超深古老白云巖巖溶型氣藏高效開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)
——以四川盆地安岳氣田震旦系燈影組氣藏為例

謝 軍 郭貴安 唐青松 彭 先 鄧 惠 徐 偉

1.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司發(fā)展計(jì)劃部 2.中國(guó)石油西南油氣田公司 3.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院

0 引言

四川盆地震旦系燈影組氣藏的勘探始于20世紀(jì)50年代[1]。1964年，威基井在震旦系燈影組測(cè)試，獲得工業(yè)氣流，從而發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)氣田震旦系燈影組氣藏，并且申報(bào)探明儲(chǔ)量400×108m3，成為當(dāng)時(shí)中國(guó)最大的整裝碳酸鹽巖氣藏。1968年，該氣藏正式投入開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)層位為燈影組二段（簡(jiǎn)稱燈二段），但由于存在活躍底水，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中形成縱竄、橫侵等多種水侵模式，于1976年達(dá)到年產(chǎn)氣量最高峰（11.57×108m3）后快速遞減，經(jīng)過(guò)50多年的開(kāi)發(fā)，氣藏采出程度僅為40%左右。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，根據(jù)古隆起控藏的理念，在樂(lè)山—龍女寺古隆起東段“古今構(gòu)造疊合區(qū)”持續(xù)開(kāi)展大型構(gòu)造勘探，但始終未獲得重大突破，僅在龍女寺構(gòu)造、高石梯構(gòu)造獲得了低產(chǎn)氣流[2]。2006年以來(lái)，疊合盆地古老碳酸鹽巖多期成藏理論逐漸形成[3-5]，解決了形成大氣田的關(guān)鍵成藏認(rèn)識(shí)。2011年7月，高石1井在川中地區(qū)高石梯區(qū)塊震旦系燈影組進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試產(chǎn)氣量為138×104m3/d，從而發(fā)現(xiàn)了安岳氣田震旦系燈影組氣藏。截至2020年底，該氣藏累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)5 900×108m3[6]，開(kāi)發(fā)潛力巨大。

安岳氣田震旦系燈影組氣藏80%的天然氣儲(chǔ)量蘊(yùn)藏于孔隙度低于5%的特低孔儲(chǔ)層中，并且受到沉積作用、巖溶作用等多種因素的影響，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，找到開(kāi)發(fā)“甜點(diǎn)區(qū)”的難度極大；同時(shí)，氣藏埋深介于5 000～5 500 m，縱向上存在多個(gè)壓力系統(tǒng)，在鉆井過(guò)程中容易發(fā)生垮塌、漏失、井噴等井下復(fù)雜情況；目的層鉆井安全密度窗口小于0.1 g/cm3，并且儲(chǔ)層薄而分散，實(shí)現(xiàn)優(yōu)快鉆井和理想的增產(chǎn)改造效果難度大。因而，該氣藏在評(píng)價(jià)期鉆獲氣井的有效率低于30%，單井平均配產(chǎn)僅為13.4×104m3/d，氣藏內(nèi)部收益率預(yù)測(cè)值僅為11.8%，實(shí)現(xiàn)氣藏高效開(kāi)發(fā)的難度大。而國(guó)內(nèi)外同類型氣藏，目前僅有俄羅斯西伯利亞地臺(tái)拜基特盆地的尤魯勃?dú)J—托霍姆里菲系油氣藏[7]、我國(guó)鄂爾多斯盆地靖邊地區(qū)奧陶系馬家溝組氣藏、塔里木盆地塔中地區(qū)奧陶系氣藏投入了開(kāi)發(fā)。其中，俄羅斯尤魯勃?dú)J—托霍姆里菲系儲(chǔ)層與我國(guó)塔中地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層，均受到斷裂與表生巖溶作用的控制，儲(chǔ)集空間以數(shù)米—數(shù)十米級(jí)的大型溶洞與斷裂為主，靖邊地區(qū)奧陶系馬家溝組儲(chǔ)層受到膏云坪與表生巖溶作用的控制，儲(chǔ)集空間以石膏溶蝕孔為主。而安岳氣田震旦系燈影組儲(chǔ)層主要發(fā)育于微生物丘灘云巖，儲(chǔ)集空間以毫米—厘米級(jí)的中、小溶洞為主，與前述3個(gè)油氣藏相比，其儲(chǔ)集條件差，開(kāi)發(fā)難度大。為了實(shí)現(xiàn)安岳氣田震旦系燈影組氣藏的規(guī)模效益開(kāi)發(fā)，緊密圍繞制約氣藏實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)發(fā)的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，開(kāi)展多專業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，采用“邊攻關(guān)、邊應(yīng)用、邊完善”的模式，創(chuàng)新形成針對(duì)性開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，有效支撐了該氣田臺(tái)緣帶燈影組四段（以下簡(jiǎn)稱燈四段）氣藏年產(chǎn)天然氣60×108m3生產(chǎn)規(guī)模的建成。所取得的研究成果可以為國(guó)內(nèi)外同類型氣藏實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開(kāi)發(fā)提供借鑒。

