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一體化協(xié)作，賦能復(fù)雜油氣效益開發(fā)
點(diǎn)擊次數(shù)：319 發(fā)表時(shí)間：2023-8-3
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中國石化報(bào) 作者：胡群愛
油氣田勘探開發(fā)是對(duì)油氣田地質(zhì)認(rèn)識(shí)不斷深化細(xì)化和對(duì)工程技術(shù)不斷優(yōu)化改進(jìn)的過程。近年來，國內(nèi)油氣勘探向非常規(guī)、超深層等領(lǐng)域快速延伸，面臨著地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)急劇增大、開發(fā)投入大幅增加等問題，地質(zhì)工程一體化模式應(yīng)運(yùn)而生。
所謂地質(zhì)工程一體化，是以地質(zhì)目標(biāo)最大化和工程風(fēng)險(xiǎn)最小化為原則，從高精度三維地震資料和精細(xì)地質(zhì)綜合研究入手，通過地震、地質(zhì)、開發(fā)、測(cè)錄井、鉆井、壓裂等多學(xué)科、多專業(yè)有機(jī)結(jié)合，相互協(xié)同、多維度優(yōu)化，以增強(qiáng)復(fù)雜、特殊油氣藏勘探開發(fā)效果。
2014年，石油工程技術(shù)研究院以提高頁巖氣開發(fā)效益為目標(biāo)，分析了我國頁巖氣開發(fā)中存在的主要問題，在國內(nèi)率先系統(tǒng)論述了針對(duì)頁巖氣儲(chǔ)層特征的地質(zhì)工程技術(shù)思路和方法，建立了頁巖氣地質(zhì)工程一體化技術(shù)體系。
為實(shí)現(xiàn)頁巖氣井產(chǎn)量和工程投資最優(yōu)匹配目標(biāo)，工程院在地質(zhì)和工程“甜點(diǎn)”評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，采用“交叉+單向”的布井方式；針對(duì)壓裂區(qū)井網(wǎng)密集、防碰防擾風(fēng)險(xiǎn)大等難題，提出井眼軌道繞障設(shè)計(jì)流程和方法，實(shí)現(xiàn)井眼“零”碰撞；針對(duì)上部氣層易漏失、長水平井眼軌跡控制難度大的難題，開展頁巖地層巖石力學(xué)特征精細(xì)描述，形成“導(dǎo)眼+三開制”的長井段水平井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；應(yīng)用地震實(shí)時(shí)跟蹤及方位伽馬成像技術(shù)，優(yōu)選導(dǎo)向工具，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層穿行率達(dá)98%以上。由此，工程院逐步優(yōu)化形成了從叢式井組到“井工廠”再到大型長水平段立體開發(fā)“井工廠”的優(yōu)快鉆井技術(shù)體系。
儲(chǔ)層改造方面，針對(duì)壓前儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，工程院建立了測(cè)井曲線、關(guān)鍵錄井元素等評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)工程一體化優(yōu)選“甜點(diǎn)”段和最優(yōu)“甜點(diǎn)”段準(zhǔn)確識(shí)別；針對(duì)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)，開展壓裂注入模式及工藝參數(shù)優(yōu)化研究，獲取了與儲(chǔ)層特征相匹配的最優(yōu)壓裂施工參數(shù)組合，同時(shí)優(yōu)化模擬壓后返排時(shí)機(jī)及返排制度，提出了有利于加快壓后油氣峰值到來的排采原則；針對(duì)壓后評(píng)估反演，建立了基于壓裂施工曲線及數(shù)據(jù)對(duì)儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)的系列化反演分析模型，為地質(zhì)參數(shù)的實(shí)時(shí)修正和壓裂施工參數(shù)的適時(shí)調(diào)整，提供了有力技術(shù)保障。
通過地質(zhì)工程一體化技術(shù)的實(shí)施，截至2023年4月底，涪陵頁巖氣田一期單井累產(chǎn)超億立方米的井達(dá)178口，占投產(chǎn)井?dāng)?shù)量的七成，單井平均最終可采儲(chǔ)量1.5億立方米。
為實(shí)現(xiàn)順北油氣田“少井高產(chǎn)、多控長穩(wěn)”的開發(fā)目標(biāo)，工程院針對(duì)超深碳酸鹽巖油氣藏復(fù)雜地質(zhì)工程條件，推進(jìn)地質(zhì)工程協(xié)同攻關(guān)、整體優(yōu)化。基于“火山巖地震相控反演、斷裂多尺度檢測(cè)”等鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，指導(dǎo)井位優(yōu)選，復(fù)雜周期縮短78%?；谄扑樾詢?chǔ)層三維地應(yīng)力場(chǎng)模型，確定最優(yōu)鉆井方位，井壁穩(wěn)定率提高65%；根據(jù)儲(chǔ)層發(fā)育模型優(yōu)化井眼軌跡，最大程度揭示有效儲(chǔ)層；深化侵入體垮塌規(guī)律、儲(chǔ)層異常高壓認(rèn)識(shí)，形成了地質(zhì)工程風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)合分析的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，井身結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化?；凇八囊亍眳f(xié)同高效破巖理念與方法，研選異型齒PDC鉆頭及減振類、沖擊類輔助破巖提速工具，建立了多約束條件下鉆井參數(shù)優(yōu)化方法，優(yōu)化形成了易斜地層防斜打快技術(shù)、超深水平井軌跡高效控制技術(shù)、復(fù)雜地層井筒強(qiáng)化技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了鉆井技術(shù)的系列化、模板化。
儲(chǔ)層改造方面，工程院基于立體雕刻容積法儲(chǔ)量計(jì)算，采用自動(dòng)尋優(yōu)確定斷裂面最優(yōu)連通路徑，實(shí)現(xiàn)了連通縫洞體的量化表征。基于“波動(dòng)-管滲”耦合試井方法，建立柵狀縫洞體綜合因子預(yù)測(cè)地層系數(shù)方法，高產(chǎn)井預(yù)測(cè)精度超90%；形成斷裂連通和軌跡連通兩種設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)規(guī)模儲(chǔ)量高效動(dòng)用。建立復(fù)雜地層酸巖反應(yīng)等模型，針對(duì)不同柵狀結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)三種酸壓溝通模式，單井產(chǎn)能提升20%以上。
通過地質(zhì)工程一體化技術(shù)的實(shí)施，順北油氣田油區(qū)鉆井周期縮短52%、氣區(qū)鉆井周期縮短30.4%，完井一次成功率達(dá)92.3%，收獲26口千噸井。