08-特低渗透砂岩油藏仿水平井开发技术--鲁.doc

内 部 资 料注 意 保 密胜 利 油 田 2 0 1 1 年开发技术座谈会发言材料特低渗透砂岩油藏仿水平井开发技术----以樊142块沙三下浊积岩油藏为例胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司2011年2月32特低渗透砂岩油藏仿水平井开发技术----以樊142块沙三下浊积岩油藏为例 编写：董 冬 孙国斌 陈步高 蒲玉国 李菊红参加：姜忠新 周玉华 周玉龙卢建勇 叶 亮初审：赵光宇 陈 莉审核：田 波胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司2011年2月25目录一 思路的提出 11、油藏基本特征 12、传统开发方式面临的困难 23、仿水平井开发思路的提出 2二 关键技术及集成研究 31、仿水平井开发适应性评价技术研究 42、地应力/裂缝分布和描述技术研究 63、井网优化设计技术 94、仿水平井压裂完井技术 125、其它相关配套技术优化 16三 开发方案及实施效果 171、开发方案 172、方案实施 193、实施效果 20四 认识与设想 211、初步认识 212、下步设想 22特低渗透砂岩油藏的高效开发动用一直是油田开发界面临的重大难题2010年初开始，我公司在油田分公司及开发处、采油工程处等专家领导指导下，将毕总提出的“仿水平井开发”思路引入樊142块开发实践，在核心技术探索研究和集成基础上，编制完成了油田第一个特低渗透砂岩油藏仿水平井开发方案，开展了开发先导试验，取得较好的阶段效果。

标志着胜利油田乃至国内第一个仿水平井开发试点取得初步成功，为特低渗油藏高效开发动用探索了新路一 思路的提出1、油藏基本特征樊142块位于东营洼陷南斜坡西段正理庄油田东北部，沙三下油藏埋深2800-2900m，为一套夹于大套油页岩中的、厚度5-16m的浊积砂岩，是金家三角洲沿缓坡由南向北推进过程中发生前缘-侧缘滑塌形成的浊积扇体高压（压力系数1.49）、特低渗透砂岩透镜体原生油藏樊142-301井系统取芯分析表明，该砂体纵向由十几期厚度20-100cm不等的、致密坚硬的浊积（正）韵律砂岩叠置而成，每期浊积具典型鲍马序列，其间见泥质夹层，显示出较强的垂向非均质性含油砂岩以岩屑长石质细砂岩为主,粉砂岩为辅，前者主要对应鲍马序列中下部A-B序砂岩，约占剖面的60-70%；后者基本属鲍马序列中上部C-D序砂岩，约占剖面的30-40%两者交互叠置，物性相近，孔隙度12-23%，平均17.1%；渗透率0.11-6.01×10-3μm2，平均1.5×10-3μm2主要储集空间为直径7-31μm的微孔隙，最大孔喉半径0.77μm、平均孔喉半径0.228μm，属典型的中孔特低渗透油藏整个扇体由东、西两扇组成，面积12.34Km2，储量440×104t，平均储量丰度35.66×104t /km2。