1 氣藏地質(zhì)特征

安岳氣田震旦系燈影組氣藏位于四川盆地中部古隆起平緩構(gòu)造區(qū)威遠(yuǎn)—龍女寺構(gòu)造群，自下而上分為4段，其中臺(tái)緣帶燈四段為目前主要的開(kāi)發(fā)層系。該氣藏主要特征如下：①受丘灘相控制，丘灘體疊置連片，儲(chǔ)層大面積分布，達(dá)7 500 km2，累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)5 900×108m3；②氣藏埋藏深度介于5 000～5 500 m，地層溫度介于147.69～159.10℃，地層壓力介于56.65～59.08 MPa，壓力系數(shù)介于1.07～1.09，屬于超深層高溫常壓氣藏；③儲(chǔ)集空間包括孔、洞、縫，并且以毫米—厘米級(jí)的中、小溶洞為主，儲(chǔ)層平均孔隙度為3.87%，平均滲透率為0.51 mD，屬于低孔、低滲透儲(chǔ)層；④儲(chǔ)層在縱向上分為5～15層，跨度介于260～350 m，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在縱橫向上分布變化大，滲透率最大級(jí)差為700，滲透率變異系數(shù)為1.9，儲(chǔ)層非均質(zhì)性極強(qiáng)；⑤產(chǎn)出天然氣H2S含量在1%左右，CO2含量在6%左右，屬于中含硫、中含CO2氣藏；⑥評(píng)價(jià)期氣井無(wú)阻流量介于2×104～531×104m3/d，無(wú)阻流量低于30×104m3/d的氣井占比為71%，氣井產(chǎn)能差異大并且無(wú)阻流量大多數(shù)較低。

2 實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開(kāi)發(fā)面臨的主要技術(shù)瓶頸問(wèn)題

由于地質(zhì)條件極為復(fù)雜，并且影響氣井高產(chǎn)的主控因素多，要實(shí)現(xiàn)安岳氣田震旦系燈影組氣藏的規(guī)模高效開(kāi)發(fā)，面臨以下5個(gè)方面的技術(shù)瓶頸問(wèn)題：①由于儲(chǔ)層為一套在表生巖溶作用下形成的白云巖縫洞儲(chǔ)集體[8-10]，在縱向上呈多層疊置，累計(jì)厚度變化大，滲透率級(jí)差大，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層的準(zhǔn)確表征難度大，從而使開(kāi)發(fā)“甜點(diǎn)區(qū)”的優(yōu)選難度大；②受到丘灘相控制和巖溶疊加改造的影響[11]，儲(chǔ)層主要存在裂縫—孔洞型、孔洞型、孔隙型3種儲(chǔ)層類型，試井解釋曲線則反映出儲(chǔ)層滲流特征呈均質(zhì)型、多重介質(zhì)型、裂縫型、多區(qū)復(fù)合型及“串珠”型5種類型，滲流機(jī)理復(fù)雜，原有的適用于單一儲(chǔ)層類型的儲(chǔ)量可動(dòng)用性評(píng)價(jià)方法不適應(yīng)；③由于存在多種類型儲(chǔ)集體，儲(chǔ)層在縱橫向上分布變化大，同時(shí)氣藏埋藏深、鉆井成本高、投資風(fēng)險(xiǎn)大，不宜采用同一種井型、同一套井網(wǎng)/井距來(lái)進(jìn)行整體開(kāi)發(fā)；④縱向上氣層多，壓力系統(tǒng)復(fù)雜，在同一裸眼段甚至?xí)l(fā)生多種井下復(fù)雜情況，大斜度井/水平井安全快速鉆完井面臨巨大挑戰(zhàn)，高套壓事件時(shí)有發(fā)生，井控管理形勢(shì)異常嚴(yán)峻[12]，井控本質(zhì)安全亟需保障；⑤地層溫度高，閉合應(yīng)力高，從而導(dǎo)致酸蝕裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力受限，深穿透酸壓改造工藝面臨挑戰(zhàn)[13]，同時(shí)，儲(chǔ)層類型多、薄并且分散，對(duì)于長(zhǎng)水平井而言，要實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層的充分改造，難度很大[14-19]。

