第19卷第3期 岩性油气藏 Vol. 19 No. 3 2007年9月 LITHOLOGIC RESERVOIRS Sep.2007 文章编号:1673-8926(2007)03-0126-05 鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望 王道富,付金华,雷启鸿,罗安湘 (1中国石油长庆油田分公司,陕西西安710021 2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西西安710021) 摘要:鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地,油气资源十分丰富,但勘探开发对象是典型的“低 渗、低压、低产”油气臧。由于储层物性差、油气藏隐蔽性强及复杂的黄土、沙漠地表条件等客观因 素的限制,勘探开发难度愈来愈大。近年来,长庆油田成功实现了0.5×103um2以上的低渗透油 气田勘探开发技术的突破,形成了高分辨率地震预测、隐蔽性油气藏综合勘探、井网优化、超前注水 等低渗透油气田勘探开发配套技术系列 关键词:低渗透;岩性油气藏;勘探开发;鄂尔多斯盆地 中图分类号:TE132.1+1 文献标识码:A Ex ploration technol d ct of low permea bility oil-gas field in Ordos Basin WANG Dao-fu, FU Jirrhua', LEI Qrhong', LUO Axiang (1. Changqing Oilfield Com pany, PetroChina, Xi an 710021, China; 2. Research Institute of Petroleum Ex ploration and Development, Changqing Oilfield Company, PetroChina, Xi an 710021, China Abstract Ordos Basin is the second largest sedimentary basin in China with very rich oil and gas reso urces However, the exploration targets are typical reservoirs of low permeability, low pressure and low output The exploration and development become more and more difficult due to the restriction of o bjective factors such as poor reservoir properties, strong subtle characteristics and complicated surface covered with loess tion, Changqing Oilfield Company successfully implemented technolo gical breakt hroughs of more than 0.5 X10 Hm low permeability oil-gas field exploration and development, and developed a series of techniques or low permea bility field exploration and develop ment in the aspects of highresolution seismic explora tion, subtle reservoir integrated exploration, well pattern optimization, advanced water injection. Re- cently, the effective development technologies for 0. 3 X10Wm ultra-low permeability reservoir and Su- lige Gas Field have a great breakthrough, which promote domestic and foreign develop ment to the low per- meability reservoir, and enhance the growth of oil and gas resources Key words : low permeability; litholo gic reservoirs; exploration and develop ment; Ordos Basin 根据新一轮油气资源评价结果,鄂尔多斯盆地质储量20.71×10°t,资源探明率24.2%,其中 石油总资源量达85.88×10°t,天然气总资源量达低渗透储量占85.5%;已探明天然气地质储量 10.7×1032m3。截至2006年底,盆地已探明石油地17473.35×103m3,资源探明率16.3%,其中小于 收稿日期:2007-06-26。本文由本刊编委杨华组稿并审稿 作者简介:王道富,1955年生,男,博士,教授级高级工程师,长期从事鄂尔多斯盆地油气开发技术及管理工作。电话:(029)8659666E mil:wdfcqapetrochina.com.cn 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
