張 煜，李海英，陳修平，卜旭強(qiáng)，韓 俊

（中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011）

地質(zhì)-工程一體化是以增加規(guī)?？蓜佑脙α?、提高單井產(chǎn)量為中心，通過地質(zhì)、物探、工程、油藏、經(jīng)濟(jì)等多專業(yè)、多學(xué)科融合，一體化集成攻關(guān)，解決復(fù)雜地質(zhì)條件下工程難題，達(dá)到提高鉆井成功率、縮短作業(yè)周期、提高單井產(chǎn)能、降低油氣單位成本的目的，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜油氣藏高效勘探與效益開發(fā)。借鑒北美頁巖氣地質(zhì)-工程一體化技術(shù)應(yīng)用的成功經(jīng)驗和工作模式，形成了具有中國特色的地質(zhì)-工程一體化技術(shù)體系，并成功應(yīng)用于超深層海相碳酸鹽巖油氣藏、隱蔽油氣藏、頁巖油氣、致密氣的勘探開發(fā)［1-3］。堅持地質(zhì)-工程一體化發(fā)展思路，建立一體化協(xié)同運(yùn)行機(jī)制，加強(qiáng)地質(zhì)研究與工程技術(shù)協(xié)同攻關(guān)，加強(qiáng)全周期一體化管理，成為推進(jìn)各油氣田降本增效的重要手段。

塔里木盆地超深層海相碳酸鹽巖油氣資源豐富，油氣探明率低，勘探潛力巨大。自2016年發(fā)現(xiàn)順北超深斷控縫洞型油氣藏以來，相繼落實(shí)18條斷裂帶，總長度890 km，估算資源量達(dá)17×108t油氣當(dāng)量［4-6］。但是，由于目的層中、下奧陶統(tǒng)一間房組-鷹山組埋深大（＞7 200 m），上覆地層地質(zhì)條件復(fù)雜，雖然油氣成藏富集宏觀上主要受走滑斷裂帶的控制，但是斷裂帶（寬度0.4～2.0 km）內(nèi)部儲集體非均質(zhì)性極強(qiáng)，油氣藏分布復(fù)雜，同一斷裂體系不同斷裂帶、同一斷裂帶不同分段、同一分段不同部位的油氣性質(zhì)、產(chǎn)能、油-氣-水分布均存在差異［4］。作為一種新類型的油氣藏，鉆井工程成本高、難度大，缺少現(xiàn)成的經(jīng)驗可供借鑒，效益勘探開發(fā)面臨巨大挑戰(zhàn)。

近兩年來，中國石化西北油田分公司按照地質(zhì)-工程一體化的理念，通過不斷探索和實(shí)踐，針對順北地區(qū)井位優(yōu)選、井軌跡優(yōu)化、鉆井安全與提速、漏失井儲層保護(hù)和完井改造等系列難題，搭建地質(zhì)-工程一體化協(xié)同工作平臺，將地質(zhì)研究、工程設(shè)計和組織實(shí)施納入一體化協(xié)作體系，形成這種特殊油氣藏的地質(zhì)-工程一體化技術(shù)體系，為順北油氣田勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐，對國內(nèi)外超深層油氣藏勘探開發(fā)具有借鑒意義。

1 研究背景

1.1 順北油氣田地質(zhì)背景

順北油氣田位于新疆塔里木盆地塔克拉瑪干沙漠腹地，構(gòu)造位置屬于塔北、塔中兩大隆起及阿瓦提、滿加爾兩大坳陷之間的“馬鞍形”構(gòu)造帶——順托果勒低隆起［5-6］（圖1）。順托果勒低隆起經(jīng)歷早古生代海相、晚古生代早期海-陸過渡相、晚古生代晚期和中新生代陸相沉積演化過程，除整體缺失侏羅系外，自上而下發(fā)育新生界第四系、新近系、古近系、中生界白堊系、三疊系、古生界二疊系、石炭系、泥盆系、志留系、奧陶系、寒武系等多套地層，各時代地層僅部分組段不同程度缺失，地層發(fā)育相對齊全［7-8］。順托果勒低隆起縱向地層巖性復(fù)雜（圖2），下古生界碳酸鹽巖厚度達(dá)1 800～3 000 m，其間發(fā)育含膏鹽巖、膏鹽巖、石灰?guī)r、白云巖、灰質(zhì)云巖、云質(zhì)灰?guī)r等多種巖性類型；目的層之上發(fā)育碎屑巖為主的巨厚上覆地層（厚度7 000～8 000 m），其中二疊系發(fā)育多套火成巖（英安巖、玄武巖、凝灰?guī)r），志留系及上奧陶統(tǒng)發(fā)育多套輝綠巖侵入體［9］。

圖1 塔里木盆地順北地區(qū)構(gòu)造位置（a）與走滑斷裂帶展布（b）Fig.1 Structural location（a）and distribution of strike slip fault zones（b）in the Shunbei area，Tarim Basin

順托果勒低隆起主要經(jīng)歷加里東中、晚期—海西早期（奧陶紀(jì)—泥盆紀(jì)末）、海西晚期（晚二疊世末）、印支期—燕山期（三疊紀(jì)—白堊紀(jì)末）、喜馬拉雅期（中新世以來）4期構(gòu)造運(yùn)動［10-11］，其中，中奧陶世強(qiáng)烈擠壓作用形成隆起雛形，之后南部擠壓隆升逐漸向北傾沒，后期持續(xù)演化形成現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)。順托果勒低隆起長期處于構(gòu)造較低部位，目的層為致密碳酸鹽巖地層，巖性致密，其頂面不整合相關(guān)的巖溶作用與巖溶縫洞型儲集體欠發(fā)育。但是，順托果勒低隆起發(fā)育了不同體系、不同級別、不同期次疊加的克拉通內(nèi)中、小尺度走滑斷裂帶，具有“上正下逆”的特征，下部為壓扭走滑花狀斷層，上部發(fā)育一系列雁列式排列的張性斷裂［12-14］，形成了主要受走滑斷裂帶控制的斷控縫洞型儲集體及油氣藏［15-17］。截止目前順北1號、5號、7號、4號、8號等多條斷裂帶相繼獲得油氣突破［18］。

1.2 超深斷控縫洞型油氣藏特征

順北油氣田走滑斷裂帶空間結(jié)構(gòu)樣式具有“縱向分層變形、主滑移帶平面分段，垂向多期疊加”的特征［14-16］。走滑斷裂多期活動產(chǎn)生的多期構(gòu)造破裂為主，疊加后期流體微弱改造為輔，形成斷控縫洞型儲集體，被致密碳酸鹽巖側(cè)封和上覆巨厚泥巖蓋層頂封遮擋，形成斷控縫洞型圈閉［19-21］。同時走滑斷裂垂向向下斷至震旦系，溝通下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖，油氣向上運(yùn)移至斷控縫洞型圈閉內(nèi)聚集成藏，形成超深斷控縫洞型油氣藏［5-7］（圖2）。斷控縫洞型油氣藏平面分布差異大，整體具有“西油東氣，斷裂帶富集”的資源格局，其中順北1號斷裂帶及其以西地區(qū)主要為輕質(zhì)油藏，順北1號斷裂帶以東至順北8號斷裂帶為凝析氣藏，順北8號帶東為干氣藏［18］。