3 高效開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新

3.1 白云巖巖溶縫洞儲(chǔ)集體建模技術(shù)

3.1.1 高精度層序格架下的微生物丘灘體刻畫技術(shù)

安岳氣田震旦系燈影組微生物白云巖巖溶儲(chǔ)層多數(shù)由單層厚度為2 m的微生物丘灘體縱向疊加而成[20]，此類丘灘體的連續(xù)疊加厚度平均為20 m左右，采用常規(guī)的相面法，準(zhǔn)確刻畫丘灘體的難度大。為此，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，優(yōu)選出影響丘灘體發(fā)育的敏感屬性，形成了四級(jí)層序格架下的丘灘體發(fā)育模式。通過(guò)實(shí)鉆井驗(yàn)證，采用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)厚度為20 m的微生物丘灘體疊加發(fā)育區(qū)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)與精細(xì)刻畫，并且使丘灘體預(yù)測(cè)吻合率由65%提高至87%。

3.1.2 基于“雙界面法”的巖溶古地貌恢復(fù)方法

經(jīng)研究證實(shí)巖溶古地貌明顯控制了表生期巖溶風(fēng)化作用，弄清楚巖溶區(qū)平面展布特征將有益于巖溶發(fā)育區(qū)的優(yōu)選。對(duì)于古地貌恢復(fù)方法，傳統(tǒng)的“殘厚法”或“印模法”難以同時(shí)消除古構(gòu)造、沉積前地層厚度對(duì)古地貌恢復(fù)的影響。因此，基于目的層及其上覆地層的高分辨率層序地層格架劃分，采用“印模法”對(duì)筇竹寺＋滄浪鋪地層進(jìn)行古地貌恢復(fù)，然后選擇剝蝕面以下第一個(gè)未受到風(fēng)化剝蝕作用影響的四級(jí)層序界面作為“殘厚法”參考界面，形成“殘厚法”與“印模法”相結(jié)合的“雙界面法”，從而實(shí)現(xiàn)了寒武系沉積前巖溶古地貌的恢復(fù)。經(jīng)實(shí)鉆井驗(yàn)證，吻合率由50%提高至92%。

3.1.3 微生物云巖＋巖溶相控建模技術(shù)

由于微生物白云巖疊加表生巖溶作用，安岳氣田震旦系燈影組儲(chǔ)層并非呈典型的“層狀”分布，常規(guī)的建模方法難以應(yīng)用于此類“非層狀”儲(chǔ)層。因此，基于丘灘體與巖溶有利相帶的共同約束，創(chuàng)新建立了微生物白云巖＋巖溶相控建模技術(shù)，以儲(chǔ)層構(gòu)型數(shù)據(jù)（包括垂向概率分布、變差函數(shù)、儲(chǔ)層反演數(shù)據(jù)、儲(chǔ)層構(gòu)型概率分布）作為基本控制條件，平面上以丘灘體有利相帶為約束，縱向上以巖溶有利發(fā)育帶的展布為約束，實(shí)現(xiàn)“非層狀”丘灘體風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層的模型建立（圖1）。在進(jìn)行屬性建模時(shí)，針對(duì)早期井距大于屬性參數(shù)變程的問(wèn)題，對(duì)野外剖面進(jìn)行網(wǎng)格化處理，建立面孔率剖面模型，擬合得到面孔率的變差函數(shù)特征，有效克服了利用井點(diǎn)信息進(jìn)行變差函數(shù)擬合的弊端，為屬性建模提供依據(jù)。由此，形成了基于多因素分級(jí)約束的風(fēng)化殼型強(qiáng)非均質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了巖溶儲(chǔ)層的精準(zhǔn)建模，經(jīng)過(guò)后期實(shí)鉆井驗(yàn)證，吻合率由63.0%提高至90.7%。

