第 36 卷增刊 1 开发工 49 程表1 走向纵向上横向上图1 元坝气田长兴组单礁体储层发育模式图图元坝气田长兴组生物礁不同位置储层参数统计表礁体部位储层厚度 /m Ⅰ Ⅱ类 /m Ⅲ类 /m 礁盖礁核礁基

Size: px

Start display at page:

Download "第 36 卷增刊 1 开发工 49 程表1 走向纵向上横向上图1 元坝气田长兴组单礁体储层发育模式图图元坝气田长兴组生物礁不同位置储层参数统计表礁体部位储层厚度 /m Ⅰ Ⅱ类 /m Ⅲ类 /m 礁盖礁核礁基"

廉万
7 years ago
Views:

1 48 天然气工业 016 年 9 月超深高含硫生物礁气田安全高效开发技术刘言 1 吴亚军龙开雄 1 彭光明何莹 1. 中国石化西南油气分公司. 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院刘言等. 超深高含硫生物礁气田安全高效开发技术. 天然气工业,016, 36( 增刊 1): 摘要川东北元坝气田上二叠统长兴组礁滩气藏埋深达 m, 气藏礁滩体小而分散储层薄非均质性强气水关系复杂, 加之高温高压高含硫化氢, 国内外尚无成功开发先例针对长兴组气藏的特点, 采用井震结合的方法, 对生物礁储层发育模式及展布特征进行研究, 创新形成了以超深层小礁体气藏精细描述技术水平井优快钻井技术水平井轨迹实时优化调整技术高含硫气井安全采气工艺技术集输系统综合防腐技术等为核心的超深层高含硫气田开发关键技术, 取得了良好的应用效果, 建成了国内埋藏最深的高含硫生物礁大气田, 达到了设计指标, 实现了元坝气田的安全高效开发关键词元坝气田晚二叠世礁滩气藏硫化氢水平井高效开发 DOI: /j.issn S1.008 元坝气田上二叠统长兴组气藏已获规模探明储量, 其储集层主要为生物礁滩白云岩 [1-] 大量研究表明 : 长兴组生屑滩呈片状分布, 储层不发育物性差产量低, 动用难度大 ; 生物礁呈条带状分布, 具有小散多期的特点, 储层物性优于滩相, 为主要开发对象由于深层地震反射高频吸收或缺失, 分辨率降低, 同时, 长兴组生物礁规模小储层薄非均质性强, 加之气藏具有复杂的气水关系和高含硫化氢, 在超深层小礁体储层预测井位部署钻井采气等方面面临许多技术难题通过深化该区层序格架和沉积微相研究, 建立长兴组生物礁储层发育模式, 采用地质约束和地震技术相结合的方法, 精细刻画礁相有利储层空间展布, 优化开发方案和井位部署 ; 注重技术引进, 集成和创新钻井采气集输技术, 解决长兴组气藏钻井周期长气井达产率低安全风险高等问题, 形成了超深高含硫生物礁气田有效开发关键技术, 为元坝气田的安全高效开发提供了技术支撑 1 超深层小礁体气藏精细描述技术 1.1 长兴组生物礁储层发育模式钻井岩心观察与测井分析发现, 长兴组生物礁具有多期次发育特征, 以双期礁为主井震结合研究认为, 长兴组生物礁纵向上可分为礁基礁核礁盖 [3] 礁核礁盖两个成礁旋回 ; 横向上可分为礁前礁顶礁后 3 部分完钻井的资料统计结果表明 : 纵向上优质储层主要发育于礁盖 ( 图 1 表 1); 横向上主要分布于礁顶, 其次是礁后受沉积期古地貌和海平面升降的影响, 长兴组生物礁发育类型多样, 储层空间分布复杂根据礁顶构造起伏礁盖包络振幅和阻抗的变化特征, 结合测井资料和薄片观察, 总结建立了纵向进积型纵向退积型横向并列型横向迁移型和复合叠加型等 5 种长兴组礁群储层发育模式 ( 图 ) 1. 礁体识别与精细刻画技术利用地质认识和测井解释成果, 建立长兴组生物礁地质模型 ( 图 3-a), 从给出模型的正演结果 ( 图基金项目 : 中国石油化工股份有限公司科研项目元坝超深高含硫气田开发关键技术研究 ( 编号 :P13056) 作者简介 : 刘言,1965 年生, 教授级高级工程师 ; 主要从事油气田开发地质及工程研究工作地址 :(637400) 四川省阆中市七里新区巴都大道中石化办公基地元坝项目部电话 :(0817) liuyan1.xnyq@sinopec.com

