• / 4
  • 下载费用:1 下载币  

美国致密砂岩气藏开发与启示38332207

关 键 词:
美国 致密 砂岩 开发 启示 38332207
资源描述:
第3 发 工 程 美国致密砂岩气藏开发与启示 雷群 万玉金 李熙茹 胡勇 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 雷群等.美国致密砂岩气藏开发与启示.天然气工业,2010,30(1):45—48. 摘 要 美国是目前致密砂岩天然气产量最多的国家,历经4网加密、增产改造及钻井 完井等系列配套技术,其成功的开发实践将为我国致密砂岩气藏开发提供宝贵的经验。在系统调研并分析美国致密砂 岩气藏储层特征、开发特征与关键技术的基础上,借鉴美国致密砂岩气田的开发经验,得到以下几点启示:①三维地震技 术可以有效地提高开发井成功率;②井网加密可以有效提高多层、透镜状气藏的采收率;③直井分层压裂是致密气藏开 发的主体增产工艺技术;④综合应用小井眼、快速钻井、地面优化简化等技术来降低成本。上述分析研究结论将对我国 低渗透砂岩气藏合理开发起到积极的推动作用。 关键词 美国 致密砂岩 气藏 开发 压裂 增产 工艺 经验 0.3787/J.000—0976.2010.01.012 O 引言 美国致密砂岩气开采始于20世纪70年代,2008 年致密砂岩气产量达到1 757×10 m。,约占美国天然 气总产量的30 9/6以上。在致密砂岩气藏开发技术等 方面积累了较多成功经验,学习和借鉴这些宝贵经验, 将为我国低渗透砂岩气藏合理开发起到积极作用。 l 美国致密砂岩气藏储层与开发特征 资料表明:美国本土现有含气盆地1中发 现具有致密砂岩气藏的盆地23个,主要分布在西部, 特别是落基山地区,该地区致密砂岩储层以白垩系和 第三系的砂岩、粉砂岩为主。 1.1 致密砂岩气藏储层特征 1)孔隙度、渗透率均比较低,产气层的渗透率都在 0.0。下,孔隙度一般为3 ~12 。 2)透镜状砂体发育,横向上连续性差。在许多含 致密砂岩气的盆地(如大绿河、皮申斯、犹因他盆地) 中,致密砂岩储层为不连续的透镜体,在纵向上呈叠置 状。据统计,透镜状致密砂岩天然气储量约占致密砂 岩气总储量的43%。 3)含水饱和度高,致密砂岩储层的含水饱和度一 般为3O 9/6~70 ,通常以40 作为估算致密砂岩气储 层的下限饱和度值。 4)裂缝较发育,天然裂缝是由天然气生成过程中 产生的高孑形成的。裂缝中有的开启,有的为矿物充填。充填 矿物主要为细粒一粗粒结晶的方解石,局部为石英、重 晶石、地开石等,裂缝一般不穿层。 1.2致密砂岩气藏开发特征 1)气井单井产量低,平均单井产量一般在0.2× 10 ~1.2×10 m。/有个气田产量较高,平均单井产量在2×10 ~ 3×10 m。/2)单井可采储量少,并呈逐年下降趋势。单井累 计采气量一般在1 000×10 ~5 000×10 m。,新井平 均单井可采储量由1996年的6 400x 10 m。降低到 2005年的2 800×10 m。。 3)气井以定压方式生产,单井初期产量高,具有投 资回收期短、地层能量充分利用、快速获得动态资料等 优点,但单井递减速度较快,早期递减率超过4o%,单 井生产期可长40 a。 4)为了保持气田稳产,采取大规模钻井、井间接替 方式,2001年新钻井超过5 000口,2004年超过 作者简介:雷群,1963年生,教授级高级工程师,中国石油天然气股份有限公司高级技术专家,博士生导师;从事油气田开发研 究工作。地址:(065007)河北省廊坊市万庄44号信箱。电话:(9213526。E—然气工业 2010年1月 10 000口,2006年超过13 000口。 2美国致密砂岩气藏开发的关键技术 2.1气藏描述技术 对致密砂岩气藏进行精细描述,是有效开发这类 气藏的基础。发展了以提高储层预测和气水识别精度 为目标的二、三维地震技术系列,主要包括构造描述技 术、波阻抗反演储层预测技术、地震属性技术、频谱成 像技术、三维可视化技术以及地震叠前反演技术_1]。 三维地震技术的应用有效地提高了钻井成功率。 1990年以前,以二维地震为主体技术,开发井钻井成 功率小于70 ;1990年以后,气藏描述及三维地震技 术的应用使钻井成功率提高到85 以上。 对致密砂岩气藏而言,寻找裂缝发育带,对提高致 密储层天然气的储量、提高单井产量有着举足轻重的 作用,它直接关系到致密砂岩气藏的经济可采性。 1996年,美国,优化布井,单井控制储量由使用三维地震之前的 0.51×10 m。提高到0.96X 10 m。