3.2 低孔強(qiáng)非均質(zhì)巖溶儲(chǔ)層儲(chǔ)量可動(dòng)用性評(píng)價(jià)技術(shù)

3.2.1 多重介質(zhì)低孔儲(chǔ)層滲流能力表征技術(shù)

安岳氣田震旦系燈影組儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型復(fù)雜，不同尺度下的細(xì)小孔隙、溶蝕孔洞和裂縫難以同時(shí)表征，對(duì)不同類型孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析的難度大。為此，基于數(shù)字巖心分析技術(shù)，對(duì)多尺度孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析，通過(guò)對(duì)不同分辨率數(shù)字巖心的等效疊加，實(shí)現(xiàn)了對(duì)總孔隙度、不同類型孔隙占比、迂曲度、孔洞配位數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)的定量表征。針對(duì)已有微觀滲流數(shù)值模擬技術(shù)存在模擬節(jié)點(diǎn)少、計(jì)算精度低、誤差相對(duì)較大等問(wèn)題，發(fā)展了微米尺度滲流數(shù)值模擬方法，對(duì)全直徑巖心中多重介質(zhì)進(jìn)行“多流態(tài)”耦合微觀流動(dòng)模擬，計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)600×104個(gè)，展示出了流體在多重介質(zhì)中的流動(dòng)規(guī)律，明確了主要滲流通道。

3.2.2 高溫高壓條件下強(qiáng)非均質(zhì)儲(chǔ)層物理模擬實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)技術(shù)

長(zhǎng)期以來(lái)，在高溫高壓條件下，針對(duì)全直徑巖心開(kāi)展非均質(zhì)儲(chǔ)層滲流模擬實(shí)驗(yàn)，面臨以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：①對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器耐高溫高壓性能和計(jì)量精確性，提出了非?？量痰囊?；②若要反映儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)滲流的影響，實(shí)驗(yàn)流程和方案需要具有針對(duì)性。為此，針對(duì)高溫高壓條件下計(jì)量、氣體體積標(biāo)定、黏度標(biāo)定、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、誤差分析等難題，研制出高溫高壓兩相滲流物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，并且基于安岳氣田震旦系燈影組氣藏特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了60 MPa流體壓力、128 MPa圍壓，150 ℃地層溫度、微壓差（壓力梯度低于0.1 MPa/m）、微流量計(jì)量條件下儲(chǔ)層物性參數(shù)的測(cè)定，突破了傳統(tǒng)常溫常壓實(shí)驗(yàn)條件的限制。針對(duì)該氣藏儲(chǔ)層類型復(fù)雜、滲流特征多樣的特點(diǎn)[21]，綜合考慮地層條件下物理模擬實(shí)驗(yàn)與數(shù)值巖心微觀流動(dòng)模擬結(jié)果[22]，劃分出3類儲(chǔ)集體，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)集體的采收率分別介于60%～65%、45%～60%、25%～45%，進(jìn)而確定不同類型儲(chǔ)集體實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的井控儲(chǔ)量及井控半徑下限值（表1），明確Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)集體為主要開(kāi)發(fā)目標(biāo)。

表1 不同類型儲(chǔ)集體效益開(kāi)發(fā)下的井控儲(chǔ)量/井控半徑下限值統(tǒng)計(jì)表

3.3 強(qiáng)非均質(zhì)巖溶型氣藏開(kāi)發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

3.3.1 基于儲(chǔ)集體的大斜度井/水平井靶體參數(shù)非線性優(yōu)化技術(shù)