圖2 順北地區(qū)斷控縫洞型油氣藏模式Fig.2 Diagram showing the fault-controlled fractured-vuggy reservoir model in the Shunbeiarea

1.3 面臨的難題與挑戰(zhàn)

目前有關(guān)走滑斷裂帶的研究，主要集中于斷層輸導(dǎo)性與封閉性［22］、斷裂控縫作用［23］等方面，鮮有將斷裂及其破碎帶作為縫洞型儲集體加以研究的案例，對斷裂帶內(nèi)部油氣藏的分布與富集規(guī)律的研究更少，順北超深斷控縫洞型油氣藏尚無成熟的勘探開發(fā)經(jīng)驗可供借鑒。因此，包括走滑斷裂帶儲集體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與地質(zhì)建模、油氣藏精細(xì)描述、井軌跡優(yōu)化設(shè)計、開發(fā)井網(wǎng)構(gòu)建、安全高效鉆井、儲層高效改造等方面需要自主探索。順北超深斷控縫洞型油氣藏勘探開發(fā)與鉆完井工程技術(shù)面臨如下挑戰(zhàn)：

1）地質(zhì)方面，儲集體埋藏超深，且受走滑斷裂帶多期活動影響，斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儲集體非均質(zhì)性極強(qiáng)。目前鉆井揭示斷裂帶內(nèi)部的單條斷裂儲集體橫向?qū)挾纫话悴怀^10 m（側(cè)鉆井單層放空長度）［18，21］，規(guī)模儲集體精細(xì)描述、靶點(diǎn)優(yōu)選與井軌跡設(shè)計難度大。

2）工程方面，目的層具有超深（7 200～9 000 m）、超高壓（89～129 MPa）、高溫（160～209℃）的特點(diǎn)，非目的層縱向發(fā)育多期斷裂、多套火成巖、多套壓力系統(tǒng)，對鉆井液及工具性能要求高，井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化及優(yōu)快成井難度大［24-25］；斷控縫洞體具有較強(qiáng)非均質(zhì)性，現(xiàn)有壓縮式和擴(kuò)張式裸眼分割器性能不能完全滿足高溫、高壓條件下的分段需求，部分區(qū)域裸眼完井井壁易破碎、掉塊，碳鋼井壁襯管完井方式后期側(cè)鉆難度大，井筒壓力控制、儲層保護(hù)及針對性改造工藝優(yōu)化難［26］。

3）效益勘探開發(fā)難度大。開展地質(zhì)-工程一體化實(shí)踐之前，平均鉆井周期長達(dá)280 d，其中復(fù)雜時效占比達(dá)10%以上，單井投資超過2億元，特別復(fù)雜鉆井投資高達(dá)3億元，單井平均累產(chǎn)需超5×104t原油或3×108m3天然氣才具有商業(yè)價值［24］，對單井產(chǎn)能提升與工程成本控制的要求高。

面對上述難題，開展地質(zhì)-工程一體化協(xié)同攻關(guān)，建立相適應(yīng)的地質(zhì)-工程一體化關(guān)鍵技術(shù)體系，提升高產(chǎn)井成功率，降低單井投資，是實(shí)現(xiàn)高效勘探、效益開發(fā)的必由之路［27］。

2 地質(zhì)-工程一體化管理模式

2.1 地質(zhì)-工程一體化工作思路

圍繞提高單井產(chǎn)量和增加規(guī)模可動用儲量，以“提速、提質(zhì)、提產(chǎn)、提效、降本”為目標(biāo)，以“多部門、多學(xué)科”融合為手段，打破原有“技術(shù)條塊分割、管理接力進(jìn)行”模式，搭建地質(zhì)-工程一體化、勘探-開發(fā)一體化協(xié)同工作平臺，將地質(zhì)研究、工程設(shè)計和組織實(shí)施納入一體化協(xié)作體系，按照“概念方案一體化融合設(shè)計、設(shè)計實(shí)施一體化動態(tài)優(yōu)化、學(xué)習(xí)提升一體化標(biāo)準(zhǔn)集成”工作模式，整合資源優(yōu)勢，多專業(yè)協(xié)同，一體化組織實(shí)施。

2.2 地質(zhì)-工程一體化運(yùn)行模式

采用地質(zhì)-工程一體化的技術(shù)思路，在井位部署、方案論證、設(shè)計編寫、隨鉆跟蹤、完井改造和試油評價等各個環(huán)節(jié)，通過地質(zhì)、地球物理、測井、地質(zhì)力學(xué)、鉆井工程、完井測試等多學(xué)科的融合，形成針對超深碳酸鹽巖斷控儲集體的地質(zhì)-工程一體化運(yùn)行模式，實(shí)施過程分為以下6個步驟（圖3）。

圖3 順北油氣田地質(zhì)-工程一體化運(yùn)行模式Fig.3 Workflow of geological-engineering integration in the Shunbeioil/gas field

2.2.1 井位一體化部署

地質(zhì)上從整個區(qū)塊認(rèn)識出發(fā)，對鉆探目標(biāo)類型、儲集體結(jié)構(gòu)、靶點(diǎn)位置、井型方式和復(fù)雜層段進(jìn)行論證，工程上根據(jù)地質(zhì)任務(wù)要求和地質(zhì)預(yù)測的各種風(fēng)險，開展工程可行性論證。

2.2.2 方案一體化論證

地質(zhì)上重點(diǎn)對部署依據(jù)、地質(zhì)任務(wù)、資料錄取、預(yù)期產(chǎn)能、存在風(fēng)險等進(jìn)行論證，工程圍繞實(shí)現(xiàn)地質(zhì)目的、提高單井產(chǎn)量及鉆完井、儲層改造一體化方案進(jìn)行論證，針對存在的難題和風(fēng)險共同提出解決的辦法和措施。

2.2.3 設(shè)計一體化編寫

地質(zhì)、工程設(shè)計人員充分交流結(jié)合，依據(jù)地質(zhì)-工程一體化論證會議要求，協(xié)同編制鉆井地質(zhì)設(shè)計和鉆井工程設(shè)計。地質(zhì)設(shè)計重點(diǎn)加強(qiáng)上覆地層可能鉆遇的復(fù)雜層段（二疊系火成巖段、志留系裂縫發(fā)育段、桑塔木侵入巖段等）、全井段地層壓力、應(yīng)力場分布進(jìn)行預(yù)測。工程上根據(jù)地質(zhì)風(fēng)險提示綜合考慮，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，選擇合理的泥漿窗口，建立最優(yōu)的軌跡穿行方式，從設(shè)計源頭降低工程風(fēng)險。

2.2.4 隨鉆一體化跟蹤

隨鉆一體化跟蹤包括地質(zhì)跟蹤、鉆井跟蹤和地震跟蹤，地質(zhì)、地球物理人員根據(jù)隨鉆錄井、測井和鉆遇異常情況，實(shí)時修正參數(shù)和模型，持續(xù)迭代風(fēng)險預(yù)測結(jié)果。同時在鉆開目的層之前，對重點(diǎn)探井開展VSP測井，及時修正目標(biāo)靶點(diǎn)，工程人員根據(jù)最新預(yù)測結(jié)果，及時調(diào)整井軌跡、鉆井液參數(shù)和井身結(jié)構(gòu)，制定風(fēng)險應(yīng)對措施，從過程中降低工程風(fēng)險，確保準(zhǔn)確命中目標(biāo)。