2 第 36 卷增刊 1 开发工 49 程表1 走向纵向上横向上图1 元坝气田长兴组单礁体储层发育模式图图元坝气田长兴组生物礁不同位置储层参数统计表礁体部位储层厚度 /m Ⅰ Ⅱ类 /m Ⅲ类 /m 礁盖礁核礁基礁前礁顶礁后元坝气田长兴组礁群储层发育模式图 3-b 可以看出长兴组生物礁表现为低频弱振幅的丘状杂乱反射特征 [4-5] 与地震剖面的反射特征图 3-c 较吻合由此建立了元坝地区长兴组生物礁识别模式礁体外形呈丘状反射特征礁体顶面为强反射具披覆构造反射特征礁体内部为断续杂乱反射或反射空白区礁体翼部出现上超反射特征研究表明沉积期古地貌高控制生物礁的发育和分布通过对长兴组古地貌进行恢复发现图 4 长兴组生物礁呈隆起状 4 条礁带呈北西南东向排列礁后台地边缘滩区发育少量点礁礁滩复合区针对长兴组生物礁规模小储层空间分布复杂非均质性强的特点采用地质约束和多种地震技术相结合的方法进行礁体识别与精细刻画首先应用礁体识别模式在剖面上识别出礁体利用古地貌分析技术结合沉积相研究对礁体平面展布进行约束刻画同时应用三维可视化技术和瞬时相位图3 长兴组生物礁地质模型正演剖面和地震剖面图均方根振幅频谱成像等多属性体融合技术精确

3 50 天然气工业 016 年 9 月易塌海相地层压力系统多非均质性强高含硫化氢钻井施工中易果出现涌漏卡等复杂情况为解决上述难题根据岩心力学实验和地层 3 压力资料分析集成和创新气体钻井复合钻井井眼轨迹控制等技术通过在陆相上部地层应用泡沫钻井空气钻井技术在陆相下部地层应用 PDC 钻头 + 扭力冲击器孕镶钻头 + 高速涡轮复合钻井技术在海相地层应用 PDC 钻头 + 高效螺杆 PDC 钻头 + 图4 元坝气田长兴组晚期古地貌恢复图刻画礁体边界和礁体内部结构的变化分析小礁体间连通性并从三维空间立体刻画礁盖储层的展布 [6-8] 在对生物礁体准确识别和精细刻画的基础上集成相控储层反演伽马拟声波去泥反演叠前地质统计学反演等地震反演技术分礁带定量预测储层厚度应用反映岩性特征的伽马属性反映储气层物性特征的波阻抗属性反映储气层吸收衰减特性的高低频属性反映储气层叠前含气信息的 Lame 系数等信息融合技术预测储层含气性预测结果表明长兴组生物礁储层厚度在 0 10 m 之间 3 号 4 号礁带西北段和号礁带储层厚度大含气性好是气田开发的主要对象 1 号礁带储层厚度变化大气水关系较复杂含气性较差根据这些新认识和新成果对气田开发井位部署井型和轨迹设计进行优化调整降低了方案实施的风险抗高温螺杆 +MWD 钻井技术抗盐抗高温钻井液和裂缝性储层保护技术实现了高含硫气藏超深水平井全面提速单井钻井周期同比缩短超过 100 d 3 超深水平井轨迹实时优化调整与控制技术 3.1 随钻岩性快速识别技术元坝地区长兴组礁相储层以白云岩为主根据白云岩和石灰岩的成分特征及差别应用 X 射线荧光 XRF 分析技术现场快速识别碳酸盐岩岩性基于岩样元素含量分析结合实验室薄片鉴定和测井资料建立了元坝地区元素录井标准图谱曲线交汇等岩性识别解释方法和元素录井岩性识别标准通过现场连续采样测定元素含量进行随钻岩性快速识别所绘制的岩性剖面与测井解释结果基本一致 [11] 图 5 3. 超深水平井优快钻井技术随钻储层快速评价技术针对元坝地区礁相优质储层薄非均质性强的.1 井身结构优化技术特点应用核磁共振 NMR 分析技术现场快速以岩石力学特征分析地应力和地层压力模型评价储层物性建立了元坝气田储层物性核磁分类计算井壁稳定性破面建立为基础结合地质研究评价图版和分类评价标准表通过现场采样核成果和钻井资料分析优化必封点位置设置 4 个磁共振分析进行随钻储层快速评价储层核磁分必封点采用五开制井身结构设计并形成与类评价与测井解释结果较吻合 [11] 之配套的技术避免同一裸眼井段多压力体系并存 3.3 [9] 轨迹优化调整与控制技术减少了施工井下复杂情况的发生通过把必封点 4 设综合应用元素录井核磁共振分析技术结合置在飞一段底部下入套管封隔开嘉陵江组和飞仙薄片观察和气测资料现场及时准确地分析判断钻关组高压地层第五次开钻采用低密度钻井液打开遇地层的岩性物性和含气性修正气藏地质模型长兴组目的层避免发生井漏和压差卡钻保证了预测优质储层展布实时优化调整超深水平井轨迹长水平段的安全钻进建立了元坝地区长兴组生物礁气藏找云岩穿优质. 钻井提速技术控迟深调靶点的轨迹实时优化调整模式 [11] 结钻井资料统计发现元坝气田陆相地层厚度大井壁稳定性差研磨性强钻速慢 [10] 易漏易斜合滑动导向轨迹控制技术实现了元坝超深井水平段长穿多个小礁体优质储层的目标