針對(duì)安岳氣田震旦系燈影組氣藏儲(chǔ)層縱橫向上非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)單井效益最大化，基于大斜度井/水平井關(guān)鍵參數(shù)、有效儲(chǔ)層鉆遇率與成本、產(chǎn)值、凈收益的關(guān)系，基于儲(chǔ)集體建立了大斜度井/水平井靶體參數(shù)非線性優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大斜度井/水平井關(guān)鍵參數(shù)的差異化定量設(shè)計(jì)。針對(duì)多個(gè)儲(chǔ)集體交錯(cuò)疊置的情況，推薦采用大斜度井進(jìn)行開(kāi)發(fā)，最大井斜角介于75°～84°為宜（圖2-a）；若Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)集體集中發(fā)育，則推薦采用水平井進(jìn)行開(kāi)發(fā)，水平段長(zhǎng)度介于800～1 100 m為宜（圖2-b）。

3.3.2 “地質(zhì)因素＋經(jīng)濟(jì)極限條件”共同約束下的氣井合理井距確定方法

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外主要大型氣田（藏）的開(kāi)發(fā)進(jìn)行調(diào)研[23-27]，認(rèn)為針對(duì)強(qiáng)非均質(zhì)氣藏，其開(kāi)發(fā)宜采用不規(guī)則井網(wǎng)，更有利于提高儲(chǔ)量動(dòng)用率和氣藏開(kāi)發(fā)效益，綜合考慮多種方法，包括等效井控半徑（基于動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量）法、類比法、經(jīng)濟(jì)極限法等，對(duì)開(kāi)發(fā)井距進(jìn)行優(yōu)化[28]，進(jìn)而針對(duì)不同類型儲(chǔ)集體提出相應(yīng)的合理開(kāi)發(fā)井距。針對(duì)Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)集體，其合理井距分別介于1.6～3.3 km、0.9～1.4 km。該成果有效支撐了強(qiáng)非均質(zhì)碳酸鹽巖氣藏儲(chǔ)量的均衡、高效動(dòng)用。

3.4 深層碳酸鹽巖大斜度井/水平井鉆井技術(shù)

3.4.1 大斜度井/水平井井身結(jié)構(gòu)及安全鉆井配套工藝技術(shù)

由于安岳氣田震旦系燈影組地層上部發(fā)育多套層系，多個(gè)壓力系統(tǒng)并存，鉆井安全密度窗口窄，通過(guò)優(yōu)化表層套管下入深度，提高表層套管、技術(shù)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度，形成更適用的“四開(kāi)四完”井身結(jié)構(gòu)，使關(guān)井后的套管承壓能力大幅提升，實(shí)現(xiàn)井控本質(zhì)安全；同時(shí)，在容易發(fā)生溢流、漏失等復(fù)雜情況的層段，全面采用抗高溫隨鉆監(jiān)測(cè)儀器和智能控制工具[29]，有效降低鉆井液漏失量，縮短井下復(fù)雜情況的處理時(shí)間，故障復(fù)雜時(shí)效由20.7%降低至4.9%。通過(guò)對(duì)鉆井過(guò)程中復(fù)雜情況的及時(shí)處理，最大限度降低井控風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而確保地質(zhì)目標(biāo)的高效鉆達(dá)。

3.4.2 大斜度井/水平井井眼軌跡多因素耦合設(shè)計(jì)技術(shù)

安岳氣田震旦系燈影組氣藏大斜度井/水平井在鉆井過(guò)程中使用高密度鉆井液的井段長(zhǎng)，并且造斜段穿越的層段多，由于存在強(qiáng)研磨性地層與破碎性地層，部分井段地層可鉆性差、易垮塌，影響定向效率，從而使井眼軌跡設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)。因此，綜合考慮井下鉆柱受到的摩擦阻力、扭矩等因素，同時(shí)盡量避免地層溢流、漏失、垮塌等井下復(fù)雜情況的發(fā)生，建立大斜度井/水平井井眼軌跡質(zhì)量量化評(píng)價(jià)模型，支撐了井眼軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)集體鉆遇率由24.2%提高至87.3%（圖3），實(shí)現(xiàn)了小尺度縫洞儲(chǔ)集體的精準(zhǔn)鉆達(dá)。

3.4.3 深層碳酸鹽巖鉆井安全控制技術(shù)