2.2.5 完井一體化改造

鉆井完鉆后根據(jù)實(shí)鉆油氣成果、測錄井、取心、聲波遠(yuǎn)探測等資料，結(jié)合應(yīng)力場分布和近井筒儲層三維預(yù)測結(jié)果，地質(zhì)-工程協(xié)同，分類制定儲層改造方案，確定改造方式、改造層段、分段分級和施工參數(shù)。

2.2.6 試油一體化評價

根據(jù)現(xiàn)場測試壓力、溫度、產(chǎn)能、氣油比和流體性質(zhì)等變化情況，進(jìn)行試油綜合評價，明確單井產(chǎn)能、地層壓力系數(shù)，制定合理的試采工作制度，協(xié)同開展單井后評估。

3 地質(zhì)-工程一體化關(guān)鍵技術(shù)與成效

按照“協(xié)調(diào)高效，少井高產(chǎn)”的原則，形成“部好井、鉆好井、完好井”地質(zhì)-工程一體化關(guān)鍵技術(shù)體系（圖4）。形成“儲層建模與井型設(shè)計、儲量估算與井網(wǎng)構(gòu)建、目的層軌跡優(yōu)化設(shè)計”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)目的層靶點(diǎn)精準(zhǔn)定位與軌跡設(shè)計最優(yōu)，達(dá)到“部好井”的地質(zhì)目的；形成“風(fēng)險預(yù)測與優(yōu)快鉆井”技術(shù)，地質(zhì)上對工程風(fēng)險精準(zhǔn)預(yù)測，工程上根據(jù)地質(zhì)預(yù)測提前制定應(yīng)對措施，同時加強(qiáng)目的層儲層保護(hù)，減少儲層污染，實(shí)現(xiàn)“鉆好井”的工程目標(biāo)；形成“分段酸壓與襯管完井、儲層分類改造”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)近井儲集體針對性改造與井周儲量最大程度動用，達(dá)到“少井高產(chǎn)”的效益目標(biāo)。

圖4 順北油氣田地質(zhì)-工程一體化關(guān)鍵技術(shù)系列示意圖Fig.4 Schematic diagramshowing key technologies for geological engineering integration in the Shunbeioil/gas field

3.1 儲層建模與井型設(shè)計技術(shù)

前期勘探實(shí)踐表明，走滑斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儲集體非均質(zhì)性極強(qiáng)，構(gòu)建儲集體空間結(jié)構(gòu)模型，建立不同分段規(guī)模儲集體發(fā)育模式，形成差異化井型設(shè)計技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)“部好井”的基礎(chǔ)地質(zhì)工作。

3.1.1 主要儲集空間類型識別

斷控縫洞型儲集體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要采用多類型資料融合表征其儲集空間類型。融合野外露頭、巖心、鉆井特征、酸化壓裂曲線、壓恢曲線等多類型資料，斷控縫洞型儲集體主要發(fā)育洞穴、孔洞、裂縫等3種主要儲集空間類型［28-29］。在地震剖面上，規(guī)模儲集體常見“串珠狀”異常體，其內(nèi)部是由洞穴、孔洞、裂縫系統(tǒng)和致密基巖交互組合形成的“柵狀”儲集結(jié)構(gòu)（圖5）；在鉆井上，主要表現(xiàn)為在斷層附近普遍鉆遇放空、漏失，漏失規(guī)模較大、漏速快、漏失泥漿密度普遍較低（1.18～1.3 g/cm3），為正常壓力系統(tǒng)；巖心常發(fā)育破碎角礫巖帶典型特征，常見半充填-未充填高角度裂縫發(fā)育［28］；測井曲線上洞穴型儲層電阻率明顯呈箱形降低，裂縫型儲層電阻率尖峰狀降低［29］；酸壓曲線顯示注酸期間泵壓明顯降低，排量與泵壓呈現(xiàn)“剪刀差”，停泵壓力普遍偏低，測壓降階段無明顯壓降或壓力升高，表現(xiàn)為酸壓易溝通、近井地層滲透性好、地層能量充足的特征；壓恢曲線上，呈“W-箱型”形態(tài)，表明內(nèi)部由裂縫-多洞穴型儲集系統(tǒng)構(gòu)成，近井多套儲集體連通規(guī)模大。

圖5 順北地區(qū)斷控縫洞型儲層模型與井型設(shè)計示意圖Fig.5 Schematic diagram showing fault-controlled fractured-vuggy reservoir models and well design in the Shunbei area

3.1.2 不同斷裂樣式儲層建模

基于不同斷裂體系演化差異與儲集體儲、滲性能關(guān)系分析、現(xiàn)今地應(yīng)力和斷裂走向夾角與裂縫開啟程度分析［18］，將順北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的18條主干斷裂帶劃分為北東向單剪走滑體系、北西向單剪走滑體系、北東-北西向轉(zhuǎn)換斷裂體系及北東向壓脊走滑體系［18］。基于走滑斷裂構(gòu)造破裂成儲機(jī)理［28］，斷裂變形強(qiáng)度越大、走滑位移越大，斷控儲集體規(guī)模越大，同一斷裂體系具有相近的控儲、控藏特征。北東向單剪走滑體系走向與現(xiàn)今區(qū)域主應(yīng)力方向一致，且斷裂活動強(qiáng)度大，儲集體規(guī)模大［28］。同一斷裂帶，基于斷裂走向與疊接方式，分為拉分段、擠壓段和平移段等3種典型樣式［18，28］?；诜侄螛邮剑瑯?gòu)建以走滑拉分“脫空”和擠壓“核帶”兩種主要儲集體端元類型［28］，不同應(yīng)力性質(zhì)走滑斷裂的脫空結(jié)構(gòu)和核帶結(jié)構(gòu)占比不同，其中北東向斷裂體系以拉分脫空結(jié)構(gòu)為主，洞穴型儲集體發(fā)育；北西斷裂體系以擠壓核帶結(jié)構(gòu)為主，裂縫型儲集體發(fā)育［28］。同一分段樣式下，基于野外露頭觀察、物理模型及地震異常響應(yīng)特征，分段內(nèi)部同一條斷裂可細(xì)分為疊接段和橋接段，其中疊接段以走滑、傾移為主，是疊接分段的主斷層，地震剖面上“串珠”異常體較發(fā)育，鉆揭洞穴型儲集體發(fā)育，油氣更為富集；橋接段以傾移為主，多是派生分支斷裂，地震剖面上“串珠”異常體欠發(fā)育，鉆揭主要發(fā)育裂縫型儲集體，規(guī)模較小，油氣富集程度相對較低。