4 第 36 卷增刊 1 开发工程 51 图 5 元坝 04-1H 井元素录井与测井解释成果对比图 (1 ft= m) 表元坝气田核磁物性分析储层分类标准参数 Ⅰ 类储层 Ⅱ 类储层 Ⅲ 类储层非储集岩核磁分析孔隙度 > 6.5% 6.5% ~ 3.5% 3.5% ~.0% <.0% 核磁分析渗透率 /md > ~ ~ < 高含硫气井安全高效采气工艺技术 4.1 完井投产一体化管柱设计长兴组气藏高含硫化氢中含二氧化碳, 且产层温度高, 对井下管材和工具的腐蚀影响较大通过模拟气田的工况条件, 进行不同材质大量室内腐蚀评价实验, 确定选用国产 4c 类镍基合金油管和 718 材质的井下工具, 结合超深水平井力学软件分析, 优化设计配套了以井下安全阀 + 循环滑套 + 永久式封隔器为主的酸化投产一体化管柱 [1], 同时, 配套选用合金油管专用的微压痕作业设备, 并对下入管柱进行气密封检测封隔器坐封位置以上 100 m 至固井附件的产层套管采用 4c 类镍基合金材质, 其他井段采用 110SS 抗硫材质套管, 环空采用永久性保护液, 较好地解决了井下管柱腐蚀问题 4. 多级暂堵分流酸化增产技术元坝气田方案实施水平井采用衬管或裸眼完井, 水平段均匀布酸难, 特别是长水平段中后部及低渗层段难以得到有效改造为此, 采用多级纤维暂堵酸化工艺, 研发了温控 + 酸控可降解有机纤维, 形成了以多级暂堵交替注入为特色的多级暂堵分流酸化技术, 有效改善了长衬管 / 裸眼段的吸酸剖面, 应用井暂堵施工压力上升明显 [13], 增产改造效果好于预期 5 集输系统综合防腐技术针对元坝气田单井平台多气井分散集输管线长, 高含硫天然气腐蚀性强的特点, 采用了改良的全湿气加热保温混输工艺 : 单井站集气站湿气加热保温, 气液混输 ; 集气站集气总站湿气加热保温, 气液分输完善了复杂山地腐蚀监测系统, 气田站场采用腐蚀挂片氢探针线形极化探针电化学噪声进行腐蚀监测, 定期采水样分析铁离子, 间接了解腐蚀情况投产前对酸气管线进行智能检测,