,亿立方米天然气 储量勘探开发成本由177万美元降到114万美元。 2.2井网加密技术 对于多层叠置的透镜状气藏,井网加密以大 幅度提高气藏采收率。 2.2.1 井网加密的技术流程 在综合地质研究基础上,应用试井、生产动态分析 和数值模拟等动态描述技术,确定井控储量与供气区 形态,优化加密井网,主要包括以下主要步骤: 1)利用生产动态分析技术确定单井模型,估算储 层渗透率、单井控制储量和有效泄气面积等。 2)做单井泄气面积累计频率分布曲线,统计分析 单井泄气面积分布情况,依据目前井控条件与泄气面 积的匹配关系,分析加密井的潜力。 3)依据单井控制储量与泄气面积的关系,估算加 密后新增可采储量,评价加密的可行性。 4)地质评价与动态描述相结合,确定加密井位,实 施井网加密。 5)依据获得的静、动态资料,评价井网加密效果, 评估是否具有进一步加密的潜力。 2.2.2 井网加密条件和时机 井网加密条件:一是井问基本无干扰;二是有效泄 气面积小于目前井网控制面积。 对于多层叠置的透镜状砂岩气藏,只要具有足够 多的静、动态信息,认清气藏分布规律、单井控制储量 和有效泄气面积,具有加密条件就可以进行井网加密。 2.2.3 应用实例 藏深度在1 10000 m,属于典型的透镜 状致密砂岩气藏。透镜体厚6~18 m、宽150~450 m,砂体平面连通性差;储层孑12 、渗 透率介于0.005×10 40.03×10 根据计表明14.7×10。m。/当井网密度为0.65 井 时,采收率介于5 ~6 。 2.2.3.1地质评价 对透镜状砂岩露头研究表明,相距304.8 除了少量连续性好的砂体外,大部分砂体均不连通。 钻井成果表明,当井距接近335.28 少存在井 间干扰。 对井进行多井试验,结果表明井与井之间的测井相关 性较差。综合考虑低渗、渗透率各向异性和几何形状 等因素进行气藏模拟研究,结果表明该储层砂体纵向 分布好于平面分布,平面连通性差,气井的泄气面积有 限。因此,通过井网加密和多层完井技术促进了该类 气藏的规模有效开发。 2.2.3.2 动态分析 在新井井 底压力测试结果与周边高产量老井进行了对比,结果 表明基本上没有连通性。1994~1996年分别进行了 井网密度为0.32 井、0.16 井和0.08 井时的井底压力恢复测试,测试结果表明井间基本上 没有压力传导。 2.2.3.3确定井网密度 选取气田不同位置的、具有代表性的气井,进行了 气井数值模拟历史拟合及预测。预测结果显示,气藏 在生产20 井的单井累积产量平均0.51×10 m。,泄气面积平均为0.05 气藏数值模拟和生产 数据表明在传统井网密度0.65 井时,气田的采 收率仅为7 ,当井网密度为0.16 井时,采收率 将升至21 。考虑渗透率、非均质性、沉积方向等因 素进行数值模拟,结果表明:泄气面积将倾向东西方 向,同时砂体的展布是长方形的,而不是正方形。 2.2.3.4技术验证 5 井,甚至更大。1994年向科罗拉多油气委员会提出了 0.32 的井网加密请求,并首次实施井网加密。 之后又申请以井网密度0.16 进行开采。在 第3 发工 程 1996年,钻4口井进行0.08 k /井的试验,效果很好, 加密钻井方法得到进一步推广应用(表1)。1998~2000 年期间,在试验区又加密了12口井。使得试验区(2.59 的井数达到3效井网密度为0.08 ),这些气井的初期产量为2.83×1O ~5.7×1O / d,预计草井最终累计产量为0.4×10 ×10 表1 井 /瓣 对井网加密过程生产动态分析如下。 1)随着井网密度的增加,每口井的可采储量保持 相对比较稳定;对w;井网密 度为0.08 井时,2.59 验区的可采储量为 14.14×10 ~16.98×10 井底压力测试结果表 明:在72个砂岩测试层中,其中只有4口井3个层存 在井间干扰,即压力部分衰竭。 2)从2001年末到2003年初,加钻了 总井数达到4网密度只有0.O,1 井。初步 分析表明:大部分井的初始产量为2.83×10 ~5.67 ×10 m。/d,比之前井网密度为0.08 井和0.16 井的井更有优势。根据1年的生产数据,预计平 均单井累计产气可达0.57×10 m。。在对近期钻的井 网密度为0.08 井的加密井压力测试中.发现98 个独立砂岩体测试中的6个有气藏压力部分衰竭现 象。如果64口井全部投产,预计该区域累计产气量大 于31.71×10 表1)。根据预测,试验区域的采收 率将达到75 ,而0.65 井网密度的采收率仅 为1O 。 2.3增产工艺技术 增产工艺技术主要包括层状砂岩气藏分层压裂技 术 。、块状砂岩气藏大型压裂和水平井分段改造技 术等。 