走滑斷裂帶在平面和縱向上是由一系列不連續(xù)的斷裂首尾側(cè)接而成的，儲集體非均質(zhì)性強(qiáng)，實(shí)鉆已證實(shí)斷裂帶內(nèi)部發(fā)育多套成組系、受斷裂帶控制的縫洞系統(tǒng)，斷控洞穴、裂縫系統(tǒng)和致密基巖互層組合形成“柵狀”儲集結(jié)構(gòu)。不同斷裂“時間-空間-結(jié)構(gòu)”演化差異性導(dǎo)致儲集體空間結(jié)構(gòu)的差異性，平移段和疊接構(gòu)造的橋接段發(fā)育“單斷單柵”儲集結(jié)構(gòu)，疊接構(gòu)造的疊接段發(fā)育“單斷多柵”儲集結(jié)構(gòu)，兩條或多條相鄰斷裂組合帶可發(fā)育“多斷多柵”儲集結(jié)構(gòu)（圖5）。

3.1.3 不同斷裂樣式井型設(shè)計

通過對斷控縫洞型儲集體不同分段進(jìn)行地質(zhì)建模及儲集體分布規(guī)律研究，構(gòu)建“差異分段、一體多柵”儲集體地質(zhì)模型（圖5a）?；谔岣邌尉a(chǎn)量及儲量動用規(guī)模、增大泄油面積、利于井筒穩(wěn)定快速成井與儲層改造等原則，應(yīng)用縫洞立體雕刻、地應(yīng)力模擬等技術(shù)，針對不同“柵狀結(jié)構(gòu)”模式，形成差異化井型設(shè)計技術(shù)。

針對橋接段等裂縫型儲層占比相對更高的部位（圖5b），小區(qū)域內(nèi)儲集體相對分散、單個破碎體儲量小的多縫洞單元，平面上設(shè)計為軌跡與斷裂中-小角度相交、長水平段多穿縫洞體，增大溝通泄油面積；縱向上設(shè)計淺井，與疊接段深井構(gòu)建“縫注洞采、淺注深采”立體井網(wǎng)。

針對疊接部位等洞穴型儲層發(fā)育部位（圖5c，d），地震響應(yīng)以“串珠”強(qiáng)反射為主、空間上儲量分布集中的縫洞體，縱向上設(shè)計為大斜度深井或近水平深井橫穿斷裂帶，實(shí)現(xiàn)鉆揭規(guī)模洞穴型儲集體，增大泄油面積；平面上設(shè)計為井軌跡與斷裂大角度相交、盡可能小水平位移鉆揭斷裂帶內(nèi)多組斷面，擴(kuò)大酸壓儲層改造范圍，提高儲量動用率。

3.2 儲量估算與井網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)

與常規(guī)的層狀碎屑巖油氣藏不同，斷控縫洞型油氣藏主要受高陡走滑斷裂帶的控制，不同斷裂帶分段儲層發(fā)育情況亦不同，井網(wǎng)構(gòu)建難度大。通過目標(biāo)井區(qū)儲量估算及連通性表征，進(jìn)而構(gòu)建空間井網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)油氣藏高效動用。

3.2.1 規(guī)模儲集體地震響應(yīng)特征

基于實(shí)鉆井井-震標(biāo)定和模型正演分析，明確斷控縫洞型儲層在一間房組的地震響應(yīng)特征主要為地震反射軸的“錯段、弱振幅、波谷振幅異?！保邡椛浇M內(nèi)幕的地震響應(yīng)特征主要為“串珠反射、雜亂反射、線性弱反射”。規(guī)模儲層主要對應(yīng)鷹山組內(nèi)幕的地震異常反射特征，其中洞穴和孔洞型儲層主要為“串珠反射”和“雜亂反射”的地震響應(yīng)特征，裂縫型儲層主要為“線性弱反射”的地震響應(yīng)特征［30-32］。

3.2.2 儲集體空間雕刻與儲量估算

利用瞬時能量屬性、頻譜不連續(xù)性屬性、AFE屬性分別描述“串珠反射”、“雜亂反射”和“線性弱反射”地震相，在已鉆井放空漏失和儲層測井解釋標(biāo)定的基礎(chǔ)上，分別確定上述3種地震相刻畫屬性的門檻值，分類描述斷控縫洞體中的洞穴、孔洞和裂縫型儲層，將代表3類儲層的地震屬性融合形成斷控縫洞型儲層的空間雕刻體。以空間雕刻體為約束，通過填充不同類型儲層的初始波阻抗值建立相控反演的初始波阻抗體，開展井-震結(jié)合的稀疏脈沖反演得到縱波阻抗體，通過測井解釋成果建立斷控縫洞型儲層的波阻抗-孔隙度量版，將波阻抗體轉(zhuǎn)化成孔隙度體，在孔隙度體基礎(chǔ)上計算儲集體體積，結(jié)合含油飽和度、氣油比等油藏參數(shù)進(jìn)行儲量估算［33-34］。

3.2.3 縫洞體連通表征與單元劃分

通過斷裂物性值網(wǎng)格化處理，定量計算連通概率值，采用斷裂面孔隙度矩陣自動追蹤算法求取斷裂面最優(yōu)連通路徑，實(shí)現(xiàn)井間連通路徑的自動識別（圖6），連通路徑從“定性描述”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸孔R別”。在連通路徑識別基礎(chǔ)上，根據(jù)縫洞與連通面的關(guān)聯(lián)關(guān)系，劃分縫洞單元。

圖6 順北地區(qū)斷控縫洞型儲集體連通性表征與單元劃分Fig.6 Connectivity characterization and unit division of fault-controlled fractured-vuggy reservoirs in the Shunbeiarea

3.2.4 探-評-建一體化井網(wǎng)構(gòu)建

勘探-開發(fā)一體化實(shí)現(xiàn)整體部署，第一階段針對不同斷裂段、斷裂性質(zhì)、地質(zhì)條件、地震反射特征的目標(biāo)體，部署探井實(shí)現(xiàn)分段控制；第二階段一體化優(yōu)化布局，對斷裂帶縫洞單元體實(shí)現(xiàn)整體控制，同步考慮單元注采和提高采收率，構(gòu)建各單元深淺不同開發(fā)井組。通過儲集體體積雕刻、儲量估算與一體化井網(wǎng)構(gòu)建，落實(shí)不同斷裂帶油氣藏規(guī)模和展布特征，設(shè)計探-評-建一體化井網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對不同斷裂帶斷控縫洞型油氣藏優(yōu)化部署，分階段搭建產(chǎn)能陣地，提高地質(zhì)儲量動用程度。

3.3 目的層軌跡優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

斷控縫洞型油氣藏埋深大，地震資料信噪比低，目標(biāo)靶點(diǎn)準(zhǔn)確定位難度大，導(dǎo)致鉆進(jìn)過程中儲層鉆遇率低，成井周期長、單井鉆井成本高［35］。通過靶點(diǎn)優(yōu)選、儲量動用與產(chǎn)能預(yù)測，實(shí)現(xiàn)目的層井軌跡的系統(tǒng)優(yōu)化。

3.3.1 靶點(diǎn)優(yōu)選定位與動態(tài)調(diào)整

面向順北大沙漠覆蓋、大埋深、火山巖復(fù)雜等勘探難點(diǎn)，強(qiáng)化采集、處理、解釋一體化技術(shù)攻關(guān)。通過優(yōu)化采集系統(tǒng)，確定適用觀測系統(tǒng)與激發(fā)接受參數(shù)，獲得反映深層斷控儲集體的高品質(zhì)地震資料；通過優(yōu)選處理方案，確定最優(yōu)處理參數(shù)，優(yōu)選精細(xì)速度建模與成像方法，提升斷裂帶內(nèi)幕及較小尺度縫洞體成像精度。