收稿日期 :2007206226 。本文由本刊编委杨华组稿并审稿。 作者简介 :王道富 ,1955 年生 ,男 ,博士 ,教授级高级工程师 ,长期从事鄂尔多斯盆地油气开发技术及管理工作。电话 : (029) 86596666。E2 mail :wdf_cq @petrochina. com. cn 文章编号 :167328926 (2007) 0320126205 鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望 王道富1 ,付金华2 ,雷启鸿2 ,罗安湘2 (1. 中国石油长庆油田分公司 ,陕西 西安 710021 ; 2. 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院 ,陕西 西安 710021) 摘 要 :鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地 ,油气资源十分丰富 ,但勘探开发对象是典型的“低 渗、低压、低产”油气藏。由于储层物性差、油气藏隐蔽性强及复杂的黄土、沙漠地表条件等客观因 素的限制 ,勘探开发难度愈来愈大。近年来 ,长庆油田成功实现了 0. 5 ×10 - 3μm 2 以上的低渗透油 气田勘探开发技术的突破 ,形成了高分辨率地震预测、隐蔽性油气藏综合勘探、井网优化、超前注水 等低渗透油气田勘探开发配套技术系列。 关键词 :低渗透 ;岩性油气藏 ;勘探开发 ; 鄂尔多斯盆地 中图分类号 : TE 132 . 1 + 1 文献标识码 :A Exploration technology and prospect of low permeability oil2gas field in Ordos Basin WAN G Dao2f u 1 , FU Jin2hua 2 , L EI Qi2hong 2 , LUO An2xiang 2 (1. Changqing Oil f iel d Com pany , PetroChina , Xi’an 710021 , China; 2. Research I nstitute of Petroleum Ex ploration and Development , Changqing Oil f iel d Com pany , PetroChina , Xi’an 710021 , China) Abstract :Ordos Basin is t he second largest sedimentary basin in China wit h very rich oil and gas resources. However , the exploration targets are typical reservoirs of low permeability , low pressure and low outp ut. The exploration and development become more and more difficult due to t he restriction of objective factors such as poor reservoir properties , strong subtle characteristics and complicated surface covered wit h loess and desert. Based on t he objective reality of t he exploration and development , t hrough independent innova2 tion , Changqing Oilfield Company successf ully implemented technological breakt hroughs of more t han 0 . 5 ×10 - 3μm 2 low permeability oil2gas field exploration and development , and developed a series of techniques for low permeability field exploration and development in t he aspects of high2resolution seismic explora2 tion , subtle reservoir integrated exploration , well pattern optimization , advanced water injection. Re2 cently , t he effective development technologies for 0. 3 ×10 - 3μm 2 ultra2low permeability reservoir and Su2 lige Gas Field have a great breakt hrough , which promote domestic and foreign development to t he low per2 meability reservoir , and enhance the growt h of oil and gas resources. Key words :low permeability ; lit hologic reservoirs; exploration and development ; Ordos Basin 根据新一轮油气资源评价结果 ,鄂尔多斯盆地 石油总资源量达 85. 88 ×10 8 t ,天然气总资源量达 10 . 7 ×10 12 m 3 。截至 2006 年底 ,盆地已探明石油地 质储量 20. 71 ×10 8 t ,资源探明率 24. 2 % ,其中 低渗透储量占 85. 5 % ; 已探明天然气地质储量 17473. 35 ×10 8 m 3 ,资源探明率 16. 3 % ,其中小于 第 19 卷 第 3 期 2007 年 9 月 岩 性 油 气 藏 L IT HOLO GIC RESERVOIRS Vol. 19 No. 3 Sep . 2007
