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”)頁巖氣產量達到32.85億方，同比增長15.87%。
經過十余年探索，西南油氣田已在川南的長寧、威遠區(qū)塊建成國內首個“萬億儲量、百億產量”頁巖氣田，正在瀘州區(qū)塊加快建設第二個“萬億儲量、百億產量”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，但地質工程條件復雜，具有“一薄(‘鉑金靶體’厚度薄)、兩低(低孔、低滲)、三高(溫度高、應力高、應力差高)、四發(fā)育(小斷層發(fā)育、微幅構造發(fā)育、裂縫發(fā)育、層理發(fā)育)”的特征，頁巖儲層條件較差，開發(fā)難度大。
如何破解頁巖氣開發(fā)的難點、痛點、堵點，實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)？針對川南頁巖氣復雜的地質工程情況，西南油氣田開展地質工程一體化關鍵技術攻關，打破原有的“技術條塊分割、管理接力進行”管理模式，將開發(fā)過程中相對獨立、相互分散的多學科綜合研究、多環(huán)節(jié)工程同時實施、多部門項目管理融合為有機整體，推廣應用地質工程一體化高產井培育方法，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)域甜點目標的選擇。甜點目標就像夾心餅干，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建模技術建立井區(qū)儲層的精細化三維構造模型、屬性模型、地應力模型、天然裂縫模型，構建“地質+工程”全要素三維模型。然后，綜合分析不同地質工程參數(shù)與單井產量的相關性，明確水平井軌跡方位、箱體位置、Ⅰ類儲層、井筒完整性、主體壓裂工藝等高產主控因素的情況，繪制多種主控參數(shù)疊合的甜點分布圖，綜合考慮三維地質模型與三維地質力學模型的影響，確定井位優(yōu)化部署及水平井設計。
確定靶體位置時，科研人員通過分析已實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)大量生產井的特征，在三維模型內，將縱向網(wǎng)格分辨率加密至0.5米，實現(xiàn)“鉑金靶體”空間分布的精細刻畫，為水平井軌跡設計和鉆井導向奠定基礎。
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、地面兩個資源，整體優(yōu)化建產井井位部署，使平臺資源動用率從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工程模型，建立不同地質工程條件下的技術經濟一體化開發(fā)技術策略定量評價圖版，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)質儲層鉆遇率更高
我國頁巖氣優(yōu)質儲層存在靶體厚度薄、微幅構造及斷層發(fā)育的特征。要實現(xiàn)復雜地質條件下精準追蹤優(yōu)質儲層，就要開展地質工程一體化建模，對優(yōu)質儲層垂向分層和橫向展布進行精準預測，再根據(jù)模型精確設計鉆井井眼軌道，最后優(yōu)選導向工具實施精準軌跡控制。
科研人員基于一體化三維地質工程模型，設計地質導向方案，通過精準定位，優(yōu)選工具精確導向，確保水平段長達到設計要求，實現(xiàn)靶體鉆遇率高、鉆井效率高。
在鉆前，科研人員鎖定優(yōu)質儲層，明確目標靶體，建立三維地質工程模型，設計最優(yōu)井眼軌道及導向方案；水平段著陸前，綜合隨鉆伽馬、元素錄井及綜合錄井資料，逐一識別、校對目的層上部標志層，根據(jù)實鉆情況及時校正導向模型和優(yōu)化軌道設計，控制軌跡精準、平穩(wěn)入靶。
進入水平段后，通過定位鉆頭在目標層的位置，實時調整鉆具姿態(tài)并控制井眼軌跡在目的層內有效延伸，保障優(yōu)質儲層鉆遇率。鉆進過程中，如果發(fā)生鉆遇斷層、產狀突變等異常情況，綜合考慮地質變化、井筒工況及鉆井難度重新設計軌跡，鉆后根據(jù)實鉆資料修正地質導向模型，對地震資料重新處理和解釋，為鄰井提供指導。
壓好井：壓裂改造提高產量
在頁巖氣開發(fā)初期，由于缺乏復雜縫網(wǎng)定量描述和評價方法，頁巖氣井雖然采用相同的壓裂工藝參數(shù)，但是受非均質性、地應力、天然裂縫、巖石力學參數(shù)等因素影響，導致單井產量差異很大。
通過探索實踐，西南油氣田在開展壓裂模擬研究和氣井產量主控因素分析的基礎上，形成了適用于頁巖儲層的地質工程一體化壓裂設計方法，有效提高了單井產量。
在水平井壓裂施工過程中，科研人員利用三維地質工程模型，針對儲層物性、力學特征、天然裂縫和固井要求等地質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計技術。針對水平井段的不同地質及工程特征，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，結合精細三維地質模型和三維地應力模型，考慮天然裂縫和地應力的分布特征，科研人員要進行風險預判。同時，結合單井地質工程特征，開展不同液體組合、不同排量、不同支撐劑等多組參數(shù)的地質工程一體化壓裂模擬計算，選擇最匹配單井地質特征的壓裂參數(shù)，在確保施工順利的條件下，進一步提高單井產量。
針對頁巖人工裂縫應力敏感性強、放大壓差生產導致縫網(wǎng)閉合，影響氣井產能的問題，西南油氣田創(chuàng)新結合一體化數(shù)值模擬與應力敏感實驗，開展復雜縫網(wǎng)不同鋪砂濃度條件下氣井生產動態(tài)特征研究，綜合單井生產效果與經濟效益，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、產量、穩(wěn)定時間和波動范圍為指標體系的頁巖氣測試技術規(guī)范；提出以測試產量的1/3至1/2配產的優(yōu)化生產制度，實現(xiàn)“排液、測試、生產”不同階段的氣井制度優(yōu)化，有效降低了裂縫的應力敏感傷害，單井EUR提高近15%。
針對頁巖氣初期產量、壓力遞減快，自噴周期短的問題，西南油氣田及時采取產能維護措施保障穩(wěn)定連續(xù)生產。川南頁巖氣基于“地層、井筒”一體化模型和管柱精細流體力學(CFD)模擬，建立不同井型、不同AB點落差、不同產液量條件下的頁巖氣水平井井筒積液診斷預測模型。結合井筒多相流動規(guī)律實驗研究與動態(tài)監(jiān)測結果，形成以“氣舉、泡排、柱塞”為主的川南頁巖氣產能維護工藝。
西南油氣田在川南推廣實施地質工程一體化后，大幅提高了頁巖氣單井產量和EUR，實現(xiàn)了高產井的批量復制，推動了頁巖氣快速規(guī)模上產，為高質量建成3000萬噸級大氣田作出了重要貢獻。(完)