靶點(diǎn)優(yōu)選定位方面，通過實(shí)鉆井標(biāo)定和正演分析，明確“串珠波谷”對應(yīng)斷控儲集體的規(guī)模儲層，在空間上規(guī)模儲層頂面一般位于波谷中-下部。利用斷控縫洞體空間雕刻結(jié)果，預(yù)測洞穴類儲層發(fā)育位置及其與孔洞、裂縫儲層之間的關(guān)系，確定洞穴類儲層發(fā)育位置中心為鉆井靶點(diǎn)。通過洞穴、孔洞和裂縫不同類型儲層雕刻體，可以直觀立體顯示洞穴內(nèi)部能量差異，相比僅靠二維剖面和平面屬性定位更加精準(zhǔn)。

為確定鉆井地質(zhì)目標(biāo)的空間位置，實(shí)施VSP隨鉆地震地質(zhì)導(dǎo)向資料采集、處理與解釋，利用VSP速度對疊前深度偏移的速度模型進(jìn)行優(yōu)化校正，在原始深度速度場基礎(chǔ)上，通過VSP匹配與地質(zhì)約束，快速更新速度場，使速度更為準(zhǔn)確，從而預(yù)測目的層深度更為精準(zhǔn)。利用VSP測井速度修正地面地震速度場，對現(xiàn)有三維地震資料進(jìn)行疊前深度偏移重新處理，進(jìn)一步確定縫洞的空間位置，明確靶點(diǎn)，動態(tài)調(diào)整鉆井軌跡，保證靶點(diǎn)最優(yōu)化。

3.3.2 井控儲量估算與動用方式

通過立體雕刻，把雕刻出的每一個地震異常體進(jìn)行標(biāo)號與體積計算，再結(jié)合孔隙度、飽和度等參數(shù)逐個計算地震異常體儲量，通過縫洞與連通路徑的關(guān)系，綜合判斷井控范圍內(nèi)的異常體，并累加計算井控儲量。融合儲集體刻畫、儲量估算、連通性表征等成果，形成斷裂連通和軌跡連通兩種動用方式，并估算單井可能動用的儲量大小。

3.3.3 目的層井軌跡優(yōu)化設(shè)計

在儲集體分類建模、儲量估算及連通性分析基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)探、評價、產(chǎn)能建設(shè)等不同階段，形成不同斷裂帶“柵狀”儲集體結(jié)構(gòu)的井軌跡設(shè)計技術(shù)（圖5），提高一次儲層鉆遇率、單井儲量動用率及單井產(chǎn)量。

1）單斷多柵“一井一控”井軌跡設(shè)計技術(shù)

針對以強(qiáng)反射為主、空間上儲量分布集中的“單斷多柵”儲集體（圖5c），縱向上設(shè)計為深井，大斜度（井斜角45°～90°）揭穿強(qiáng)能量異常，保證鉆揭規(guī)模洞穴型儲集體，增大泄油面積；平面上設(shè)計為軌跡與斷裂大角度（60°～90°）相交、小水平位移鉆揭斷裂帶內(nèi)多組段面，擴(kuò)大酸壓儲層改造范圍，提高儲量動用率。

2）單斷單柵“一井多控”井軌跡設(shè)計技術(shù)

針對小區(qū)域內(nèi)儲集體相對分散，單個破碎體儲量小的“單斷單柵”儲集體（圖5b），平面上設(shè)計為軌跡與斷裂小角度相交（0°～30°）、長水平段鉆揭前、后端多個縫洞體，增大溝通泄油面積；縱向上設(shè)計為淺井，初步與疊接段深井構(gòu)建“縫注洞采、淺注深采”立體注采井網(wǎng)。

3）多斷多柵“一井多靶”井軌跡設(shè)計技術(shù)

針對兩條或多條相鄰斷裂組合帶，多個儲集體空間距離較近的“多斷多柵”儲集體（圖5d），平面上設(shè)計為軌跡與斷裂中小角度相交（40°～60°）、長水平段鉆揭多個儲集體，增大溝通泄油面積；縱向上設(shè)計為深井或淺井，與鄰井構(gòu)建“縫注洞采、淺注深采”立體注采井網(wǎng)。

3.4 風(fēng)險預(yù)測與優(yōu)快鉆井技術(shù)

順北地區(qū)上覆地層和奧陶系目的層地質(zhì)條件復(fù)雜，復(fù)雜火成巖、侵入巖、異常高壓、斷裂破碎帶導(dǎo)致鉆井面臨漏失、溢流和井壁垮塌等風(fēng)險，斷控縫洞型儲集體和地應(yīng)力分布復(fù)雜，給鉆井部署和施工帶來一系列挑戰(zhàn)，開展地質(zhì)風(fēng)險預(yù)測，支撐實(shí)現(xiàn)優(yōu)快鉆井意義重大。

3.4.1 風(fēng)險預(yù)測與井口甄選技術(shù)

1）二疊系火成巖預(yù)測技術(shù)

通過對已鉆井二疊系漏失位置精細(xì)標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)凝灰?guī)r和英安巖漏失風(fēng)險大，地震反射特征為雜亂反射，玄武巖漏失風(fēng)險小，地震反射特征為板狀連續(xù)強(qiáng)反射。利用地震波形特征差異，采用“波形分類”的技術(shù)手段預(yù)測火成巖橫向分布，分析漏失風(fēng)險。同時根據(jù)英安巖、凝灰?guī)r和玄武巖波阻抗差異，開展疊后波阻抗反演，提高二疊系火成巖不同巖性厚度預(yù)測精度。

2）志留系斷裂、裂縫帶預(yù)測技術(shù)

志留系易發(fā)生井漏，漏失主要與斷裂、裂縫發(fā)育相關(guān)。對原始地震數(shù)據(jù)開展斷裂增強(qiáng)處理，針對斷裂增強(qiáng)處理后的地震數(shù)據(jù)體開展多尺度斷裂檢測屬性分析，提高小尺度斷裂識別能力。形成以“斷裂增強(qiáng)處理+多尺度斷裂、裂縫預(yù)測”為主的志留系漏失風(fēng)險預(yù)測技術(shù)。

3）輝綠巖侵入體預(yù)測技術(shù)

順北地區(qū)發(fā)育侵入巖，鉆井鉆遇侵入巖易發(fā)生井壁垮塌，當(dāng)鉆遇地層傾角陡的侵入巖時會發(fā)生偏斜風(fēng)險，造成鉆井周期及成本增加。侵入巖在地震剖面上表現(xiàn)為較明顯的穿層板狀強(qiáng)反射特征，首先在地震資料上追蹤侵入巖發(fā)育范圍，其次在精細(xì)速度建模的基礎(chǔ)上進(jìn)行時深轉(zhuǎn)換，提取侵入巖的地層傾角屬性，最后通過疊后波阻抗反演，預(yù)測侵入巖的厚度，提高侵入巖深度、厚度和傾角預(yù)測精度。

4）異常高壓預(yù)測技術(shù)