王道富等鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望 1×103m2的储量占65.6%(图1、图2) 探明资源 已探明低渗透 242口井,40608个样品 2071×10,占24.2%17.71×10",占85.5% 图3鄂尔多斯盆地陕北地区长6渗透率分布直方图 Fig 3 The histogram of the permea bil ity distribution 待探明资源 已探明中高渗透 of Chang 6 in North Shaanxi area. Ordos basin 65.17×10,占758% 300×10"t,占14.5% 卿口井,4128个样品 图1鄂尔多斯盆地石油资源构成图 Fig. 1 The petroleum resources composition of Ordos Basin 15x1.明图130m又明中占 渗透率(×10-3m2 图4鄂尔多斯盆地陇东地区长8渗透率分布直方图 Fig 4 The histogram of the permea bility distribution of 待探明资源 已探明低滲透 1.1.2储层物性变化大、非均质性强 805×10=m2,占83.7%060×10mm3,占656% 陆相沉积环境的多变性决定了储层沉积相带与 图2鄂尔多斯盆地天然气资源构成图 微相变化的复杂性,从而导致储集砂体分布的不均 g2 e natural gas resource composition of ordo衡性;:沉积后成岩作用的强烈改造,导致储层层间 低渗透油气藏由于储层物性差、油藏压力系数层内渗透性变化的不确定性。基于上述2方面的原 低、自然能量不足,油气井基本没有自然产能;因,鄂尔多斯盆地三叠系延长组与上古生界砂岩储 加之油气藏隐蔽性强以及复杂的黄土沙漠地表条层在三维空间上表现出了强烈的非均质性 件的限制,勘探开发难度愈来愈大。近几年,长庆油 3油气层普遍紧邻烃源岩 田成功实现了0.5×103μm2以上的低渗透油气田 油气藏受构造控制作用不明显,以大型、整装隐 的勘探开发技术突破,由此迎来并支撑了长庆第三蔽性岩性油气藏为主。 1.1.4储量丰度中等 次大规模增储上产的高峰。而苏里格整装气田通过 由于油气藏物性差、有效厚度薄,一般油层丰度 技术集成创新、开发体制创新和管理创新的新思路、为(40~60)×10tkm2;气层丰度为(0.5~2.0) 新模式,步入了工业化规模开发的新阶段,开创了10°m7/km2 “三低”气田效益开发的先例,形成了油气并举、快速1.1.5储层裂缝微裂缝发育 发展的新局面1。 岩心观察、岩矿薄片以及动态测试资料等反映 低渗透油气藏地质、开发特征 出,低渗透储层裂缝、微裂缝发育(图5),使储层具 有裂缝和基质孔隙双重介质的特征 1.1低滲透油气藏地质特征 1.1.6可动流体饱和度较高 1.1.1储层岩性细、物性差滲流阻力大 由于储层裂缝微裂缝发育,方面使储层内部 该盆地储层岩石的成熟度低,而成岩成熟度高,本身具有较高的可动流体量,另一方面裂缝微裂缝 主要为细-粉细砂岩和细粉晶碳酸盐岩。由于岩石能够沟通孔隙,增加储层可动流体饱和度。 颗粒细、分选差、胶结物含量高,经压实和成岩后生1.1.7润湿性为弱亲水一中性 作用后,储层变得十分致密,因而储层孔喉半径小 根据室内测试资料表明,储层润湿性为弱亲 物性差(图3、图4),流体渗流阻力大,具有“非达西水一中性,使得水湿不流动相占据了微孔,油湿相占 渗流”特征6 据了大中孔喉,具有较高的水驱油效率,有利于注 201994-2007chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
1 ×10 - 3μm 2 的储量占 65. 6 %(图 1 、图 2) [ 1 ] 。 图 1 鄂尔多斯盆地石油资源构成图 Fig. 1 The petroleum resources composition of Ordos Basin 图 2 鄂尔多斯盆地天然气资源构成图 Fig. 2 The natural gas resource composition of Ordos Basin 低渗透油气藏由于储层物性差、油藏压力系数 低、自然能量不足 ,油气井基本没有自然产能[ 2 ,3 ] ; 加之油气藏隐蔽性强以及复杂的黄土、沙漠地表条 件的限制 ,勘探开发难度愈来愈大。近几年 ,长庆油 田成功实现了 0. 5 ×10 - 3μm 2 以上的低渗透油气田 的勘探开发技术突破 ,由此迎来并支撑了长庆第三 次大规模增储上产的高峰。而苏里格整装气田通过 技术集成创新、开发体制创新和管理创新的新思路、 新模式 ,步入了工业化规模开发的新阶段 ,开创了 “三低”气田效益开发的先例 ,形成了油气并举、快速 发展的新局面[ 4 ,5 ] 。 1 低渗透油气藏地质、开发特征 1. 1 低渗透油气藏地质特征 1. 1. 1 储层岩性细、物性差、渗流阻力大 该盆地储层岩石的成熟度低 ,而成岩成熟度高 , 主要为细 —粉细砂岩和细粉晶碳酸盐岩。由于岩石 颗粒细、分选差、胶结物含量高 ,经压实和成岩后生 作用后 ,储层变得十分致密 ,因而储层孔喉半径小、 物性差(图 3 、图 4) ,流体渗流阻力大 ,具有“非达西 渗流”特征[ 6 ] 。 图 3 鄂尔多斯盆地陕北地区长 6 渗透率分布直方图 Fig. 3 The histogram of the permeability distribution of Chang 6 in North Shaanxi area , Ordos Basin 图 4 鄂尔多斯盆地陇东地区长 8 渗透率分布直方图 Fig. 4 The histogram of the permeability distribution of Chang 8 in eastern Gansu Province , Ordos Basin 1. 