其中西扇是主体，平均厚度5.4m，含油面积8.73 km2，地质储量353×104t，储量丰度40.41×104t / km2属典型的低丰度、低品位油藏2、传统开发方式面临的困难对樊142沙三下这种薄层、低丰度、特低渗致密砂岩油藏来说，传统的开发方式难以实现效益开发首先对直井弹性开发来说，为保持单井控制储量规模必然要采取较大的井距，但较大的井距必然造成井间形不成有效驱替，因此基本属单井衰竭式（夜猫子井）开发，产量递减快，采收率低，经济效益差其次，小井距注采开发虽能形成井间驱替，但较大的井网密度必然造成开发投资过大，单控储量太低，加之注水见效后容易发生水淹，开发效益也较差其三，近年探索的水平井分段压裂方式尚不能实现注水开发，仍属单井衰竭式开采，加之单井投资较大、技术应用尚待完善，也难实现有效动用因此总体上，薄层特低渗油藏效益开发的技术瓶颈尚未突破3、仿水平井开发思路的提出为探索樊142沙三下低丰度、特低渗油藏高效开发，2010年上半年，我们按照毕总设想，在开发处和采油工程处指导下，开展了樊142油藏“仿水平井开发”方案论证主要论证思路是：①要实现低丰度、低渗透油藏有效开发，就必须立足注水开发；②注水开发要有效益，一是少打井，二是大幅提高单井产能；③要少打井，要么拉大排距，要么拉大井距，而特低渗油藏渗流半径小，拉大排距势必造成储量失控，因此拉大井距成为减少钻井的唯一选择；④要保持大井距间有效渗流并有效提高产能，必须实施大型压裂改造，在井间形成类似水平井筒的长裂缝渗流通道，我们可称为“仿水平井渗流通道”；⑤要在井间形成较长的“仿水平井”通道，井排需沿地应力方向部署，对排上油、水井实施大型压裂，并尽可能通过工艺优化，减少次要方向裂缝的产生，迫使主裂缝沿地应力方向尽可能延伸至设计距离，且长时间保持渗流通道作用。

至此，“仿水平井压裂完井开发”技术构想初步完成能否按照实现“地质-油藏-工艺”一体化思路，实现关键技术的研究突破和配套集成，成为“仿水平井开发”试验能否成功的技术关键二 关键技术及集成研究针对前述仿水平井开发构想，首先在调研基础上构架了“仿水平井开发技术”框架体系（表1），并重点对四项关键技术进行了配套研究、优选和配套集成表1 初步构架的“仿水平井开发”技术体系一体化环节关键技术细分技术地质仿水平井开发适应性评价技术油藏适应性评价技术地应力环境适应性评价技术地应力/裂缝分布描述技术裂缝监测技术地应力场描述技术油藏井网优化设计技术井网方式优化排距和井距设计有效动用范围设计效益比较工艺仿水平井压裂完井技术技术设计目标射孔工艺优化压裂材料优选技术压裂规模设计压裂施工优化其它配套技术配套钻井技术配套固井技术配套采油技术配套注水技术1、仿水平井开发适应性评价技术研究仿水平井开发有其特定的适用条件，或成功的仿水平井开发要选择合适的对象考虑至少进行油藏环境和地应力环境两种适应性评价1）油藏适应性评价根据樊142油藏特点，初步提出现阶段仿水平井开发技术主要适用于下列油藏环境：（1）油藏层系单一且被厚层围岩包裹：根据现有裂缝检测，上覆围岩厚度至少60m以上，下伏围岩厚度至少20-30m以上；（2）低丰度、低-特低渗：储量丰度50×104t /km2以下，渗透率50×10-3μm2以下。

3）油藏须具备一定规模：4m以厚区最好在1km2以上4）在一定的空间邻域内（油层上方60m、下方30m范围内，油藏边界外300m内）不存在其它油藏和水层；（5）油藏自身无边、底水对适合上述条件的油藏，需在精细地质建模基础上进行油藏方案设计前期我们综合钻井、地震、测井、岩心化验等信息对樊142沙三下油藏进行了精细构造、储层、沉积相、油藏等系统描述，中后期利用Direct软件初步完成了油藏地质建模，为仿水平井井网设计和中后期局部优化调整奠定了基础2）地应力环境适应性评价为进一步评价仿水平井开发技术的适用性，至少应进行两项地应力评价1） 地应力剖面环境评价地应力剖面可通过多种方法获得我们主要借助压裂软件评价了区内地应力剖面类型，表明该区地应力在剖面上具有油层段低、上下围岩段高的“夹心饼”特征，应力差5-8MPa这种“夹心饼式”地应力剖面环境非常有利于裂缝在上下围岩围限下、沿油层内部作长距离横向延伸，即有利于造长缝如果地应力剖面结构较为复杂，或在压裂缝高延伸范围（通常为油层上下80m）地应力剖面存在多个“夹心饼”结构（即多套油、水层交互），则仿水平井压裂很可能造成油、水层串通，进而造成不利结果。

