長慶低滲透油藏開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

楊杰友，于宏超

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710018）

1 致密油氣給開發(fā)帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

致密油氣成功的關(guān)鍵是要有“一體化”的理念和“一體化”的技術(shù)，“甜”與“甜”的有機(jī)結(jié)合，地質(zhì)評價與工程設(shè)計的完美融合。其中，儲層質(zhì)量包括總有機(jī)碳（toc）、干酪根類型和成熟度、游離氣和吸附氣含量（束縛流和可動流含量）、飽和度和非均質(zhì)性、有效孔隙度、孔喉特征、孔隙壓力異常。

2 致密油氣開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

致密油氣開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)圍繞致密油氣開發(fā)工作的重點(diǎn)與難點(diǎn)，著力發(fā)展5 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，直接或間接開展了不同程度的研究工作，取得了一定的研究進(jìn)展。

2.1 化學(xué)地層剖面開發(fā)技術(shù)

元素礦物組成檢測與評價是致密油氣藏研究的重要內(nèi)容之一。它在化學(xué)地層評價、沉積環(huán)境識別、應(yīng)力環(huán)境描述、水平井地質(zhì)指導(dǎo)、壓裂及地層選擇等方面發(fā)揮著重要作用。元素礦物開發(fā)具有全井剖面分析、元素礦物集中、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。元素礦物轉(zhuǎn)換法是開發(fā)行業(yè)首次建立的，可用于計算不同黏土礦物含量。主礦物計算精度達(dá)到80% 以上，提出了元素礦物轉(zhuǎn)換的軟件實(shí)現(xiàn)方法。在此基礎(chǔ)上，建立了基于元素和礦物的兩種脆性評價方法和基于厚度、成熟度、脆性指數(shù)、油氣相關(guān)系數(shù)、鉆時比和總有機(jī)碳的綜合評價方法。元素和礦物組成的檢測與評價是致密油氣藏研究的重要內(nèi)容之一。它在化學(xué)地層評價、沉積環(huán)境識別、應(yīng)力環(huán)境描述、水平井地質(zhì)指導(dǎo)、壓裂及地層選擇等方面發(fā)揮著重要作用。元素礦物開發(fā)具有全井剖面分析、元素礦物采集、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 納米孔儲層物性及孔隙結(jié)構(gòu)評價技術(shù)

納米孔儲層物性及孔隙結(jié)構(gòu)評價技術(shù)[1]，致密油藏孔喉直徑為30～400 nm，致密氣藏孔喉直徑為5～200 nm。核磁共振（n）的孔喉分辨率與cpmg 序列的磁場強(qiáng)度、表面弛豫速率和回波間隔密切相關(guān)?？紫抖仍酱?，在小孔中丟失的信息就越多，孔隙度的準(zhǔn)確性就越差。通過測開發(fā)所及蘇州紐邁科技的共同研究，將脈沖頻率從目前的2～5 MHz 提高到11 MHz，將TE 從0.6 ms 縮短到0.06 ms，將T2 譜反演從0.1 ms前提到0.01 ms，從而實(shí)現(xiàn)了1.5 nm 直徑的孔喉檢測，將D-T2 譜上的T2 檢測信號從國外的20 ms 縮短到2 ms，以滿足致密油氣藏評價的需要。

3 致密油氣開發(fā)定量評價與監(jiān)測技術(shù)

3.1 油基鉆井液及納米孔儲層油氣識別與定量評價技術(shù)

油基鉆井液是水包油鉆井液，水包油鉆井液是不同于混合油鉆井液的水包油鉆井液。油基鉆井液中的油氣信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出井筒非常規(guī)石油信息，隱藏了真實(shí)油氣的識別，影響了評價的準(zhǔn)確性。利用核磁共振技術(shù)可以準(zhǔn)確地識別和定量評價油基鉆井液中的地層含油量，探測含油量和含油量的變化。對于常規(guī)儲層，核磁共振技術(shù)可以測量流體分布，用氯化錳溶液浸泡消除水信號，測量含油飽和度參數(shù)。對于特低滲透致密儲層，錳離子難以擴(kuò)散到納米級孔隙中，這種方法也受到限制。通過優(yōu)化高分辨率多維核磁共振參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了無機(jī)孔隙和微裂縫中流體信息的檢測。

3.2 致密水平段孔隙壓力隨鉆預(yù)測和監(jiān)測技術(shù)

許多致密油氣藏具有異常高壓特征，川南志留系已鉆探15 口井，井噴、井漏、井涌、氣侵等直觀反映了致密油氣藏的特征。致密油層測試普遍存在異常高壓，井底油氣顯示良好，有溢流伴生硫化氫，提前1 h 井完成。

3.3 致密水平井地質(zhì)導(dǎo)向隨鉆評價技術(shù)