安岳氣田震旦系燈影組上部的棲霞組地層壓力系數(shù)高達(dá)1.9，而龍王廟組地層壓力系數(shù)在1.6左右，在鉆井過(guò)程中存在高低壓互層，井控安全面臨較大風(fēng)險(xiǎn)。為此，全面配置大通徑超高壓防噴器，研制出耐沖蝕放噴管線彎頭與防沖刺短節(jié)，優(yōu)選大通徑、厚壁放噴管線，并且采用Ansys有限元軟件進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示，在50×104～100×104m3/d高產(chǎn)氣量條件下放噴管線的抗沖蝕能力提升8～11倍；對(duì)鉆前管控模式進(jìn)行升級(jí)，強(qiáng)化放噴管線的安裝要求及探傷檢測(cè)；優(yōu)化管理以提升應(yīng)急物資保障水平，在安岳氣田建立重泥漿應(yīng)急供應(yīng)儲(chǔ)備站（備量超過(guò)2 000 m3），以滿足鉆井現(xiàn)場(chǎng)溢漏快速處置（2 h內(nèi)）的要求，同時(shí)升級(jí)加重裝置，以滿足快速倒?jié){及壓井的要求。

3.5 大斜度井/水平井裸眼分段精準(zhǔn)酸壓技術(shù)

3.5.1 長(zhǎng)井段強(qiáng)非均質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)工程一體化分段改造技術(shù)

針對(duì)安岳氣田震旦系燈影組氣藏儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、單井產(chǎn)能差異大的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)地質(zhì)工程參數(shù)與單井壓裂后測(cè)試產(chǎn)氣量進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，明確影響改造效果的主控因素及其權(quán)重；定義儲(chǔ)層改造系數(shù)，定量化評(píng)價(jià)儲(chǔ)層改造潛力[30]；然后，綜合考慮沿水平井段的儲(chǔ)層改造系數(shù)、破裂壓力及井徑剖面，優(yōu)化分段、合理布縫；采用氣藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)來(lái)分析酸蝕裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力對(duì)氣井累計(jì)產(chǎn)氣量的影響，進(jìn)而明確不同類型儲(chǔ)層對(duì)酸壓改造的差異化需求，確立酸壓改造工程目標(biāo)。

3.5.2 “一段一策”差異化分段酸壓工藝及參數(shù)設(shè)計(jì)方法

自主研發(fā)耐溫160 ℃的膠凝酸、轉(zhuǎn)向酸和自生酸體系，提升了酸液的緩蝕、緩速、降阻和造縫性能，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)不同酸液體系、改造工藝及注酸參數(shù)下酸蝕裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力[31-34]，在此基礎(chǔ)上，形成膠凝酸和轉(zhuǎn)向酸酸壓、自生酸前置液酸壓、自生酸前置液多級(jí)交替注入酸壓工藝，以滿足水平井“一段一策”差異化分段酸壓改造的需求（表2）。綜合考慮孔—洞—縫三重介質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓過(guò)程中井筒和裂縫溫度場(chǎng)變化，裂縫延伸及其壁面酸蝕蚓孔的擴(kuò)展，酸液在基質(zhì)、蚓孔、天然裂縫中的濾失[35]，以及酸液對(duì)裂縫壁面的非均勻刻蝕，通過(guò)開(kāi)展酸壓數(shù)值模擬，優(yōu)化各段酸壓施工參數(shù)，模擬計(jì)算的酸蝕裂縫長(zhǎng)度與壓裂后由試井解釋得到的裂縫長(zhǎng)度的吻合度由70%提高至95%[36]。

表2 水平井“一段一策”差異化分段酸壓工藝參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.5.3 超深大斜度井/水平井裸眼分段完井工藝

完善、配套了完井封隔器、裸眼封隔器、級(jí)差式壓裂滑套、可取式全通徑/大通徑壓裂滑套等分段酸壓工具，并且針對(duì)多封隔器管柱，進(jìn)行三軸動(dòng)力學(xué)分析，開(kāi)展下入全過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬，保障了超深（井深為7 200 m）超長(zhǎng)（水平段長(zhǎng)為1 613 m）水平井裸眼分段酸壓的順利實(shí)施。

