性較差，鉆后采用套管分段壓裂8段8縫，入液量1131方，砂量120方，返排率76%，測試油壓14.0 MPa，套壓15.5 MPa，產(chǎn)量0.71萬方/天，目前產(chǎn)量0.95萬方/天，油套壓基本穩(wěn)定。兩口井鉆井情況見表2。

4 結(jié)論

（1）水平井開發(fā)方式能夠提高砂泥巖互層型氣藏開發(fā)井的產(chǎn)能水平，有助于難動用儲量的有效動用。

（2）充分結(jié)合測井、地質(zhì)和物探資料，搞清每個單砂體在空間的展布規(guī)律及含氣特征，才能有效支撐這類氣藏水平井部署和實鉆經(jīng)驗軌跡控制調(diào)整。

（3）儲層壓裂改造，在縱向上貫穿多層砂體，可在一定程度克服砂體鉆遇率不足的問題，能較大程度地提高水平井產(chǎn)能。

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