中新網(wǎng)四川新聞5月9日電 (彭剛 胡曉華)今年一季度，中國石油西南油氣田公司(簡稱“西南油氣田”)頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到32.85億方，同比增長15.87%。
經(jīng)過十余年探索，西南油氣田已在川南的長寧、威遠(yuǎn)區(qū)塊建成國內(nèi)首個(gè)“萬億儲(chǔ)量、百億產(chǎn)量”頁巖氣田，正在瀘州區(qū)塊加快建設(shè)第二個(gè)“萬億儲(chǔ)量、百億產(chǎn)量”頁巖氣田。
川南頁巖氣資源豐富，是西南油氣田頁巖氣勘探開發(fā)主戰(zhàn)場，但地質(zhì)工程條件復(fù)雜，具有“一薄(‘鉑金靶體’厚度薄)、兩低(低孔、低滲)、三高(溫度高、應(yīng)力高、應(yīng)力差高)、四發(fā)育(小斷層發(fā)育、微幅構(gòu)造發(fā)育、裂縫發(fā)育、層理發(fā)育)”的特征，頁巖儲(chǔ)層條件較差，開發(fā)難度大。
如何破解頁巖氣開發(fā)的難點(diǎn)、痛點(diǎn)、堵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)？針對川南頁巖氣復(fù)雜的地質(zhì)工程情況，西南油氣田開展地質(zhì)工程一體化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，打破原有的“技術(shù)條塊分割、管理接力進(jìn)行”管理模式，將開發(fā)過程中相對獨(dú)立、相互分散的多學(xué)科綜合研究、多環(huán)節(jié)工程同時(shí)實(shí)施、多部門項(xiàng)目管理融合為有機(jī)整體，推廣應(yīng)用地質(zhì)工程一體化高產(chǎn)井培育方法，取得良好勘探開發(fā)效果。
定好井：優(yōu)化井位部署定位
頁巖氣開發(fā)第一步，是區(qū)域甜點(diǎn)目標(biāo)的選擇。甜點(diǎn)目標(biāo)就像夾心餅干，而“鉑金靶體”就好比夾心餅干的奶油層。井位部署，就是通過精細(xì)氣藏描述，優(yōu)選夾心餅干，鎖定奶油層。
西南油氣田利用三維地質(zhì)建模技術(shù)建立井區(qū)儲(chǔ)層的精細(xì)化三維構(gòu)造模型、屬性模型、地應(yīng)力模型、天然裂縫模型，構(gòu)建“地質(zhì)+工程”全要素三維模型。然后，綜合分析不同地質(zhì)工程參數(shù)與單井產(chǎn)量的相關(guān)性，明確水平井軌跡方位、箱體位置、Ⅰ類儲(chǔ)層、井筒完整性、主體壓裂工藝等高產(chǎn)主控因素的情況，繪制多種主控參數(shù)疊合的甜點(diǎn)分布圖，綜合考慮三維地質(zhì)模型與三維地質(zhì)力學(xué)模型的影響，確定井位優(yōu)化部署及水平井設(shè)計(jì)。
確定靶體位置時(shí)，科研人員通過分析已實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)大量生產(chǎn)井的特征，在三維模型內(nèi)，將縱向網(wǎng)格分辨率加密至0.5米，實(shí)現(xiàn)“鉑金靶體”空間分布的精細(xì)刻畫，為水平井軌跡設(shè)計(jì)和鉆井導(dǎo)向奠定基礎(chǔ)。
西南油氣田建立川南地區(qū)地面、地下一體化水平井部署模式，用地下、地面兩個(gè)資源，整體優(yōu)化建產(chǎn)井井位部署，使平臺(tái)資源動(dòng)用率從2012年的50%提高至目前的80%以上。
據(jù)了解，西南油氣田基于一體化三維地質(zhì)工程模型，建立不同地質(zhì)工程條件下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化開發(fā)技術(shù)策略定量評(píng)價(jià)圖版，在確保效益開發(fā)的前提下，最大限度提高采收率。
鉆好井：優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層鉆遇率更高
我國頁巖氣優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層存在靶體厚度薄、微幅構(gòu)造及斷層發(fā)育的特征。要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)條件下精準(zhǔn)追蹤優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，就要開展地質(zhì)工程一體化建模，對優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層垂向分層和橫向展布進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，再根據(jù)模型精確設(shè)計(jì)鉆井井眼軌道，最后優(yōu)選導(dǎo)向工具實(shí)施精準(zhǔn)軌跡控制。
科研人員基于一體化三維地質(zhì)工程模型，設(shè)計(jì)地質(zhì)導(dǎo)向方案，通過精準(zhǔn)定位，優(yōu)選工具精確導(dǎo)向，確保水平段長達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)靶體鉆遇率高、鉆井效率高。