通過對順北地區(qū)碎屑巖段溢流段的標(biāo)定、地球物理和測井曲線分析，溢流段具有地層速度變小和孔隙度增大的特征，同時溢流主要發(fā)育在砂、泥互層段，符合欠壓實(shí)作用的特征，認(rèn)為異常高壓成因主要為欠壓實(shí)作用。通過對順北地區(qū)鉆、錄、測井資料鉆后評估分析，進(jìn)行了分巖性和分層段巖石物理模擬，構(gòu)建了地層壓力預(yù)測模型，建立了以高精度速度反演為基礎(chǔ)的地層壓力預(yù)測方法。

目的層碳酸鹽巖溢流段主要集中在一間房組，構(gòu)造的相對高部位，且測井資料顯示發(fā)育縫洞型儲層，認(rèn)為異常高壓的成因主要為構(gòu)造擠壓和生烴作用。傳統(tǒng)Eaton法不適合碳酸鹽巖地層壓力預(yù)測，預(yù)測難度大，在碳酸鹽巖目的層段形成以“T0趨勢差、T47去強(qiáng)軸和應(yīng)力分析”為主的定性預(yù)測技術(shù)，指導(dǎo)確定泥漿密度窗口，盡可能保護(hù)油氣層。

5）井口甄選技術(shù)

在上覆地層鉆井風(fēng)險和儲層預(yù)測的基礎(chǔ)上，通過三維空間雕刻及“甜點(diǎn)”空間定位技術(shù)精選靶點(diǎn)，在靶點(diǎn)周邊約1 km半徑范圍內(nèi)，結(jié)合斷裂解析和鉆井地質(zhì)風(fēng)險預(yù)測結(jié)果，形成“緊貼目的層斷裂帶，避非目的層斷層，避高陡火成巖，避易漏易溢層”的井口甄選技術(shù)（圖7）。

圖7 順北地區(qū)斷控縫洞型儲層井口與井軌跡設(shè)計示意圖Fig.7 Schematic diagramshowing the wellhead and well trajectory of fault-controlled fractured-vuggy reservoirs in the Shunbeiarea

3.4.2 優(yōu)快鉆井技術(shù)

基于鉆前高精度地震層速度反演結(jié)果，建立地層四壓力預(yù)測模型，構(gòu)建鉆前四壓力剖面，明確必封點(diǎn)，確定全井段安全泥漿窗口，形成順標(biāo)系列井身結(jié)構(gòu)［36-37］；基于古生界巖性特征、巖石力學(xué)參數(shù)及抗鉆特性研究，優(yōu)選高效鉆頭及輔助破巖工具，優(yōu)化防斜鉆具組合和鉆井參數(shù)，形成古生界分層提速技術(shù)系列，主要包括：二疊系以淺“穿夾層PDC+大扭矩螺桿”提速技術(shù)，二疊系火成巖“異型齒PDC+扭沖/大扭矩螺桿”高效破巖技術(shù)，石炭系-志留系強(qiáng)參數(shù)破巖技術(shù)，桑塔木組“PDC+垂鉆+大扭矩螺桿”防斜打快技術(shù)，奧陶系儲層“混合鉆頭+抗高溫大扭矩螺桿”高效定向技術(shù)，機(jī)械鉆速提升50%以上［38-40］。

基于地質(zhì)風(fēng)險預(yù)測結(jié)果，明確二疊系火成巖、志留系漏失風(fēng)險，侵入體和破碎地層坍塌風(fēng)險，構(gòu)建井筒強(qiáng)化技術(shù)系列。包括二疊系逢縫即堵堵漏技術(shù)［41］，志留系低密度高效穿漏技術(shù)，微納米隨鉆封堵提承壓技術(shù)，“物理支撐+隨鉆封堵+精細(xì)施工”侵入體防塌技術(shù)［42］，破碎性地層微納米強(qiáng)封堵防塌技術(shù)等。二疊系-志留系漏失率從前期70%降至20%，單井堵漏周期從57.3 d降至10.8 d，奧陶系井壁失穩(wěn)處理復(fù)雜周期從196.2 d降至7.9 d。

基于地質(zhì)相控阻抗反演及分類雕刻量化研究結(jié)果，開展近井儲集體精細(xì)描述，為定向工藝優(yōu)化提供支撐。井眼軌道優(yōu)化設(shè)計方面，針對儲層特征，優(yōu)化井眼曲率半徑，鉆井軌道由單增剖面優(yōu)化為雙增剖面；定向工藝方面，研選定向用混合鉆頭，提高定向鉆進(jìn)時工具面的穩(wěn)定性，以提高定向效率［43-44］，單趟鉆純鉆時間由35 h提高至50 h以上；優(yōu)選5頭7級抗高溫定向彎螺桿，單趟純鉆時間由70 h提高到100 h，機(jī)械鉆速由2.2 m/h提高到3.5 m/h。配套測量儀器方面，優(yōu)選滿足高溫高壓需求隨鉆測量儀器，井斜測量精度±0.1°，儀器故障率由21%降低至12%。

3.4.3 儲層保護(hù)技術(shù)

順北斷控縫洞型儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，多尺度裂縫油氣滲流通道發(fā)育，基質(zhì)滲透性差，儲層污染對單井產(chǎn)能影響較大。室內(nèi)研究表明，碳酸鹽巖儲層巖石存在中偏強(qiáng)的堿敏，弱速敏、水敏、鹽敏，無酸敏性，固相侵入是儲層損害的主控因素［44］。根據(jù)儲層壓力預(yù)測結(jié)果，合理選擇鉆井液密度，配套可酸溶暫堵鉆井液體系，減少高密度鉆井液污染儲層［45］。根據(jù)理想充填以及SAN-2工程分布理論，優(yōu)選多粒級剛性顆粒、變形材料，構(gòu)建隨鉆暫堵體系和不同裂縫寬度的高效橋接堵漏體系。

使用“控壓+降密度”鉆井工藝，配合旋轉(zhuǎn)控制頭、節(jié)流管匯、節(jié)控箱（液動）、壓井管匯、液氣分離器等主要控壓設(shè)備，通過調(diào)節(jié)節(jié)流管匯液動節(jié)流閥閥位開度，以立套壓、液面為依據(jù)，進(jìn)行控壓（套壓＜5 MPa）鉆井，實(shí)現(xiàn)微過平衡（控制漏速小于2 m3/h）鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)減少漏失量、多穿有效儲層的目的。推廣應(yīng)用后儲層穿漏進(jìn)尺最長635 m，鉆井液密度最低降至1.05 g/cm3，鉆井液漏失量降低44%。

通過建立風(fēng)險預(yù)測與優(yōu)快鉆井關(guān)鍵技術(shù)，較準(zhǔn)確預(yù)警、預(yù)報鉆井地質(zhì)風(fēng)險，在鉆井設(shè)計階段盡可能避開風(fēng)險，在鉆進(jìn)過程中提前準(zhǔn)備風(fēng)險應(yīng)對措施，解決鉆井工程難題，提速、提質(zhì)、提效實(shí)現(xiàn)快速安全鉆井，同時提高井筒穩(wěn)定性，為后期完井提供支撐。

3.5 分段酸壓與襯管完井技術(shù)

3.5.1 裸眼分段酸壓完井技術(shù)