（2）地应力平面环境评价地应力平面环境评价主要是考察最大水平主应力和最小水平主应力差较大的水平主应力差有利于裂缝沿最大水平主应力（即地应力）方向定向延伸，而较小的水平主应力差将不利于定向造长缝目标的实现根据前期5口井压裂监测，该区最大水平主应力（NE76°方位）83.7 MPa左右，最小水平主应力（NE166°方位）55.5 MPa左右，水平主应力差达28 MPa左右，非常适合于大型压裂裂缝沿地应力方向（76°方向）定向延伸初步认为，水平主应力差20 MPa以上的地区比较适合于开展仿水平井开发2、地应力/裂缝分布和描述技术研究在适合仿水平井开发的地区，地应力/裂缝分布和描述技术是合理部署井排方向和井网设计的核心基础为此，地应力/裂缝监测技术和地应力场2D/3D综合描述技术是仿水平井开发的关键技术之一1）地应力/裂缝检测技术地应力/裂缝监测技术有很多，可包括压裂监测、地球物理资料分析、岩芯实测、应力模拟计算等多类方法（表2）考虑技术的可得性、周期性和性价比，我们优选“压裂监测法”作为本区地应力/裂缝方位和裂缝长度检测的基本方法即通过检测压裂过程中岩石破裂产生的微地震波震源的空间分布来监测地应力或人工裂缝展布的方法。

根据检波器布置的不同，可分地面和地下（井筒）两种方法地面监测法”是在地面设置高精度检波器，可在提供裂缝方位信息基础上，结合压裂参数模拟出裂缝长度、高度、宽度等辅助信息，技术的性价比较高井筒监测法”则是沿井筒纵向布置系列精密三分量检波器胜利油田物探公司已完成整套技术研发，应用条件较为严格，现时试验费用较高表2 地应力/裂缝检测技术对比筛选表大类小类种类压裂监测类方法地面监测法　井筒监测法　地球物理类方法测井资料分析法双井径法多极子声波法地层倾角测井法成像测井法声波时差-密度法地震波属性分析法波速各向异性法岩心测定类方法定向取芯资料分析法　岩石声发射法　差应变法　扁千斤顶法　刚性包体应力计法　松弛应变测量法　计算机模拟类方法有限元模拟法　综合研究模拟类方法3D Move模拟法　FRS　ReFrac　对5口压裂井进行了地面法监测先期试验，除1口井外，其它4口井实测地应力展布方位与断层走向基本一致，认为监测效果较为理想对1口井（樊142-311）进行了地面法和井筒法对比监测，在裂缝走向、长度上取得了基本一致的检测结果（表3）对3口井进行了示踪测井缝高监测，暂未取得一致性结果表3 地面和井筒方法对樊142-311井压裂主裂缝监测结果对比表方法裂缝参数备注方位（度）长度（m）宽度（mm）高度（m）井段（m）实际油层井段　///16.22812.6-2828.8地面监测法NE76°　214.24.3267.52788.4-2855.9井筒监测法NE75°　237.7　/70.02800.0-2870.0由此，选择压裂监测法中的“地面监测法”作为产能建设中地应力和裂缝检测的基本方法，可逐井进行裂缝检测。

2）地应力场预测描述技术在裂缝检测基础上，综合断层展布、地层曲率等地质信息以及地震波属性、测井等多种信息进行的2D/3D应力场描述是实现精细井网设计的重要基础当前地应力场预测描述的软件方法主要包括3D Move、FRS、ReFrac等3D Move是一种主要根据地质规律对地应力场和裂缝分布进行预测模拟的方法，油田物探院可提供试验FRS是一种在叠前地震弹性参数反演构建精细非均质力学模型基础上，与应力场数值模拟相结合，综合构造、断层、地层厚度、岩性等影响裂缝发育的地质因素使模拟结果准确率大大提高的综合描述系统，国内有商家（恒泰艾普油气技术服务公。