在鉆前，科研人員鎖定優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，明確目標(biāo)靶體，建立三維地質(zhì)工程模型，設(shè)計(jì)最優(yōu)井眼軌道及導(dǎo)向方案；水平段著陸前，綜合隨鉆伽馬、元素錄井及綜合錄井資料，逐一識(shí)別、校對目的層上部標(biāo)志層，根據(jù)實(shí)鉆情況及時(shí)校正導(dǎo)向模型和優(yōu)化軌道設(shè)計(jì)，控制軌跡精準(zhǔn)、平穩(wěn)入靶。
進(jìn)入水平段后，通過定位鉆頭在目標(biāo)層的位置，實(shí)時(shí)調(diào)整鉆具姿態(tài)并控制井眼軌跡在目的層內(nèi)有效延伸，保障優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層鉆遇率。鉆進(jìn)過程中，如果發(fā)生鉆遇斷層、產(chǎn)狀突變等異常情況，綜合考慮地質(zhì)變化、井筒工況及鉆井難度重新設(shè)計(jì)軌跡，鉆后根據(jù)實(shí)鉆資料修正地質(zhì)導(dǎo)向模型，對地震資料重新處理和解釋，為鄰井提供指導(dǎo)。
壓好井：壓裂改造提高產(chǎn)量
在頁巖氣開發(fā)初期，由于缺乏復(fù)雜縫網(wǎng)定量描述和評(píng)價(jià)方法，頁巖氣井雖然采用相同的壓裂工藝參數(shù)，但是受非均質(zhì)性、地應(yīng)力、天然裂縫、巖石力學(xué)參數(shù)等因素影響，導(dǎo)致單井產(chǎn)量差異很大。
通過探索實(shí)踐，西南油氣田在開展壓裂模擬研究和氣井產(chǎn)量主控因素分析的基礎(chǔ)上，形成了適用于頁巖儲(chǔ)層的地質(zhì)工程一體化壓裂設(shè)計(jì)方法，有效提高了單井產(chǎn)量。
在水平井壓裂施工過程中，科研人員利用三維地質(zhì)工程模型，針對儲(chǔ)層物性、力學(xué)特征、天然裂縫和固井要求等地質(zhì)工程因素確定分段數(shù)量；基于氣測值、孔隙度、含氣量等因素確定射孔位置，形成了基于多元信息的快速智能化分段及射孔設(shè)計(jì)技術(shù)。針對水平井段的不同地質(zhì)及工程特征，優(yōu)選壓裂工藝確保最優(yōu)的壓裂改造效果。
在壓裂施工之前，結(jié)合精細(xì)三維地質(zhì)模型和三維地應(yīng)力模型，考慮天然裂縫和地應(yīng)力的分布特征，科研人員要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判。同時(shí)，結(jié)合單井地質(zhì)工程特征，開展不同液體組合、不同排量、不同支撐劑等多組參數(shù)的地質(zhì)工程一體化壓裂模擬計(jì)算，選擇最匹配單井地質(zhì)特征的壓裂參數(shù)，在確保施工順利的條件下，進(jìn)一步提高單井產(chǎn)量。
針對頁巖人工裂縫應(yīng)力敏感性強(qiáng)、放大壓差生產(chǎn)導(dǎo)致縫網(wǎng)閉合，影響氣井產(chǎn)能的問題，西南油氣田創(chuàng)新結(jié)合一體化數(shù)值模擬與應(yīng)力敏感實(shí)驗(yàn)，開展復(fù)雜縫網(wǎng)不同鋪砂濃度條件下氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征研究，綜合單井生產(chǎn)效果與經(jīng)濟(jì)效益，形成“燜井、控制、穩(wěn)定、連續(xù)”為核心的排液制度；建立以壓力、產(chǎn)量、穩(wěn)定時(shí)間和波動(dòng)范圍為指標(biāo)體系的頁巖氣測試技術(shù)規(guī)范；提出以測試產(chǎn)量的1/3至1/2配產(chǎn)的優(yōu)化生產(chǎn)制度，實(shí)現(xiàn)“排液、測試、生產(chǎn)”不同階段的氣井制度優(yōu)化，有效降低了裂縫的應(yīng)力敏感傷害，單井EUR提高近15%。
針對頁巖氣初期產(chǎn)量、壓力遞減快，自噴周期短的問題，西南油氣田及時(shí)采取產(chǎn)能維護(hù)措施保障穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)。川南頁巖氣基于“地層、井筒”一體化模型和管柱精細(xì)流體力學(xué)(CFD)模擬，建立不同井型、不同AB點(diǎn)落差、不同產(chǎn)液量條件下的頁巖氣水平井井筒積液診斷預(yù)測模型。結(jié)合井筒多相流動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究與動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果，形成以“氣舉、泡排、柱塞”為主的川南頁巖氣產(chǎn)能維護(hù)工藝。
西南油氣田在川南推廣實(shí)施地質(zhì)工程一體化后，大幅提高了頁巖氣單井產(chǎn)量和EUR，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)井的批量復(fù)制，推動(dòng)了頁巖氣快速規(guī)模上產(chǎn)，為高質(zhì)量建成3000萬噸級(jí)大氣田作出了重要貢獻(xiàn)。(完)
