杜鵬，程辰，張志剛，陳曉春，張波，曹立山，蘇文杰（1.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西西安　710018；2.中國石油長慶油田分公司低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安　710018；.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安　710018；.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗　01700）

低滲砂巖儲層規(guī)模開發(fā)技術(shù)及應(yīng)用效果研究—以蘇里格氣田中、西區(qū)為例

杜鵬1，2，程辰3，張志剛1，2，陳曉春4，張波4，曹立山4，蘇文杰4
（1.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西西安710018；2.中國石油長慶油田分公司低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710018；3.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安710018；4.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗017300）

蘇里格氣田屬于典型的巖性致密砂巖氣藏，成巖作用強(qiáng)烈、非均質(zhì)性強(qiáng)、氣水關(guān)系復(fù)雜。隨著開發(fā)模式的轉(zhuǎn)變，水平井比例逐年提高，由于氣井產(chǎn)水嚴(yán)重，產(chǎn)量遞減快，嚴(yán)重制約產(chǎn)能發(fā)揮。為了提高儲層動用程度，本文總結(jié)歷年水平井實(shí)施過程中遇到的難點(diǎn)，精細(xì)儲層描述，堅(jiān)持三維地震與地質(zhì)研究相結(jié)合、單井評價(jià)與區(qū)域分析結(jié)合、靜態(tài)地質(zhì)特征與生產(chǎn)動態(tài)分析結(jié)合，不斷完善水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，形成低滲砂巖儲層水平井規(guī)模開發(fā)技術(shù)，完善并建成水平井整體開發(fā)區(qū)，水平井實(shí)施效果顯著。

低滲儲層；精細(xì)描述；地質(zhì)導(dǎo)向；開發(fā)技術(shù)；應(yīng)用效果

蘇里格氣田位于長慶靖邊氣田西北側(cè)的蘇里格廟地區(qū)，區(qū)域構(gòu)造屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡北部中帶，行政區(qū)屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市的烏審旗和鄂托克旗所轄，勘探范圍西起內(nèi)蒙古鄂托克前旗、北抵鄂托克后旗的敖包加汗，勘探面積5×104km2，是目前發(fā)現(xiàn)中國陸上最大的整裝氣田，是低壓、低滲、低豐度典型的“三低”氣田［1-2］。

蘇里格氣田目前已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)階段，蘇里格氣田中區(qū)桃2區(qū)塊北部井控程度高，儲層發(fā)育；南部井控程度低，儲層不落實(shí)，需要結(jié)合三維地震開展進(jìn)一步評價(jià)；蘇14區(qū)塊西南蘇14-19-09井區(qū)，砂體不發(fā)育；中部井網(wǎng)不規(guī)則，富集區(qū)動用程度高，水平井整體部署難度大；東北部儲層發(fā)育，井控程度相對較低。西區(qū)蘇48區(qū)塊西部富水，東部砂體規(guī)模小，區(qū)塊中部開發(fā)程度高；蘇47區(qū)塊蘇147井區(qū)東部和蘇186三維區(qū)井控程度低，無法滿足水平井部署需求。針對中、西區(qū)各區(qū)塊地質(zhì)特征及水平井比重逐年增加，開發(fā)難度大、井網(wǎng)規(guī)范的特點(diǎn)，有必要開展儲層精細(xì)化描述，強(qiáng)化地質(zhì)導(dǎo)向，進(jìn)一步確保水平井開發(fā)能高質(zhì)量、高效益的可持續(xù)發(fā)展。

1　儲層精細(xì)描述

1.1砂體展布精細(xì)描述

1.1.1小層劃分通過旋回對比、煤層、巖性特性、鄰近井等厚度等高程對比劃分小層并建立自然伽馬測井曲線基準(zhǔn)面旋回組合劃分模版。山1、盒8段為河流-三角洲沉積體系，沉積環(huán)境相對穩(wěn)定、旋回特征比較明顯，大多表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正旋回的特征；煤層的發(fā)育代表了一個(gè)旋回的頂部，該段原地煤層具有分布廣泛、特征明顯的特征，在該環(huán)境中具有較好的等時(shí)性（見圖1）；本區(qū)巖性復(fù)雜，石英砂巖、巖屑石英砂巖及其雜砂巖疊置，如巖屑石英砂巖變?yōu)槭⑸皫r，其中間必定存在界面；把兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層之間巖性組合及電性特征不明顯的地層帶，借助鄰井對應(yīng)層段的巖性、電性、厚度變化趨勢，對目標(biāo)層段進(jìn)行分割；這種按地層總厚度變化趨勢分割成若干大層，分割線就是對比的“等時(shí)線”，然后再進(jìn)一步細(xì)分小層。