4 復(fù)雜巖溶型氣藏規(guī)模高效開(kāi)發(fā)模式

安岳氣田震旦系燈影組氣藏地質(zhì)條件復(fù)雜，埋深超過(guò)5 000 m，單井投資超1億元，基于探明儲(chǔ)量、由經(jīng)驗(yàn)法獲得的采氣速度來(lái)確定氣藏建產(chǎn)規(guī)模，難以滿足氣藏高效開(kāi)發(fā)的需求。為此，針對(duì)安岳氣田臺(tái)緣帶燈四段氣藏，建立以“選區(qū)、選井、分期”為核心內(nèi)容的“三步走”開(kāi)發(fā)新模式，并且取得以下3個(gè)方面成果：①通過(guò)對(duì)巖溶縫洞儲(chǔ)集體進(jìn)行精細(xì)刻畫，優(yōu)選開(kāi)發(fā)有利區(qū)面積達(dá)700 km2；②開(kāi)展儲(chǔ)量可動(dòng)用性評(píng)價(jià)和高效開(kāi)發(fā)目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立5類高產(chǎn)井地質(zhì)模式和3種井軌跡部署方式（表3），優(yōu)選出65口開(kāi)發(fā)井井位；③按照“整體部署、分期建產(chǎn)、滾動(dòng)評(píng)價(jià)、接替穩(wěn)產(chǎn)”的方案設(shè)計(jì)思路，分兩期建成年產(chǎn)天然氣60×108m3的生產(chǎn)能力，有效降低了氣藏開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

表3 安岳氣田震旦系燈影組氣藏高產(chǎn)井模式劃分表

5 氣藏開(kāi)發(fā)效果

通過(guò)前述開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，安岳氣田震旦系燈影組氣藏獲氣井的有效率由評(píng)價(jià)期的不足30%提高至100%，開(kāi)發(fā)井平均無(wú)阻流量從87.1×104m3/d增至127.6×104m3/d，天然氣無(wú)阻流量超過(guò)100×104m3/d的氣井占比達(dá)71%，井均氣產(chǎn)量由13.4×104m3/d增至23.2×104m3/d，預(yù)測(cè)氣藏內(nèi)部收益率由11.8%提高至29.7%。截至2020年12月底，該氣藏建成年產(chǎn)天然氣60×108m3的生產(chǎn)能力，已累計(jì)產(chǎn)出天然氣103×108m3，使經(jīng)濟(jì)效益接近于邊際效益的安岳氣田震旦系燈影組氣藏一躍成為常規(guī)天然氣上產(chǎn)的主戰(zhàn)場(chǎng)。

6 結(jié)束語(yǔ)

四川盆地震旦系燈影組氣藏資源潛力巨大，近年來(lái)在安岳氣田臺(tái)內(nèi)、川中古隆起太和含氣區(qū)不斷取得天然氣勘探新突破，天然氣資源量近2×1012m3，成為四川盆地未來(lái)常規(guī)天然氣持續(xù)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域之一。目前，雖然在安岳氣田臺(tái)緣帶燈四段氣藏的開(kāi)發(fā)已取得重大成效，但是臺(tái)內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層較臺(tái)緣帶明顯減薄，并且儲(chǔ)層非均質(zhì)性更強(qiáng)，開(kāi)發(fā)有利目標(biāo)優(yōu)選、儲(chǔ)層改造難度更大，需要進(jìn)一步開(kāi)展薄互層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集體刻畫、儲(chǔ)層改造工藝優(yōu)化等技術(shù)攻關(guān)，準(zhǔn)確掌握優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集體的空間展布情況，進(jìn)而明確低品位儲(chǔ)量實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)發(fā)的技術(shù)對(duì)策。川中古隆起太和含氣區(qū)震旦系燈影組氣藏埋藏深度超過(guò)7 000 m，并且存在邊底水，需要開(kāi)展超深層巖性氣藏精細(xì)描述、超深層有水氣藏控水治水等“卡脖子”技術(shù)的攻關(guān)，明確影響氣井產(chǎn)能的主控因素，以提高儲(chǔ)量動(dòng)用率為目標(biāo)，提出了有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)策，為實(shí)現(xiàn)超深層碳酸鹽巖有水氣藏的規(guī)模效益開(kāi)發(fā)提供了有力的支撐。