1. 2 储层物性变化大、非均质性强 陆相沉积环境的多变性决定了储层沉积相带与 微相变化的复杂性 ,从而导致储集砂体分布的不均 衡性 ;沉积后成岩作用的强烈改造 ,导致储层层间、 层内渗透性变化的不确定性。基于上述 2 方面的原 因 ,鄂尔多斯盆地三叠系延长组与上古生界砂岩储 层在三维空间上表现出了强烈的非均质性。 1. 1. 3 油气层普遍紧邻烃源岩 油气藏受构造控制作用不明显 ,以大型、整装隐 蔽性岩性油气藏为主。 1. 1. 4 储量丰度中等 由于油气藏物性差、有效厚度薄 ,一般油层丰度 为(40～60) ×10 4 t/ km 2 ;气层丰度为(0. 5～2 . 0) × 10 8 m 3 / km 2 。 1. 1. 5 储层裂缝、微裂缝发育 岩心观察、岩矿薄片以及动态测试资料等反映 出 ,低渗透储层裂缝、微裂缝发育 (图 5) ,使储层具 有裂缝和基质孔隙双重介质的特征。 1. 1. 6 可动流体饱和度较高 由于储层裂缝、微裂缝发育 ,一方面使储层内部 本身具有较高的可动流体量 ,另一方面裂缝、微裂缝 能够沟通孔隙 ,增加储层可动流体饱和度。 1. 1. 7 润湿性为弱亲水 —中性 根据室内测试资料表明 ,储层润湿性为弱亲 水 —中性 ,使得水湿不流动相占据了微孔 ,油湿相占 据了大中孔喉 ,具有较高的水驱油效率 ,有利于注 2007 年 王道富等 :鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望 721
岩性油气藏 第19卷第3期 水开发 1.2.6裂缝对注水开发有一定的影响 低渗透油层天然裂缝、微裂缝较发育,加之人工 裂缝的存在,注水井表现出更强的吸水能力,同时增 加了油藏的非均质性,导致裂缝方向的油井易水淹。 因此,注采井网的部署是低渗透油藏开发的关键,既 有利于提高单井产量,又有利于提高驱替波及系数 和采收率。 1.2.7见水后,采液、采油指数下降,稳产难度加大 由于低渗透油层润湿性为中性—弱亲水,在水 驱过程中,局部地区出现水敏、水锁、速敏等问题;同 时,由于地层压力下降,使油层产生渗透率下降的不 图5西19井,长81,微裂缝(隙)发育 可逆转性,因而油水相对渗透率曲线呈现出随含水 Fig 5 Microfracture of Chang 8 in well Xi 19 饱和度增加,油相渗透率急剧下降,水相渗透率缓慢 1.1.8原油性质较好 上升,水的相对渗透率最大不到0.6×10um2 原油密度多数小于0.85gcm,粘度小于最终导致了随含水上升,采液、采油指数下降的特征 2mPa·s,具有低比重、低粘度、低凝固点的特点, (图6),稳产难度加大 易于流动 1.2低渗透油气藏开发特征 1.2.1单井产量低 油层自然产能极低。安塞油田采用油基泥浆、 泡沫负压钻井试验时进行中途测试,油井初产仅0.3 震长 产液指数 0.5t/d,一般无自然产能,均需经压裂改造方可 L.产油指数 获得工业油流。气层基本无自然产能,只有经过改 造才能获得工业气流 1.2.2地层压力低、自然能量不足 图6安塞油田无因次采液(油)指数与 地层压力系数小于1,自然能量不足,多数靠弹 含水关系曲线 性和溶解气驱采油,压力下降快,油层产能递减快 Fig. 6 The relationship bet ween the dimensionless 一次采收率低,般仅为8%~10% fluid productivity index and water contents 1.2.3“非达西渗流¨特征明显,驱替压力梯度大2长庆低渗透油气田勘探开发技术 实验和研究表明流体在低渗透储层孔隙中流2.1低渗透油气田勘探开发技术发展历程 动时,存在启动压力梯度。当驱动压力达到能够克 鄂尔多斯盆地的低渗透油气藏在不同的勘探开 服启动压力时,流体才开始流动,其渗流规律呈现出发时期有着不同的“称谓”。20世纪50至60年代 “非达西渗流”特征,增加了开发难度 称之为“破棉袄”、“鸡肋”,“食之无味,弃之可惜 1.2.4储层压力敏感性强 20世纪70年代称之为“磨刀石”,“井井有油,井井 在开发过程中,低渗透储层具有明显的压力敏不流”20世纪80年代称为“边际储量”,国外公司 感性特征,渗透性随着油气藏压力降低而下降,并具声称“用全球最先进的技术也无法实现有效开发 有不可逆性。渗透率越低,应力敏感性越强,渗透率 近年来,长庆油田立足盆地低渗透勘探开发的 下降得越快 客观实际,将“非达西渗流”理论应用于油田矿场实 1.2.5油层吸水能力较好 践,通过技术的集成应用与创新实践,发展了以“低 鄂尔多斯盆地低渗透油层粘土矿物中,以酸敏渗透隐蔽性油气藏勘探、井网优化、超前注水和开发 矿物为主,而水敏矿物少,杂基含量低,临界流速值压裂”为核心的低渗透油气田勘探开发技术系列,使 高,润湿性为中性一弱亲水。注水开发过程中,注水低渗透的开发下限不断降低。20世纪80年代末期 井启动压力和注水压力低,吸水能力强 渗透率下限为10×10μm2左右;20世纪90年代 201994-2007cHinaAcademicJournalElectroniePublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