1.1.2砂體疊置模式中、西區(qū)辮狀河有效砂體主要為心灘疊置為主，曲流河有效砂體主要以點(diǎn)壩疊置為主。盒8屬于辮狀河道砂體疊置模式，垂向?yàn)楣铝B置為主，泥巖夾層疊置次之；橫向?yàn)楣铝B置為主，接觸疊置次之；河道砂體非繼承性發(fā)育，疊置帶與過渡帶差異不明顯，水平井整體開發(fā)難度大［3］。

盒8下砂體疊置特征：垂向?yàn)槎逊e疊置為主，垂向切割疊置次之；橫向?yàn)閭?cè)向切割疊置為主，接觸疊置型次之；多期河道具有一定繼承性，但物性夾層較為發(fā)育。

1.2砂體展布精細(xì)描述

1.2.1氣水分布控制因素西區(qū)產(chǎn)水層具有平面上分布零散性，縱向上氣、水關(guān)系復(fù)雜，壓裂后產(chǎn)水量大小不一特征。測井、地質(zhì)、動態(tài)相結(jié)合，將地層水劃分為：“構(gòu)造低部位含、低滲帶滯留水、孤立透鏡體水”三種類型［4］。

（1）在成藏過程中，“孤立”透鏡體砂體周圍裂縫與斷層發(fā)育程度差，物源供給差，原始地層水被封閉保存，形成“孤立透鏡體水”。

（2）在小幅構(gòu)造和低滲背景條件下，低部位的水體未被天然氣驅(qū)替或驅(qū)替不完全，滯留于儲層低洼部位，形成“構(gòu)造低部位含水”。

（3）受非均質(zhì)性、成巖作用的影響，地層水主要受毛管力控制，重力作用影響小，賦存于砂體邊部或內(nèi)部物性較差的區(qū)域，形成“低滲帶滯留水”。

1.2.2氣水平面分布西區(qū)盒8上段砂體分布有限，水體以小范圍透鏡狀局部富水區(qū)為主；盒8下段水體在中北部富集，主要呈透鏡體狀分布于河道底部；山1段水體在中北部集中出現(xiàn)，南部烴源發(fā)育，氣源足，充注相對強(qiáng)，水體偶見。

1.3區(qū)域構(gòu)造分析

蘇里格氣田構(gòu)造為寬緩的西傾大單斜，發(fā)育多排北東-南西走向的低緩鼻隆，幅度10 m～20 m，坡降3 m/km～10 m/km［5］。通過地震與地質(zhì)相結(jié)合，以區(qū)域構(gòu)造背景為指導(dǎo)，三維構(gòu)造解釋為參考，利用井點(diǎn)數(shù)據(jù)刻畫主力層小幅度構(gòu)造，為水平井入靶提供依據(jù)。

圖1　蘇48井山1-盒8段基準(zhǔn)面旋回劃分

2　井位優(yōu)化部署

水平井一般布置在勘探程度較高、構(gòu)造落實(shí)及含氣砂體落實(shí)的富集區(qū)。即水平井布置在儲層橫向展布相對穩(wěn)定，氣層厚度相對較大；構(gòu)造相對平緩；井區(qū)儲層物性相對較好；儲層評價(jià)結(jié)果為Ⅱ類以上；鄰近直井無阻流量相對較高，試采效果較好，生產(chǎn)相對穩(wěn)定的區(qū)塊；水平段延伸方向及長度滿足目前井網(wǎng)井距。但從錄井實(shí)際看，水平井儲層無論是橫向上或是縱向上變化都很大，特別是受儲層空間展布如構(gòu)造，儲層物性，儲層含氣含水性等方面的制約。目前推進(jìn)水平井整體區(qū)開發(fā)，積極探索接替層位、新井型、東西向水平井試驗(yàn)，保障水平井開發(fā)效果穩(wěn)步提升。

2.1水平井井位部署原則

堅(jiān)持綜合地質(zhì)研究與三維地震結(jié)合、單井評價(jià)與區(qū)域分析結(jié)合、靜態(tài)地質(zhì)特征與生產(chǎn)動態(tài)分析結(jié)合，從定性到定量，精細(xì)儲層刻畫，推進(jìn)大叢式水平井部署，開展水平井整體開發(fā)區(qū)建設(shè)，確保水平井實(shí)施效果。水平井井位部署原則：（1）骨架井控制，且物性和砂體顯示較好；（2）縱向上有效砂體相對集中，有效砂體大于4 m～6 m；（3）橫向上有效砂體連續(xù)，且具有一定的延伸范圍（長度、寬度）；（4）水平段方向位于地震測線上或者靠近測線，且地震響應(yīng)較好［6］。