5 5 天然气工业 016 年 9 月掌握管道的原始数据, 进行周期性检测对比, 及时发现潜在的腐蚀问题优化了阴极保护工艺, 集输管道采用加强级三层 PE 防腐层与阴极保护相结合的管外防腐措施, 远程监控阴极保护数据形成了缓蚀剂预膜加注腐蚀监测智能检测阴极保护的联合防腐技术, 实现了集输系统安全平稳运行 6 应用效果 1) 根据生物礁体识别和礁相储层精细刻画成果, 对长兴组气藏开发井位部署和井型不断优化, 方案部署和实施新井 19 口, 实钻结果与地质预测较吻合, 储层预测符合率达 95%, 开发井成功率 100% ) 通过对 14 口超深水平井进行实时轨迹优化调整, 水平段均顺利长穿多个小礁体优质储层, 有效储层钻遇率同比提高 67.5% 3) 安全优快钻井技术在气田 19 口新井全面应用, 平均机械钻速提高 30% ~ 70%, 单井钻井周期缩短超过 100 d 4) 长水平段多级暂堵分流酸化技术, 突破了 m 以深水平井多级暂堵分流酸化应用极限,14 口应用井增产效果明显, 平均单井无阻流量 m 3 /d 5) 已投入试采气井产量较高, 达到了设计指标, 实现了元坝气田的安全高效开发 7 结论 1) 元坝地区长兴组主要发育双期礁, 单个礁体优质储层纵向上主要发育于礁盖, 横向上主要分布于礁顶, 其次是礁后根据单礁体间的连通性和礁相储层空间展布特征, 总结建立了长兴组生物礁群纵向进积型纵向退积型横向并列型横向迁移型复合叠加型等 5 种储层发育模式 ) 在礁相储层发育模式指导下, 采用地质约束和多种地震技术相结合的方法, 实现了小礁体准确识别和礁体内部储层空间展布的精细刻画, 为气田开发方案编制开发井位部署和井型优化设计提供了强有力的技术支撑 3) 元坝气田埋藏深高含硫化氢上覆地层多, 实施超深水平井属世界级难题通过技术攻关, 形成了以井身结构优化钻井提速水平井轨迹实时优化调整与控制等技术为主要内容的超深水平优快钻井技术, 实现了直井段提速斜井段中靶长水平段受控和安全钻进, 缩短了钻井周期 4) 应用元素录井和核磁共振分析技术, 能够解决碳酸盐岩随钻岩性快速识别和储层快速评价等问题, 提高现场岩性识别符合率和储层分类评价符合率复杂礁滩气藏找云岩穿优质控迟深调靶点的轨迹实时优化调整模式, 有效指导超深水平井长穿多个小礁体优质储层, 实现了钻井油气成果最大化 5) 对高温高压及含硫化氢二氧化碳的气井宜采用油管带井下安全阀永久式封隔器及配套的完井生产管柱, 选用国产镍基合金油管, 并配套环空永久性保护液, 可能解决井下管柱腐蚀问题, 保障气井安全生产参考文献 [1] 彭光明, 刘言, 李国蓉. 元坝气田长兴组气藏生物礁相储层发育特征 [J]. 新疆石油地质, 014, 35(5) : [] 党录瑞, 郑荣才, 郑超, 文其兵, 陈守春, 廖军. 川东地区长兴组白云岩储层成因与成岩系统 [J]. 天然气工业, 011, 31(11): [3] 王国茹, 郭彤楼, 付孝悦. 川东北元坝地区长兴组台缘礁滩体系内幕构成及时空配置 [J]. 油气地质与采收率, 011, 18(4): [4] 胡伟光, 蒲勇, 赵卓男. 川东北元坝地区长兴组生物礁的识别 [J]. 石油物探, 010, 49(1): [5] 刘殊, 范菊芬, 曲国胜. 气烟囱效应礁滩相岩性气藏的典型地震响应特征 [J]. 天然气工业, 006, 6(11): [6] 郭彤楼. 元坝深层礁滩气田基本特征与成藏主控因系 [J]. 天然气工业, 011, 31(10): [7] 郭旭升, 郭彤楼, 黄仁春. 普光元坝大型气田储层发育特征与预测技术 [J]. 中国工程科学, 010, 1(10): [8] 龙胜祥, 游瑜春, 刘国萍. 元坝气田长兴组超深层缓坡型礁滩相储层精细刻画 [J]. 石油与天然气地质, 015, 36(6): [9] 刘言, 王剑波, 龙开雄. 元坝超深水平井井身结构优化与轨迹控制技术 [J]. 西南石油大学学报 : 自然科学版, 014, 36(4): [10] 胡文章. 影响元坝气田超深井钻井提速的工程地质因素及技术方案 [J]. 中外能源, 01, 17(4): [11] 刘言, 王剑波, 彭光明. 复杂礁滩体超深水平井地质导向关键技术 [J]. 钻采工艺, 014, 37(4): 1-4. [1] 陈琛, 曹阳. 元坝气田超深高含硫水平井测试投产一体化技术 [J]. 特种油气藏, 013, 0(1): [13] 钟森, 任山, 黄禹忠. 元坝超深水平井纤维暂堵酸化技术 [J]. 特种油气藏, 014, 1(): ( 收稿日期编辑韩晓渝 )

物质因素能量因素

物质因素能量因素邹才能陶士振周慧张响响何东博周川闽王岚王雪松李富恒朱如凯罗平袁选俊徐春春杨华中国石油勘探开发研究院中国石油天然气集团公司中国石油西南油气田公司中国石油长庆油田公司中国石油天然气股份有限公司科技部岩性地层油气藏地质理论与勘探技术研究项目根据成岩作用和成岩相对储集层发育的控制作用及与储集层分布的关系探讨成岩相的形成机理划分方案与评价方法及其在油气勘探中的应用和意义

第 36 卷增刊 1 开 发 工 49 程 表1 走向 纵向上 横向上 图1 元坝气田长兴组单礁体储层发育模式图 图 元坝气田长兴组生物礁不同位置储层参数统计表 礁体部位 储层厚度 /m Ⅰ Ⅱ类 /m Ⅲ类 /m 礁盖 礁核 礁基

第 36 卷增刊 1 开发工 49 程表1 走向纵向上横向上图1 元坝气田长兴组单礁体储层发育模式图图元坝气田长兴组生物礁不同位置储层参数统计表礁体部位储层厚度 /m Ⅰ Ⅱ类 /m Ⅲ类 /m 礁盖礁核礁基