水开发[ 7 ] 。 图 5 西 19 井 ,长 8 1 ,微裂缝(隙) 发育 Fig. 5 Micro2fracture of Chang 8 1 in well Xi 19 1. 1. 8 原油性质较好 原油密度多数小于 0 . 85 g/ cm 3 , 粘度小 于 2 mPa ·s ,具有低比重、低粘度、低凝固点的特点 , 易于流动。 1. 2 低渗透油气藏开发特征 1. 2. 1 单井产量低 油层自然产能极低。安塞油田采用油基泥浆、 泡沫负压钻井试验时进行中途测试 ,油井初产仅0. 3 ～0. 5 t/ d ,一般无自然产能 ,均需经压裂改造方可 获得工业油流。气层基本无自然产能 ,只有经过改 造才能获得工业气流。 1. 2. 2 地层压力低、自然能量不足 地层压力系数小于 1 ,自然能量不足 ,多数靠弹 性和溶解气驱采油 ,压力下降快 ,油层产能递减快 , 一次采收率低 ,一般仅为 8 %～10 %。 1. 2. 3 “非达西渗流”特征明显 ,驱替压力梯度大 实验和研究表明 ,流体在低渗透储层孔隙中流 动时 ,存在启动压力梯度。当驱动压力达到能够克 服启动压力时 ,流体才开始流动 ,其渗流规律呈现出 “非达西渗流”特征 ,增加了开发难度。 1. 2. 4 储层压力敏感性强 在开发过程中 ,低渗透储层具有明显的压力敏 感性特征 ,渗透性随着油气藏压力降低而下降 ,并具 有不可逆性。渗透率越低 ,应力敏感性越强 ,渗透率 下降得越快。 1. 2. 5 油层吸水能力较好 鄂尔多斯盆地低渗透油层粘土矿物中 ,以酸敏 矿物为主 ,而水敏矿物少 ,杂基含量低 ,临界流速值 高 ,润湿性为中性 —弱亲水。注水开发过程中 ,注水 井启动压力和注水压力低 ,吸水能力强。 1. 2. 6 裂缝对注水开发有一定的影响 低渗透油层天然裂缝、微裂缝较发育 ,加之人工 裂缝的存在 ,注水井表现出更强的吸水能力 ,同时增 加了油藏的非均质性 ,导致裂缝方向的油井易水淹。 因此 ,注采井网的部署是低渗透油藏开发的关键 ,既 有利于提高单井产量 ,又有利于提高驱替波及系数 和采收率。 1. 2. 7 见水后 ,采液、采油指数下降 ,稳产难度加大 由于低渗透油层润湿性为中性 —弱亲水 ,在水 驱过程中 ,局部地区出现水敏、水锁、速敏等问题 ;同 时 ,由于地层压力下降 ,使油层产生渗透率下降的不 可逆转性 ,因而油水相对渗透率曲线呈现出随含水 饱和度增加 ,油相渗透率急剧下降 ,水相渗透率缓慢 上升 ,水的相对渗透率最大不到 0. 6 ×10 - 3μm 2 。 最终导致了随含水上升 ,采液、采油指数下降的特征 (图 6) ,稳产难度加大。 图 6 安塞油田无因次采液(油) 指数与 含水关系曲线 Fig. 6 The relationship between the dimensionless fluid productivity index and water contents 2 长庆低渗透油气田勘探开发技术 2. 1 低渗透油气田勘探开发技术发展历程 鄂尔多斯盆地的低渗透油气藏在不同的勘探开 发时期有着不同的“称谓”。20 世纪 50 至 60 年代 称之为“破棉袄”、“鸡肋”“, 食之无味 ,弃之可惜”; 20 世纪 70 年代称之为“磨刀石”“, 井井有油 ,井井 不流”;20 世纪 80 年代称为“边际储量”,国外公司 声称“用全球最先进的技术也无法实现有效开发”。 近年来 ,长庆油田立足盆地低渗透勘探开发的 客观实际 ,将“非达西渗流”理论应用于油田矿场实 践 ,通过技术的集成应用与创新实践 ,发展了以“低 渗透隐蔽性油气藏勘探、井网优化、超前注水和开发 压裂”为核心的低渗透油气田勘探开发技术系列 ,使 低渗透的开发下限不断降低。20 世纪 80 年代末期 渗透率下限为 10 ×10 - 3μm 2 左右 ;20 世纪 90 年代 821 岩 性 油 气 藏 第 19 卷 第 3 期
王道富等鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望 末期,渗透率下限降至1×10-3um2左右;2003年以深、含气面积大、非均质性强等地质特点而开展的集 后,渗透率下限降至0.5×10-3um2左右;2005年开地震地质测井和气藏工程等多学科为一体的综合 始开展0.3×103μm2储层技术攻关。在不断挑战布井技术。其核心思想是以多学科分专题研究为基 低渗透极限中,长庆油田获得了巨大成功,低渗透油础,以各学科分支点为切入点,达到微观和宏观结 气田的开发已走在了世界前列。 合、动静结合、多学科综合优化布井、提高产建成功 2.1.1高分辨率地震预测技术 率为目标,钻井成功率在80%以上。 在综合地质研究的基础上,针对鄂尔多斯盆地2.1.7储层改造技术 的黄土塬峁地形,大力推广沟中弯线高分辨率地震 为了有效解决低渗透储层的生产能力,在精细 采集技术,积极开展过塬直测线以及网状三维地震油藏描述、裂缝与井网形式适配研究的基础上,开展 勘探攻关技术试验;采用多域静校正共反射面元叠人工裂缝与井网匹配的优化设计以及低伤害压裂液 加和叠前弹性反演、粘弹介质模型、广义S变换等多体系等工艺试验,形成了以“压裂地质评价、裂缝模 种先进的处理解释技术方法,对控制低渗透油气藏拟与设计、低渗层人工压裂、裂缝综合测试”为主体 分布的沉积砂体进行预测,形成了储集砂岩预测技的低渗透油层改造技术。与以往传统的油层改造技 术系列。 术相比,油井产能提高30%~50% 2.1.2测井评价技术 2.1.8地面工程优化简化技术 针对“三低”(低孔、低渗、低压)、“两复杂”(复杂 以降低建设成本为目标,始终不渝地追求地面 岩性、复杂油水关系)油藏,积极应用大型数控测井建设的优化简化,发展和形成以井口功图法计量、井 系列(3700、5700和MAX500),形成以高精度数控丛单管集油、稳流阀组配水、伴生气回收利用、污水 测井、成像和核磁为代表的测井系列组合及评价方处理等为主要内容的地面配套工艺技术。既降低了 法,解决了低渗透储层参数定量计算、有效储层渗透投资(地面建设投资降低17.5%),又保护了环境 率下限确定和储层内流体类型判识等重大国际难题。实现了有效开发。 