2.2拓寬水平井部署思路

隨著水平井的規(guī)模應(yīng)用，部署難度進(jìn)一步增大。2013年不斷拓寬水平井部署思路，在部署方式、開發(fā)層系、目標(biāo)砂體疊置類型及井型組合方式4個(gè)方面實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變，有力推進(jìn)了水平井規(guī)模開發(fā)。

水平井開發(fā)初期，井控程度低，儲層及構(gòu)造落實(shí)程度差，水平井實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)大。水平井部署采用多口骨架井控制，即先部署、實(shí)施骨架井，根據(jù)骨架井實(shí)施效果，分析解剖砂體，然后部署、實(shí)施水平井。目前水平井實(shí)施水平井整體開發(fā)區(qū)建設(shè)，整體部署水平井，優(yōu)選骨架井，先實(shí)施骨架井然后實(shí)施水平井，這樣很大程度上加快了氣田建設(shè)及縮短建設(shè)投資。大幅度減少骨架井實(shí)施數(shù)量，為開展集群化布井，工廠做作業(yè)提供依據(jù)。

蘇里格氣田上古主力氣層是盒8、山1，其呈不同的沉積相、沉積模式，導(dǎo)致水平井開發(fā)過程中擇優(yōu)選取目標(biāo)砂體實(shí)施。經(jīng)過幾年的開發(fā)，目的砂體由切割類型轉(zhuǎn)變成堆積砂體，拓展了水平井目的砂體實(shí)施，保障了后續(xù)實(shí)施，擴(kuò)大水平井實(shí)施范圍。

3　水平井地質(zhì)導(dǎo)向

蘇里格氣田屬于典型的致密砂巖氣藏，儲層具有強(qiáng)非均質(zhì)性，因此，水平井實(shí)施過程中鉆遇非儲層不可避免，所以需要規(guī)范現(xiàn)場資料，確保時(shí)效性和真實(shí)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)及時(shí)、準(zhǔn)確的遠(yuǎn)程決策，同時(shí)，針對水平井不同階段，提前做好各階段導(dǎo)向預(yù)案，及時(shí)制定對策，保障水平井順利實(shí)施。

3.1水平井導(dǎo)向前期準(zhǔn)備

3.1.1深化地質(zhì)認(rèn)識是水平井導(dǎo)向的基礎(chǔ)深化地質(zhì)認(rèn)識首先讀懂水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)。目前蘇里格氣田水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)堅(jiān)持“六圖一表”（地震剖面、砂體厚度、氣層厚度、頂面構(gòu)造圖、氣藏剖面圖、軌跡設(shè)計(jì)圖及靶點(diǎn)預(yù)測表）為前期基礎(chǔ)資料，通過設(shè)計(jì)中的“六圖一表”明確設(shè)計(jì)井井區(qū)構(gòu)造、儲層特征，靶點(diǎn)方位、海拔以及水平段長度等問題；其次，結(jié)合精細(xì)氣藏描述成果地質(zhì)再認(rèn)識，水平井實(shí)施過程把握設(shè)計(jì)目的及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，制定調(diào)整意見，確保水平井順利實(shí)施［7-8］。

3.2水平井導(dǎo)向

水平井地質(zhì)導(dǎo)向根據(jù)鉆井施工分為兩個(gè)階段，即：造斜到入靶電測為入靶階段；入靶后水平段鉆進(jìn)為水平段階段。每個(gè)階段的側(cè)重點(diǎn)不同，針對每個(gè)階段側(cè)重點(diǎn)，形成導(dǎo)向技術(shù)及對策。

3.2.1入靶導(dǎo)向優(yōu)選氣田區(qū)域標(biāo)志層（石千峰組底界）和局部標(biāo)志層（曲線組合形態(tài)、純泥巖薄層、GR異常值等），逐層對比，不斷修正入靶點(diǎn)。

井斜逐層逐次調(diào)整，避免井斜過大或過小造成入靶困難，通常的，優(yōu)選石千峰組底部千5砂巖段作為造斜點(diǎn)；盒4段砂巖校正靶點(diǎn)符合率，井斜角基本達(dá)到30°～35°，盒5段確保井斜40°左右，由不同入靶層位預(yù)判鉆遇其他層段的井斜角，在預(yù)測氣層頂部以上1 m～3 m采取83°探頂［9］。