柵狀儲集結(jié)構(gòu)一井多靶井型特點(diǎn)決定了，籠統(tǒng)酸化不能充分改造多個儲集體，綜合動用效果差，因而完井工藝需采用分段改造方式擴(kuò)大動用，提升單井產(chǎn)能。奧陶系儲層段破碎、天然裂縫發(fā)育，裸眼井徑不規(guī)則、漏失嚴(yán)重，套管固井難度大，因此需優(yōu)選裸眼分段完井方式。常用的壓縮式裸眼分段工具對井眼條件要求高，需滿足井眼曲率≤8°（每30 m）、井徑擴(kuò)大率≤5%，而順北90%以上的油氣井不滿足要求；井眼適應(yīng)性更強(qiáng)的擴(kuò)張式裸眼封隔器耐溫（150℃）、耐壓（50 MPa），滿足不了順北應(yīng)用需求。

結(jié)合地質(zhì)-工程一體化需求，優(yōu)選擴(kuò)張式裸眼封隔器裸眼分段方案，攻關(guān)提升完井工具性能。一方面通過橡膠、骨架支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張式膠筒耐溫、耐壓性能提升，另一方面創(chuàng)新設(shè)計永久關(guān)閉式膠筒進(jìn)液結(jié)構(gòu)，封隔器坐封后，膠筒內(nèi)液量不因環(huán)境溫度、壓力變化而改變，實(shí)現(xiàn)了改造-投產(chǎn)過程中100～180℃大溫差條件下的長效密封。

通過上述改進(jìn)，攻關(guān)形成一種耐高溫、耐高壓的K343擴(kuò)張式裸眼封隔器，相對常規(guī)裸眼封隔器，耐溫由150℃提升至180℃，耐壓由50 MPa提升至70 MPa，膠筒長度由0.2 m提升至1.2 m，適用裸眼曲率由8°（每30 m）提升至20°（每30 m），擴(kuò)徑率由5%提升至10%，封隔器整體性能提升了40%以上，適應(yīng)性也顯著提升，充分發(fā)揮了擴(kuò)張式裸眼封隔器的優(yōu)勢：膠筒長，天然裂縫封隔能力強(qiáng)；剛度低，軌跡適應(yīng)能力強(qiáng)；擴(kuò)張率大，井徑適應(yīng)能力強(qiáng)；性能提升，滿足順北溫度壓力需求。同時配套頂部懸掛封隔器、分段滑套、耐酸可溶球等工具，形成了一種適用于順北超深儲層的擴(kuò)張式裸眼分段酸壓完井技術(shù)。

3.5.2 井壁支撐襯管完井技術(shù)

順北斷控縫洞型儲層受地質(zhì)構(gòu)造和斷裂帶影響，易破碎、坍塌風(fēng)險高［43］，油氣井常采用裸眼完井方式，前期已發(fā)現(xiàn)5口井因井壁坍塌而停產(chǎn)，累計損失產(chǎn)量256 t/d。井深在8 000 m以上的油氣井面臨修井周期長、修井成本高、恢復(fù)生產(chǎn)困難等難題。

基于地質(zhì)多靶點(diǎn)“一井多控”布井思路，完井工藝需滿足裸眼井壁支撐、后期易側(cè)鉆的雙重需求。針對“單斷單柵”儲集結(jié)構(gòu)，提出鋁合金易鉆襯管井壁支撐完井思路。通過易鉆金屬材質(zhì)、耐酸涂層優(yōu)選，易鉆襯管尺寸優(yōu)化，研發(fā)形成一種耐溫180℃、耐壓70 MPa、內(nèi)徑100 mm的耐酸鋁合金油管，并配套耐酸F-3涂層，具有“易鉆磨、能酸壓、能修井”三大技術(shù)優(yōu)勢［46-47］。

通過管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化、關(guān)鍵工具配套等，攻關(guān)形成“可回收頂部懸掛封隔器+易鉆管+碳鋼盲管/篩管”和“易鉆丟手器+易鉆管+機(jī)械反扣丟手+碳鋼盲管/篩管”兩種井壁支撐完井管柱（圖8），管柱尺寸的選擇結(jié)合裸眼尺寸、狗腿度等，遵循“優(yōu)先保證下入、再保證通徑”的原則。為了降低完井作業(yè)成本，采用易鉆、碳鋼復(fù)合襯管管柱設(shè)計，易鉆管頂部位置設(shè)計為生產(chǎn)套管管鞋以上50 m以內(nèi)，底部位置設(shè)計為造斜點(diǎn)（或側(cè)鉆點(diǎn)）以下50 m以內(nèi)。結(jié)合測井解釋成果和地質(zhì)認(rèn)識，篩管位置正對優(yōu)勢儲層段，保證儲集體得到針對性的改造和充分的產(chǎn)能釋放。

圖8 破碎帶儲層襯管完井管柱結(jié)構(gòu)示意圖Fig.8 Schematic diagramof liner completion string structure in reservoirs in fractured zones

3.6 儲層分類改造技術(shù)

針對井區(qū)“柵狀結(jié)構(gòu)”模型，通過近井不同類型儲集體精細(xì)描述，實(shí)施針對性高效改造完井工藝，形成超深碳酸鹽巖斷控縫洞型油氣藏高效改造技術(shù)系列。開展不同儲層類型及井儲關(guān)系研究，攻關(guān)復(fù)合深度酸化疏通、復(fù)雜縫改造、縱、橫向深穿透溝通、暫堵+工具分段酸壓改造技術(shù)，形成斷控縫洞型油氣藏高效改造技術(shù)系列（表1），解決超深斷控縫洞型油氣藏“易漏失、弱連通、強(qiáng)封隔”開采難題。

表1 順北地區(qū)斷控縫洞型油氣藏高效改造工藝選型Table 1 Selection of high-efficiency reconstruction technology for fault-controlled fractured-vuggy reservoirs in the Shunbeiarea

3.6.1 復(fù)合酸深部疏通技術(shù)

順北鉆井漏失量大，水平井鉆井巖屑難返出，井周污染嚴(yán)重，疏通難度大；閉合壓力高，縫寬小，導(dǎo)流能力下降快。針對上述問題，基于酸蝕蚓孔擴(kuò)展研究，提出了土酸+膠凝酸溶蝕近井污染、反應(yīng)速度慢的自生酸+穿透距離遠(yuǎn)的交聯(lián)酸進(jìn)行復(fù)合酸化提高遠(yuǎn)井導(dǎo)流能力的復(fù)合酸深部疏通技術(shù)，疏通范圍30～60 m，有效解決漏失污染井的復(fù)產(chǎn)、增產(chǎn)問題。

3.6.2 復(fù)雜縫改造技術(shù)

針對破碎帶內(nèi)天然裂縫發(fā)育，但連通性差的問題，基于縫網(wǎng)形成數(shù)值模擬與物模實(shí)驗研究［48］，攻關(guān)形成復(fù)雜縫改造技術(shù)，先注入高粘壓裂液形成高導(dǎo)流深穿透主縫，溝通斷裂體；再注入低粘度的“酸性滑溜水”，刻蝕、激活、連通天然裂縫，大幅增加斷裂體內(nèi)部改造范圍（體積），實(shí)現(xiàn)由“點(diǎn)線溝通”向“面體溝通”轉(zhuǎn)變。

3.6.3 縱、橫向深穿透溝通技術(shù)