2.1.3油气勘探综合技术 22低渗透油气田勘探开发技术的应用 针对鄂尔多斯盆地隐蔽性油气藏的沉积特征, 低渗透油气田勘探开发技术的规模化应用,促 创立地震、钻井剖面和野外岩石露头相结合的陆相进了勘探向低品位油气领域进军,发现了多个亿吨 层序地层分析技术方法,在预测河流、三角洲沉积体级低渗透油气田,使盆地油气三级储量连续保持亿 系的基础上,以现代沉积理论为指导,以宏观地质沉吨级的增长速度,形成了储量良性接替;同时,有效 积规律分析与微观储层描述相结合、岩石特性与电开发了常规技术无法开发的特低渗油气田,极大地 性响应相结合、储层物性和含油气性相结合的综合拓宽了低渗透油气田的开发领域,油气产量实现了 勘探研究方法为主导,形成了隐蔽性油气藏的综合持续快速攀升,促进了低渗油气田开发效益的提高 评价技术。 2.2.1盆地石油天然气资源大幅度增长 2.1.4超前注水技术 随着先进理论引入和核心技术的应用,低渗透 依据变形介质的压敏效应机理,建立低渗透储油气藏有效开发的渗透率下限降低,盆地石油天然 层启动压力梯度和流体边界层的非达西渗流数学模气资源评价结果较之前发生较大变化。20世纪80 型;创建以提高地层能量、克服启动压力梯度、建立年代末期(渗透率下限为10×10·μm)石油资源 有效驱替压力系统的超前注水技术,使得油井平均量为15.3×103t,天然气资源量为4.17×102m3 单井产能提高15%~20%。 20世纪90年代末期石油资源量(渗透率下限1× 2.1.5井网优化技术 10um2)增至40×103t,天然气资源量为10.7× 根据低渗储层的三维多参数非均质性特点和微102m3;2003年(渗透率下限0.5×10um2左右), 裂缝发育程度,经过理论研究与矿场试验,提出井网盆地石油资源达到85.88×10°t;预计攻克0.3 与裂缝系统最佳配置的菱形反九点和矩形开发井10-3μm2渗透率极限后盆地的石油资源可增至120 网,改变了传统的“正方形反九点”井网,提高了井网×103t以上。 控制程度,建立了有效的压力驱替系统 2.2.2实现了油气储量的良性接替 2.1.6优化布井技术 随着核心开发技术的应用,仅2001~2005年5 优化布井技术是针对靖边气田下古气藏埋藏年时间,鄂尔多斯盆地发现了4个亿吨级油田,新增 201994-2007ChinaacAdemicJOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
末期 ,渗透率下限降至 1 ×10 - 3μm 2 左右 ;2003 年以 后 ,渗透率下限降至 0. 5 ×10 - 3μm 2 左右 ;2005 年开 始开展 0 . 3 ×10 - 3μm 2 储层技术攻关。在不断挑战 低渗透极限中 ,长庆油田获得了巨大成功 ,低渗透油 气田的开发已走在了世界前列[ 8 ] 。 2. 1. 1 高分辨率地震预测技术 在综合地质研究的基础上 ,针对鄂尔多斯盆地 的黄土塬峁地形 ,大力推广沟中弯线高分辨率地震 采集技术 ,积极开展过塬直测线以及网状三维地震 勘探攻关技术试验 ;采用多域静校正、共反射面元叠 加和叠前弹性反演、粘弹介质模型、广义 S 变换等多 种先进的处理解释技术方法 ,对控制低渗透油气藏 分布的沉积砂体进行预测 ,形成了储集砂岩预测技 术系列。 2. 1. 2 测井评价技术 针对“三低”(低孔、低渗、低压) “、两复杂”(复杂 岩性、复杂油水关系) 油藏 ,积极应用大型数控测井 系列(3700 、5700 和 MAX500) ,形成以高精度数控 测井、成像和核磁为代表的测井系列组合及评价方 法 ,解决了低渗透储层参数定量计算、有效储层渗透 率下限确定和储层内流体类型判识等重大国际难题。 2. 1. 3 油气勘探综合技术 针对鄂尔多斯盆地隐蔽性油气藏的沉积特征 , 创立地震、钻井剖面和野外岩石露头相结合的陆相 层序地层分析技术方法 ,在预测河流、三角洲沉积体 系的基础上 ,以现代沉积理论为指导 ,以宏观地质沉 积规律分析与微观储层描述相结合、岩石特性与电 性响应相结合、储层物性和含油气性相结合的综合 勘探研究方法为主导 ,形成了隐蔽性油气藏的综合 评价技术。 2. 1. 4 超前注水技术 依据变形介质的压敏效应机理 ,建立低渗透储 层启动压力梯度和流体边界层的非达西渗流数学模 型 ;创建以提高地层能量、克服启动压力梯度、建立 有效驱替压力系统的超前注水技术 ,使得油井平均 单井产能提高 15 %～20 %。 2. 1. 5 井网优化技术 根据低渗储层的三维多参数非均质性特点和微 裂缝发育程度 ,经过理论研究与矿场试验 ,提出井网 与裂缝系统最佳配置的菱形反九点和矩形开发井 网 ,改变了传统的“正方形反九点”井网 ,提高了井网 控制程度 ,建立了有效的压力驱替系统。 2. 1. 6 优化布井技术 优化布井技术是针对靖边气田下古气藏埋藏 深、含气面积大、非均质性强等地质特点而开展的集 地震、地质、测井和气藏工程等多学科为一体的综合 布井技术。其核心思想是以多学科分专题研究为基 础 ,以各学科分支点为切入点 ,达到微观和宏观结 合、动静结合、多学科综合优化布井、提高产建成功 率为目标 ,钻井成功率在 80 %以上。 2. 1. 7 储层改造技术 为了有效解决低渗透储层的生产能力 ,在精细 油藏描述、裂缝与井网形式适配研究的基础上 ,开展 人工裂缝与井网匹配的优化设计以及低伤害压裂液 体系等工艺试验 ,形成了以“压裂地质评价、裂缝模 拟与设计、低渗层人工压裂、裂缝综合测试”为主体 的低渗透油层改造技术。与以往传统的油层改造技 术相比 ,油井产能提高 30 %～50 %。 2. 1. 8 地面工程优化简化技术 以降低建设成本为目标 ,始终不渝地追求地面 建设的优化简化 ,发展和形成以井口功图法计量、井 丛单管集油、稳流阀组配水、伴生气回收利用、污水 处理等为主要内容的地面配套工艺技术。既降低了 投资(地面建设投资降低 17. 5 %) ,又保护了环境 , 实现了有效开发。 2. 2 低渗透油气田勘探开发技术的应用 低渗透油气田勘探开发技术的规模化应用 ,促 进了勘探向低品位油气领域进军 ,发现了多个亿吨 级低渗透油气田 ,使盆地油气三级储量连续保持亿 吨级的增长速度 ,形成了储量良性接替 ;同时 ,有效 开发了常规技术无法开发的特低渗油气田 ,极大地 拓宽了低渗透油气田的开发领域 ,油气产量实现了 持续快速攀升 ,促进了低渗油气田开发效益的提高。 