井斜83°下探的合理性分析：蘇里格氣田蘇6加密區(qū)儲層解剖表明，單個(gè)有效儲層的厚度1 m～8 m，主要在2 m～6 m，水平井堅(jiān)持有效砂體中部入靶，有利于水平段井斜調(diào)整和儲層內(nèi)部小層選擇空間。因此有效儲層頂至靶點(diǎn)垂厚控制在2 m～3 m最有利，受有效儲層長度制約，設(shè)計(jì)靶前距350 m，在入靶過程中需要合理控制井斜，減少靶前距的浪費(fèi)。為防止目標(biāo)層提前或滯后出現(xiàn)，對80°～86°井斜為探氣頂角度分析，得到結(jié)論：（1）工程上滿足摩阻與造斜最理想的狗腿度為小于6°；（2）在垂深2 m～3 m內(nèi)增斜入靶的井斜角為82°～84°；（3）摩阻小、水平位移短且滿足2 m～3 m垂深及時(shí)入靶的理想組合是狗腿度5°時(shí)井斜83°，入靶位移變化41.89 m（見圖2）。

3.2.2水平段導(dǎo)向水平段導(dǎo)向是以調(diào)整、優(yōu)化軌跡來提高儲層、有效儲層鉆遇率。基本思路：針對整體開發(fā)區(qū)、加密區(qū)、評價(jià)區(qū)前期評價(jià)后，通過提前實(shí)施較密集的骨架井、二維或三維地震，整合已知基礎(chǔ)資料，詳實(shí)水平段儲層展布特征，實(shí)時(shí)調(diào)整水平井模型或預(yù)測沿水平段二維儲層疊置規(guī)模，指導(dǎo)導(dǎo)向調(diào)整。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，由實(shí)鉆資料調(diào)整模型，聯(lián)合水平段的超前預(yù)測及時(shí)調(diào)整，確保水平井實(shí)施效果。綜上總結(jié)，水平井水平段導(dǎo)向即不斷精細(xì)刻畫儲層、修正儲層展布及構(gòu)造，進(jìn)行隨鉆分析，地質(zhì)再認(rèn)識，優(yōu)化軌跡的過程。

圖2　水平井入靶逐層井斜調(diào)整圖

依據(jù)隨鉆資料，修正沉積相，識別微相類型有間灣、河道充填、心灘、底部滯留、落淤層，辨識側(cè)向穿出河道。從心灘至河道填充、廢棄河道到堤岸，沉積相特征表現(xiàn)在GR、氣測從高到低，巖性逐漸由中粗砂巖向粉砂、泥巖互層過渡，砂巖分選逐漸變差，巖屑顏色由灰白色向灰綠色及雜色泥巖轉(zhuǎn)變，確定側(cè)向穿出河道［10］。

依據(jù)地層、厚度、巖性對比，合理劃分砂體疊置期次；分析沉積相序列分析辨別隔夾層。垂向劃分砂體疊置期次，通過各期砂體巖性、氣測、GR及各層間夾層變化趨勢分析構(gòu)造變化。當(dāng)構(gòu)造抬升時(shí)，容易從底部穿出砂體，鉆入圍巖，巖屑由中粗砂巖變?yōu)楹[粗砂巖后突變?yōu)榛液谏鄮r，垂向沉積微相表現(xiàn)為心灘或底部滯留到堤岸，穿出河道，GR由低值突然增大；當(dāng)構(gòu)造下降時(shí)，容易從頂部穿出砂體，進(jìn)入圍巖，GR逐漸增大，巖性由砂巖、砂泥巖互層，逐漸變?yōu)槟鄮r，粒度由粗變細(xì)，與入靶對比巖性相似，具對稱性［11］（見圖3）。

4　成果與結(jié)論

（1）通過對水平井井位優(yōu)選，中區(qū)桃2、蘇14、蘇西歷年完鉆水平井166口，開發(fā)效果不斷提高，水平段長度、砂巖及有效儲層長度持續(xù)增加。

（2）隨著地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)不斷成熟，加大水平井鉆機(jī)優(yōu)選，水平井鉆井周期不斷縮短。

（3）在儲層精細(xì)化描述的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持富集區(qū)優(yōu)選，注重水平井整體部署，推行鉆井、地質(zhì)、試氣與地面工程一體化建設(shè)，目前已基本建成蘇西2個(gè)整體開發(fā)區(qū)，開辟中區(qū)4個(gè)整體開發(fā)區(qū)。

（4）在以盒8為目的層的水平井開發(fā)的同時(shí)，不斷加大兼顧層位水平井優(yōu)選力度，優(yōu)選出山1、下古等新層系，以及階梯式新井型等水平井試驗(yàn)，擴(kuò)大水平井應(yīng)用范圍，為提高儲層動用程度、實(shí)現(xiàn)水平井規(guī)模開發(fā)提供依據(jù)。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.015

TE142

B

1673-5285（2015）01-0054-04

2014－12－09

杜鵬，男（1985－），黑龍江齊齊哈爾人，2011年7月畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（北京）并獲碩士學(xué)位，工程師，目前從事蘇里格氣田開發(fā)技術(shù)工作，郵箱：dupeng_cq@petrochina.com.cn。