2.3.1 分层压裂技术 分层压裂的目的主要是提高纵向上的小层动用程 度。分层压裂的主要技术方法包括连续油管分层压 裂、封隔器分层压裂等。 分层压裂时着重考虑的因素主要有层数、隔层厚 度及各层应力差。国外直井分压技术以连续油管加跨 隔式封隔器分压技术为主,单井可连续分压1O~2O 层,一次排液。在能够在36 施工时间 由5周缩短至4 d,同时产量增加90 以上。 2.3.2 大型压裂技术 自20世纪80年代以来,以美国裂技术研究与应用为基础,提出大型压裂概念,通常 要求支撑半缝长大于300 m,加砂规模大于100 m。被 认为是大型压裂。一般具有以下特点的储层适宜大型 压裂:气测渗透率小于0.1×10 /*m ,砂层厚度一般 为20 平面上分布稳定,人工裂缝方位与有 利砂体展布方向一致。 美国层埋深2 316~2 560 层厚度15~30 透率0.005×10 ~0.05× 10一。 m 。一般加砂量9O~150 1最大255 压 后缝长400~600 m,压后稳产2.0×10 ~3.5×10 m。/a,最大5.2×10 1a。 2.3.3水平井分段压裂技术 水平井分段压裂可以对水平层段进行选择性改 造,提高水平段整体渗流能力。水平井分段压裂技术 及特点:多级封隔器压裂,通常压后不动管柱;水力喷 射压裂,气井压裂需考虑带压作业问题;限流压裂,射 孔优化要求高、排量大;机械桥塞分段压裂适应套管完 井,作业成本较高。截止到2006年,国外已有1 000 多口井采用水力喷射改造技术。 2.4钻采工艺技术 对于致密砂岩气藏,低成本的钻采工艺技术主要 是小井眼井技术和欠平衡钻井技术等。 小井眼是指完井井眼尺寸小于152.4 全 井6O 以上井眼尺寸为152.4 井跟技术_ 。 的优点主要体现在井场占地面积小,钻井设备轻,工作 量少,只需常规钻井三分之一的工作人员,钻井费用 低.井场各项费用减少60 ,节约钻井成本15 ~ 40 ,在低渗透、特低渗透气藏,水平井、分支井、深井 最大垂直井深超过6 000 。近十几年来,随着油气生产费用的攀升,以及石油 工程领域不断向边远地区扩展和钻井工艺技术水平的 提高,钻小井跟井开采油气的优越性更为凸显,目前, ·48· 天然气工业 2界上已钻成小井眼井上万口,国外已开始用连续管 钻小井眼。 欠平衡钻井是在钻井过程中井筒流体有效压力低 于地层压力,允许地层流体进人井简,并可将其循环到 地面可控的钻井技术,该技术有利于储层保护和大幅 度提高机械钻速,在致密砂岩气藏钻井中得到广泛应 用,美国欠平衡钻井占总钻井数的比例已达到30%。 3 几点启示 通过分析美国致密砂岩气藏地质开发特征和关键 技术,得到以下几点启示: 1)三维地震勘探有助于准确认识复杂构造、储层 的非均质性和裂缝,可有效提高开发井成功率。 2)井网加密技术能够有效提高多层、透镜状气藏 的采收率,井网密度和加密时机的确定需要充分利用 动、静态资料,并考虑经济因素。 3)直井压裂是致密气藏开发的主体技术,工艺技 术要适应地质条件,对于裂缝发育的层状气藏可以探 索应用水平井。 4)致密气藏开发通过应用小井眼、快速钻井、地面 优化简化等技术来降低成本。 参 考 文 献 J.D tO in ].006,25. L, C.A tO of J].996,11(3):196 202. E3] J B, W,,et of in by of ] f s.n.],2003. , E, C.f 000. [5]孙宁,苏义脑.钻井工程技术进展北京:石油工业出版 社,2006. (收稿13期 2009—05—27编辑韩晓渝) 2009年国外石油科技十大进展 ①复杂地质环境油气勘探分析技术解决多种储层钻探难题; ②页岩气开采技术取得突破性进展; ③油藏数值模拟能力达到十亿网格节点; ④双程逆时偏移技术解决复杂条件地震成像难题; ⑤高密度宽方位地震勘探技术实现规模应用; ⑥有缆钻杆技术突破钻井自动化信息传输瓶颈; ⑦井间电磁测井仪器研发取得新进展; ⑧过钻头测井系统投入商业应用; ⑨非接触式磁力断层摄影术可有效实现管道完整性检测; ⑩多产丙烯联产己烯一1的组合技术开发成功。 (天工摘自《中国石油报))20103)
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:美国致密砂岩气藏开发与启示38332207
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-51450.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开