2. 2. 1 盆地石油天然气资源大幅度增长 随着先进理论引入和核心技术的应用 ,低渗透 油气藏有效开发的渗透率下限降低 ,盆地石油天然 气资源评价结果较之前发生较大变化。20 世纪 80 年代末期 (渗透率下限为 10 ×10 - 3μm 2 ) 石油资源 量为 15 . 3 ×10 8 t ,天然气资源量为 4. 17 ×10 12 m 3 ; 20 世纪 90 年代末期石油资源量 (渗透率下限 1 × 10 - 3μm 2 ) 增至 40 ×10 8 t ,天然气资源量为 10. 7 × 10 12 m 3 ;2003 年(渗透率下限 0. 5 ×10 - 3μm 2 左右) , 盆地石油资源达到 85. 88 ×10 8 t ;预计攻克 0. 3 × 10 - 3μm 2 渗透率极限后盆地的石油资源可增至 120 ×10 8 t 以上。 2. 2. 2 实现了油气储量的良性接替 随着核心开发技术的应用 ,仅 2001～2005 年 5 年时间 ,鄂尔多斯盆地发现了 4 个亿吨级油田 ,新增 2007 年 王道富等 :鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望 921
岩性油气藏 第19卷第3期 探明储量5.5505×103t,每年新増石油探明储量13.2加快水平井开发技术的试验和推广 ×103t左右,新增可采储量2200×104t左右,储量 水平井可以增大油气藏泄油气面积,降低渗流 接替率达到3.08,储采比为22.3%先后发现5个阻力提高单井油气产量。目前在鄂尔多斯盆地侏 千亿方级大气田新增探明储量1.4×10"2m3。长罗系油藏开发中取得了较好的效果,单井产量达到 庆石油天然气储量呈良性接替趋势。 了20td以上,并形成了相配套的开发技术。针对 2.2.3油气产量实现了快速增长 大面积分布的延长组低渗、特低渗透油藏,将借鉴水 2001年以来,长庆油田产量逐年上台阶,5年累平井在侏罗系油藏开发中的成功经验,重点开展水 10t以上5年累计生产天然气269×10°m2,年平井分段压裂改造工艺技术和水平井注水开发井网 均增长天然气产量在10×10m3以上,实现了油气试验的攻关以形成低渗透油气藏水平井开发理论 生产的历史性跨越。 和配套工艺技术 2.2.4开发效益显著提高 从开发历史来看,油层渗透率对单井产量的影 结束语 响显而易见,但由于技术的突破与发展,油藏单井产 近年来,长庆油田在鄂尔多斯盆地低渗透油气 量逐步提高。长庆油田同类油藏单井产量由20世藏开发方面,立足自主创新,坚持科学试验,从隐蔽 纪80年代0.83t/d提高到20世纪90年代的性油藏综合评价技术、高分辨率地震勘探技术、井网 2.1t/d,目前达到3.48td。由此可见,技术进步优化技术、优化布井技术超前注水技术等方面着 对低渗透油田勘探开发水平的提高和效益的提升是手,形成了低渗透油气藏勘探开发配套技术系列,成 不可估量的。 功开发了0.5×10-μm2以上的低渗透油藏。依靠 3低渗透油气田勘探开发技术展望 这些技术,长庆油田成功实现了油气储量、产量的大 幅度攀升,油气生产能力、公司盈利能力均位居中国 随着鄂尔多斯盆地勘探开发程度的加深,今后石油第二位,在低渗透油田开发方面走在了世界前 面临的勘探开发对象条件更加复杂,为此,需要积极列。日前正在开展0.3×103um2储层和苏里格气 培育低渗透特色勘探开发技术,创建具有国际先进田经济有效开发技术攻关,不断挑战渗透率极限,进 水平的低渗透油气田研发中心和工程技术中心。按一步推动在低渗透岩性油气藏勘探、开发领域的技 照“关键技术超前储备、瓶颈技术集中突破、成熟技术水平。 术规模应用”的要求,发展“自主创新、集成创新和引参考文献 进消化吸收再创新的能力尤其是要突出原始创新1王道富长庆油气田勘探开发技术展望[M]北京:石油工业 能力的培育,超前研发先进配套技术,加快瓶颈技术 出版社,2004 攻关研究。 [2]庞雄奇,陈冬霞,张俊隐蔽性油气藏的概念与分类及其在实 3.1加大0.3×103pm2储层和苏里格气田低成 际应用中需要注意的问题[]岩性油气藏,2007,19(1):1-8 本开发技术攻关力度 [3]赵应成,王天琦,田光荣等.低渗透油田富集区预测技术研究 J]岩性油气藏,2007,19(1) 0.3×10μm2储层攻关研究,重点是扩大以水 [4]王道富,朱义吾,李忠兴鄂尔多斯盆地低渗透油气田开发技 平井为主导的现场试验规模,加深水平井井网优化 术M]北京:石油工业出版社, 分段压裂及2个剖面测试等关键技术的攻关;做好5]王道富鄂尔多斯盆地特低渗透油田开发[M]北京:石油工 化学膜剂驱油现场试验,优化注入方式及参数,逐步 形成0.3×103pm2类储层有效开发的主体技术 [6]李道品,罗迪强,刘雨芬,等.低渗透砂岩油田开发[M]北京 苏里格气田的低成本开发攻关研究,要以“强化 石油工业出版社,1997 [7]王道富,李忠兴,杨克文,等.特低渗透油田注水开发技术 技术、积极试验、稳步推进、有效开发”为指导,按照 Cy//刘宝和中国石油天然气股份有限公司油气田开发技 “技术集成化、材料国产化、设备撬装化、服务市场 术座谈会文集北京:石油工业出版社,2001:145-175 化建设方针,重点搞好高精度二维地震含气性预8]王道富,杨华,付金华鄂尔多斯盆地天然气韵探开发战略研 测与优化地质布井技术,完善分层压裂、合层开采技 讨[]天然气工业,2005,25(4):1-4 术,强化井下节流器的长效试验研究以及降低成本9)王道富,强化自主创新技术提高能源保障能力一低渗透油 田勘探开发技术[C].中国科学院泰山论坛:山东2006 的井身结构和地面工程简化技术,努力探索低渗、低101胡文瑞,何自新,金忠臣,等长庆油田油气勘探开发新技术 压气藏经济有效开发的新途径。 [M].北京:石油工业出版社,2002 201994-2007chinaaCademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