針對井眼距離儲集體遠(yuǎn)、常規(guī)酸壓難以溝通的問題，基于裂縫擴(kuò)展理論［48］，攻關(guān)形成深穿透溝通技術(shù)，采用大排量（9 m3/min以上）、大規(guī)模（2 000 m3以上）和高粘壓裂液（200 mPa·s以上），提高凈壓力，促使裂縫縱、橫向快速延伸，實(shí)現(xiàn)縱、橫向未鉆達(dá)儲集體的有效溝通。同時采用4.5 in油管、140 MPa井口及加重壓裂液，提高施工能力。

3.6.4 分段酸壓技術(shù)

針對水平井周圍有多套儲集體，籠統(tǒng)酸壓難以高效動用的難題，攻關(guān)形成工具+暫堵分段技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多套儲集體同時動用。針對無放空/小漏失井，暫堵分段酸壓可滿足二級改造，最大暫堵壓力可達(dá)15 MPa；針對洞穴-裂縫型儲集體井多個斷面/破碎體改造，且擴(kuò)徑＜5%、井眼曲率≤15°（每30 m）的裸眼采用工具硬分段酸壓工藝精確動用；鑒于工具分段對井筒條件要求高，暫堵分段適用于無放空/小漏失井，對于多套有利儲集體目標(biāo)，可采用工具+暫堵復(fù)合分段酸壓，提高分段能力、動用多個分隔斷面/破碎體。

3.7 地質(zhì)-工程一體化成效

針對順北超深斷控縫洞型油氣藏，聚焦地質(zhì)與工程技術(shù)關(guān)鍵難題，通過多學(xué)科、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，大力實(shí)施地質(zhì)-工程一體化，取得明顯成效：①地質(zhì)風(fēng)險預(yù)警綜合吻合率由55%提高到95%，提高40%，單井復(fù)雜故障時效由12.58%降至5.03%，降低60%，平均鉆井周期大幅縮短，由280 d降至170 d（最低128 d），平均單井周期縮短量超過100 d；②實(shí)現(xiàn)高效勘探與效益開發(fā)，發(fā)現(xiàn)順北4號、8號斷裂帶兩個油氣當(dāng)量超億噸的凝析氣藏增儲區(qū)帶，21口完鉆井全部獲得高產(chǎn)，其中初產(chǎn)油氣當(dāng)量超千噸的油氣井多達(dá)16口。

4 發(fā)展趨勢與攻關(guān)方向

隨著順北勘探開發(fā)向主干斷裂帶之外次級斷裂帶、深層新領(lǐng)域拓展，油氣勘探開發(fā)全面展開，勘探目標(biāo)埋深更大、溫度更高、氣油比更高，且油氣資源劣質(zhì)化和油氣勘探開發(fā)對象復(fù)雜化日益明顯，對地質(zhì)目標(biāo)評價、效益勘探開發(fā)與工程技術(shù)的挑戰(zhàn)更加突出，地質(zhì)-工程一體化地位和作用更加凸顯。

地震地質(zhì)研究方面，完善、迭代提升斷控縫洞型油氣藏全生命周期地質(zhì)-工程一體化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，貫穿井位部署、方案制定、設(shè)計優(yōu)化、鉆井完井、試油試采、油氣藏評價的全過程。重點(diǎn)要加強(qiáng)走滑斷裂帶地震波場特征研究，提升超深走滑斷控縫洞體成像與描述精度；強(qiáng)化斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細(xì)解析，深化斷控縫洞型儲集體“柵狀結(jié)構(gòu)”形成、演化與分布規(guī)律認(rèn)識；完善超深斷控縫洞型油氣藏成藏理論，持續(xù)攻關(guān)不同類型勘探目標(biāo)評價技術(shù)。

工程技術(shù)保障方面，加快構(gòu)建與之適應(yīng)和配套的工程關(guān)鍵技術(shù)體系。重點(diǎn)要加強(qiáng)抗高溫工具、儀器、材料的研發(fā)；開展特深井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、油套管輕量化技術(shù)、防氣侵鉆井液技術(shù)、特深高溫小井眼高效定向技術(shù)、高壓裂縫性氣層井控技術(shù)等研究；開展真實(shí)地層條件下室內(nèi)物理模擬實(shí)驗及造縫理論研究，180～200℃超高溫緩速酸液研發(fā)；探索研究智能鉆頭技術(shù)、大數(shù)據(jù)提速技術(shù)等。

信息化建設(shè)方面，目前還存在一定的信息孤島問題，需要進(jìn)一步完善地質(zhì)-工程一體化數(shù)據(jù)平臺，深度挖掘數(shù)據(jù)時效性，同時加大探索人工智能等新技術(shù)應(yīng)用，提高多學(xué)科數(shù)據(jù)使用效率，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科數(shù)據(jù)的深度融合，保障復(fù)雜油氣藏的高效勘探開發(fā)。

5 結(jié)論

1）地質(zhì)-工程一體化能夠最大限度地解決復(fù)雜地質(zhì)條件導(dǎo)致的一系列工程難題。針對順北超深斷控縫洞型油氣藏這種新類型的油氣藏，堅持“少井高產(chǎn)”理念，將地質(zhì)研究、工程設(shè)計和組織實(shí)施納入一體化協(xié)作體系，近兩年相繼打出16口“千噸油氣當(dāng)量”高產(chǎn)井，實(shí)現(xiàn)提速、提質(zhì)、提產(chǎn)、提效、降本。

2）高效地質(zhì)-工程一體化協(xié)同運(yùn)行平臺，是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)-工程一體化的重要前提。通過搭建地質(zhì)-工程一體化、勘探-開發(fā)一體化協(xié)同工作平臺，打破原有“技術(shù)分割、管理接力”運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)非目的層風(fēng)險精準(zhǔn)預(yù)測、全面預(yù)報鉆探風(fēng)險，目的層保護(hù)儲層、發(fā)現(xiàn)油氣，協(xié)調(diào)、統(tǒng)一地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)優(yōu)快鉆井。

3）持續(xù)深化地質(zhì)認(rèn)識、持續(xù)迭代關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)-工程一體化的重要保障。針對走滑斷裂帶“柵狀結(jié)構(gòu)”儲集體模型，實(shí)行“一井一體、一井多控、一井多靶”差異化設(shè)計，形成儲層建模與井型設(shè)計、儲量估算與井網(wǎng)構(gòu)建、井軌跡優(yōu)化設(shè)計、風(fēng)險預(yù)測與優(yōu)快鉆井、分段酸壓與襯管完井、儲層描述與分類改造等全生命周期關(guān)鍵技術(shù)體系，成井周期大幅縮短，高產(chǎn)井成功率明顯提升。

4）打破學(xué)科界限與專業(yè)壁壘，多學(xué)科深度融合，是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)-工程一體化的重要途徑。順北油氣田充分發(fā)揮多學(xué)科優(yōu)勢，推動地質(zhì)認(rèn)識、工程技術(shù)、油藏開發(fā)技術(shù)等迭代提升，支撐順北油氣田高效勘探與效益開發(fā)，發(fā)現(xiàn)順北4號、8號斷裂帶兩個油氣當(dāng)量超億噸級凝析氣藏增儲區(qū)帶。