水平井的成本是直井1.5 倍，但可采儲量是直井的3～4 倍。隨著非常規(guī)石油和天然氣需求的快速增長和水平井鉆井技術(shù)的快速發(fā)展，水平井的數(shù)量也在不斷增加。近年來，北美barnett 鉆探的水平井，占每年完成的水平井總數(shù)的90% 以上。水平井地質(zhì)導(dǎo)向是決定鉆探成敗的關(guān)鍵，是人和技術(shù)相結(jié)合、相對預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行井軌跡實(shí)時優(yōu)化作業(yè)的系統(tǒng)工程。長慶的致密氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向隨鉆評價及應(yīng)用過程中，著重于三維地質(zhì)建模及實(shí)時優(yōu)化調(diào)整技術(shù)、水平井井身軌跡控制及預(yù)警技術(shù)、隨鉆測井曲線校正及地層綜合對比技術(shù)，應(yīng)用于20 余口井，反饋異常20 井次，大幅度提高了儲層鉆遇及井身質(zhì)量。

4 開發(fā)試驗(yàn)及效果

低滲透油藏巖石親水性弱，決定了水驅(qū)開發(fā)致密油藏的基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)了裂縫與基質(zhì)的良好匹配，降低了啟動壓力和油藏壓力敏感傷害，注水條件下有效驅(qū)替的確定是油藏合理開發(fā)的關(guān)鍵。

4.1 不同井網(wǎng)適應(yīng)性試驗(yàn)

為探索致密儲層有效開發(fā)的思路，實(shí)現(xiàn)長慶油田的合理有效開發(fā)，采用5 套定向井網(wǎng)和4 套水平井網(wǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)開發(fā)。2020 年，超前注水采用450～140 m長方形井網(wǎng)，平均超前注水45 d，平均超前注水1.6 t，含水29.2%，在開發(fā)過程中暴露出油井效果慢、單井產(chǎn)量低的問題。2021 年則縮小注采井距，改變井網(wǎng)，進(jìn)行不同井排鉆井井網(wǎng)、方井網(wǎng)等試驗(yàn)，初始單井日產(chǎn)量平均為1.5 t，含水39.4%，目前僅為了改變開發(fā)方式，提高單井產(chǎn)量，在長7 致密油井進(jìn)行了七點(diǎn)水平井井網(wǎng)試驗(yàn)單井產(chǎn)能0.3 t，含水47.2%，采用先進(jìn)的注水開發(fā)技術(shù)，水平井多方位突水，含水難以控制，目前單井日產(chǎn)油量為1.64 t，含水73%。

4.2 不同工藝措施試驗(yàn)

定向井采用多段加砂壓裂、斜井多段壓裂和多羥醇壓裂水力壓裂進(jìn)行改造。目前，單井日平均產(chǎn)油量為0。在水平井開發(fā)初期，采用陶粒208 m3、速度2 m3/min、注入液950 m3和5 t，目前單井日產(chǎn)油1 t，體積壓裂單井平均含陶粒600～800 m3，排水量2 m3/min，原位流體5 500～6 500 m3，目前單井日產(chǎn)油8 t 的容積壓裂實(shí)現(xiàn)了儲層中人工裂縫的最大接觸面積和最大容積，形成了復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，增加了與儲層的接觸面積，達(dá)到了充分釋放油氣的目的，大大提高了單井產(chǎn)能。

4.3 水驅(qū)規(guī)律研究

動態(tài)觀測和示蹤劑監(jiān)測結(jié)果表明，該區(qū)滲水方向以75 度為主，有64 口井。通過注水剖面測試，該區(qū)強(qiáng)非均質(zhì)水驅(qū)程度為71.4%時，隨著時間的推移，注水井由相對均勻吸水向強(qiáng)非均勻吸水轉(zhuǎn)變，天然裂縫易于層間發(fā)育，注水裂縫開啟后吸水強(qiáng)度高。儲層中存在高滲透帶和厚度較大的微裂縫，注水分布不同，導(dǎo)致驅(qū)油效率低，油井易見水。

4.4 探索有效補(bǔ)充能量

針對致密儲層、小井眼轟鳴、界面作用明顯、低滲透和天然裂縫的存在、超前注水、不同注采比試驗(yàn)、深井調(diào)驅(qū)、油井堵水等工作，效果不明顯。為緩解注水矛盾，提高采收率，在定向井網(wǎng)注水井上進(jìn)行了泡沫驅(qū)試驗(yàn)。產(chǎn)能從0.5 t 上升為0.8 t，含水由61.8%下降為36%?？諝馀菽?qū)比水驅(qū)更適合于裂縫性油藏的驅(qū)替。

5 結(jié)語

長慶致密油氣具有獨(dú)特的非常規(guī)性，不能照搬常規(guī)的開發(fā)技術(shù)與方法，需要在充分認(rèn)識地質(zhì)特性、工程特性及其需求的基礎(chǔ)上，采取非常規(guī)的思維和技術(shù)，發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新的突破。開發(fā)是實(shí)現(xiàn)致密油氣地質(zhì)與工程一體化的紐帶，其5 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)對地質(zhì)、鉆井、壓裂、環(huán)保、降本增效均具有重要的意義，需要加強(qiáng)重視，加大應(yīng)用與完善力度。