探明储量 5. 550 5 ×10 8 t ,每年新增石油探明储量 1 ×10 8 t 左右 ,新增可采储量 2 200 ×10 4 t 左右 ,储量 接替率达到 3. 08 ,储采比为 22. 3 % ;先后发现 5 个 千亿方级大气田 ,新增探明储量 1. 4 ×10 12 m 3 。长 庆石油天然气储量呈良性接替趋势。 2. 2. 3 油气产量实现了快速增长 2001 年以来 ,长庆油田产量逐年上台阶 ,5 年累 计生产原油 3 583 ×10 4 t ,年均增长原油产量在 100 ×10 4 t 以上 ,5 年累计生产天然气 269 ×10 8 m 3 ,年 均增长天然气产量在 10 ×10 8 m 3 以上 ,实现了油气 生产的历史性跨越。 2. 2. 4 开发效益显著提高 从开发历史来看 ,油层渗透率对单井产量的影 响显而易见 ,但由于技术的突破与发展 ,油藏单井产 量逐步提高。长庆油田同类油藏单井产量由 20 世 纪 80 年代 0. 83 t/ d 提高到 20 世纪 90 年代的 2. 11 t/ d ,目前达到 3. 48 t/ d。由此可见 ,技术进步 对低渗透油田勘探开发水平的提高和效益的提升是 不可估量的。 3 低渗透油气田勘探开发技术展望 随着鄂尔多斯盆地勘探开发程度的加深 ,今后 面临的勘探开发对象条件更加复杂 ,为此 ,需要积极 培育低渗透特色勘探开发技术 ,创建具有国际先进 水平的低渗透油气田研发中心和工程技术中心。按 照“关键技术超前储备、瓶颈技术集中突破、成熟技 术规模应用”的要求 ,发展“自主创新、集成创新和引 进消化吸收再创新”的能力 ,尤其是要突出原始创新 能力的培育 ,超前研发先进配套技术 ,加快瓶颈技术 攻关研究[ 9 ,10 ] 。 3. 1 加大 0. 3 ×10 - 3μm 2 储层和苏里格气田低成 本开发技术攻关力度 0 . 3 ×10 - 3μm 2 储层攻关研究 ,重点是扩大以水 平井为主导的现场试验规模 ,加深水平井井网优化、 分段压裂及 2 个剖面测试等关键技术的攻关 ;做好 化学膜剂驱油现场试验 ,优化注入方式及参数 ,逐步 形成 0. 3 ×10 - 3μm 2 类储层有效开发的主体技术。 苏里格气田的低成本开发攻关研究 ,要以“强化 技术、积极试验、稳步推进、有效开发”为指导 ,按照 “技术集成化、材料国产化、设备撬装化、服务市场 化”的建设方针 ,重点搞好高精度二维地震含气性预 测与优化地质布井技术 ,完善分层压裂、合层开采技 术 ,强化井下节流器的长效试验研究以及降低成本 的井身结构和地面工程简化技术 ,努力探索低渗、低 压气藏经济有效开发的新途径。 3. 2 加快水平井开发技术的试验和推广 水平井可以增大油气藏泄油气面积 ,降低渗流 阻力 ,提高单井油气产量。目前 ,在鄂尔多斯盆地侏 罗系油藏开发中取得了较好的效果 ,单井产量达到 了 20 t/ d 以上 ,并形成了相配套的开发技术。针对 大面积分布的延长组低渗、特低渗透油藏 ,将借鉴水 平井在侏罗系油藏开发中的成功经验 ,重点开展水 平井分段压裂改造工艺技术和水平井注水开发井网 试验的攻关 ,以形成低渗透油气藏水平井开发理论 和配套工艺技术。 4 结束语 近年来 ,长庆油田在鄂尔多斯盆地低渗透油气 藏开发方面 ,立足自主创新 ,坚持科学试验 ,从隐蔽 性油藏综合评价技术、高分辨率地震勘探技术、井网 优化技术、优化布井技术、超前注水技术等方面着 手 ,形成了低渗透油气藏勘探开发配套技术系列 ,成 功开发了 0 . 5 ×10 - 3μm 2 以上的低渗透油藏。依靠 这些技术 ,长庆油田成功实现了油气储量、产量的大 幅度攀升 ,油气生产能力、公司盈利能力均位居中国 石油第二位 ,在低渗透油田开发方面走在了世界前 列。目前正在开展 0. 3 ×10 - 3μm 2 储层和苏里格气 田经济有效开发技术攻关 ,不断挑战渗透率极限 ,进 一步推动在低渗透岩性油气藏勘探、开发领域的技 术水平。 参考文献 : [1 ] 王道富. 长庆油气田勘探开发技术展望[ M ]. 北京 :石油工业 出版社 ,2004. [ 2 ] 庞雄奇 ,陈冬霞 ,张俊. 隐蔽性油气藏的概念与分类及其在实 际应用中需要注意的问题[J ]. 岩性油气藏 ,2007 ,19 (1) :128. [ 3 ] 赵应成 ,王天琦 ,田光荣 ,等. 低渗透油田富集区预测技术研究 [J ]. 岩性油气藏 ,2007 ,19 (1) :21226 . [ 4 ] 王道富 ,朱义吾 ,李忠兴. 鄂尔多斯盆地低渗透油气田开发技 术[ M]. 北京 :石油工业出版社 ,2003. [5 ] 王道富. 鄂尔多斯盆地特低渗透油田开发[ M ]. 北京 :石油工 业出版社 ,2007 . [ 6 ] 李道品 ,罗迪强 ,刘雨芬 ,等. 低渗透砂岩油田开发[ M ]. 北京 : 石油工业出版社 ,1997 . [ 7 ] 王道富 ,李忠兴 ,杨克文 ,等. 特低渗透油田注水开发技术 [C]/ / 刘宝和. 中国石油天然气股份有限公司油气田开发技 术座谈会文集. 北京 :石油工业出版社 ,2001 :1452175. [ 8 ] 王道富 ,杨华 ,付金华. 鄂尔多斯盆地天然气勘探开发战略研 讨[J ]. 天然气工业 ,2005 ,25 (4) :124 . [ 9 ] 王道富. 强化自主创新技术 ,提高能源保障能力 ———低渗透油 田勘探开发技术[C]. 中国科学院泰山论坛 : 山东 ,2006 . [ 10 ] 胡文瑞 ,何自新 ,金忠臣 ,等. 长庆油田油气勘探开发新技术 [ M]. 北京 :石油工业出版社 ,2002 . 031 岩 性 油 气 藏 第 19 卷 第 3 期