朱维耀等：中国致密油藏开发理论研究进展 ·1105· 基质渗透率一般小于0.1mD,孔隙度一般小于 致密油单井产量显著提高.新疆油田进一步推动玛 10%.(3)流体分异差.无统一的油水界面与压力 湖凹陷致密油经济有效开发，吉木萨尔致密油产能 系统，油、气、水常多相共存，含油气饱和度变化大， 评价取得重大进展.大庆油田先后开辟了14个致 具有“整体普遍含油气”的特征.(4)微纳米孔喉发 密油试验区，其中10个已经建成投产，年产能达到 育.川中大安寨段灰岩有效喉道半径均值为0.89 20×10t. m,鄂尔多斯长7段喉道半径主要分布于0.1~ 在开发技术领域，我国致密油的主要研究和应 0.75um:(5)天然裂缝发育.地层受多期构造作用 用方向都集中于水平井体积压裂及其配套工艺开发 影响，发育明显的天然微裂缝，川中桂花油田取芯结 模式，其主要思路是通过体积压裂以及加密水平井 果显示，各类裂缝数量达11.79m-1.而且受区域性 距在致密储层形成裂缝网络，增大含油基质与裂缝 地应力控制，裂缝具有一定的方向性.(6)地层压力 的接触面积，缩短储层供给边界半径，从而更好地实 偏低，我国陆相致密油以低压-常压为主，压力系数 现致密储层有效动用.目前已形成了水力喷砂、水 介于0.7~1.3.其中储量最为丰富的鄂尔多斯长7 力泵送桥塞、大通径裸眼封隔器滑套等多项水平井 段油藏压力系数在0.7~0.85之间，为典型低压油 分段体积压裂主体技术.吐哈油田三塘湖盆地致密 藏，天然能量严重不足：(7)储层脆性指数高.长7 油开发中的“速钻桥塞+多簇射孔压裂”工艺，青海 致密油储层脆性指数为35~45，适合于进行储层压 油田扎哈泉致密油区块开发中的“混合压裂液+小 裂改造 粒径陶粒加砂”压裂工艺，长庆油田首次开展的“大 1.3中国致密油资源开采现状 排量双水平井喷射分段多簇同步压裂”工艺都是我 中国致密油藏开发初期，积极借鉴美国 国致密油开发过程中关键技术的重大突破.针对四 Bakken、Eagleford致密油藏以及国内在低渗-超低 川盆地砂岩和灰岩储层不同的地质特点，四川油气 渗油藏开发过程中的经验，但经过一段时间的勘探 田分别实施水平井体积压裂以及水平井酸化压裂， 开发探索后，认识到中国致密油藏有其特殊的开发 酸化体系为“乳化酸+转向酸+降阻酸”] 难度，出现“注不进、采不出”的现象，致密油储层基 尽管我国致密油开发在短时间内取得了极大的 质的致密程度已经达到了水驱无效的程度，导致开 进步，但是相对常规油气藏，其开发规模以及原油产 发效果不佳.其原因在于美国致密油藏以海相为 量仍然较小.即使是与其他非常规油气资源如页岩 主，生油岩分布稳定，面积大，且储集层普遍为超压 气、致密气、煤层气相比，产量依然占据次要地位，存 地层，开发地质条件方面均优于国内储层，而低渗- 在明显的资源与产量不匹配、经济效益过低的现象 超低渗油藏开发成功模式中超前注水建立有效驱动 其主要原因是体积缝网的形成易引发明显的水窜， 系统的成功模式也难以应用到致密油藏.中国致密 导致注水工艺无法实施.而衰竭式开发后无法获得 油藏的开发特征主要表现为：(1)初期大部分水平 有效的地层能量补充，即使通过注水获得能量补充， 井日产原油明显优于直井，产量一般为3~5倍，吉 极高的渗流阻力导致难以有效驱动基质原油.因 木萨尔凹陷水平井初期产能可达直井的10~15 此，合理开发方式的应用，是我国致密油开发的重点 倍[).但产量递减快，首年递减率可达40%~90%； 研究问题 (2)井口压力下降快.受基质供给能力限制，新井投 2致密油藏开发方式 产2到3个月内，井口压力可以由20多MPa下降至 5MPa以内.(3)初期油水同产，含水率稳定，一段 目前国内针对致密油藏孔喉直径狭小导致自然 时间后含水率下降：(4)压裂液反排率低，大约40% 产能低，脆性矿物体积分数高达到80%以上2]，易 左右，不过长庆油田现场试验表明，滞留压裂液可以 于压裂并沟通天然裂缝形成缝网的特点，普遍使用 起到一定程度的地层能量补充，压裂后地层压力系 基于水平井体积压裂的开发模式.大量的现场实践 数可提高至1.0左右[0) 以及理论计算均表明，水平井体积压裂可以实现更 尽管困难重重，经过多年积极探索与技术攻关， 大体积的地质储量动用，扩大渗流面积，水平井投产 中国石油集团公司成功推动了鄂尔多斯、四川、松 前期可以达到直井单井产量的10倍以上，也是目前 辽、柴达木及三塘湖等盆地的致密油藏规模开发. 开发致密油藏最有效的工艺手段.此类技术与相关 目前长庆油田经过多年探索，形成了致密油I+Ⅱ 研究的基础均来源于低渗-超低渗透油藏的开发经 +Ⅲ类储层开发主体技术，建立了3个致密油水平 验与理论研究基础，与低渗-超低渗油藏相同，地层 井体积压裂试验区和3个致密油规模开发试验区， 能量损失严重同样制约着致密油藏的开发.基于水朱维耀等: 中国致密油藏开发理论研究进展 基质渗透率一般小于 0郾 1 mD, 孔隙度一般小于 10% . (3)流体分异差. 无统一的油水界面与压力 系统,油、气、水常多相共存,含油气饱和度变化大, 具有“整体普遍含油气冶的特征. (4)微纳米孔喉发 育. 川中大安寨段灰岩有效喉道半径均值为 0郾 89 滋m,鄂尔多斯长 7 段喉道半径主要分布于 0郾 1 ~ 0郾 75 滋m;(5)天然裂缝发育. 地层受多期构造作用 影响,发育明显的天然微裂缝,川中桂花油田取芯结 果显示,各类裂缝数量达 11郾 79 m - 1 . 而且受区域性 地应力控制,裂缝具有一定的方向性. (6)地层压力 偏低,我国陆相致密油以低压鄄鄄常压为主,压力系数 介于 0郾 7 ~ 1郾 3. 其中储量最为丰富的鄂尔多斯长 7 段油藏压力系数在 0郾 7 ~ 0郾 85 之间,为典型低压油 藏,天然能量严重不足;(7)储层脆性指数高. 长 7 致密油储层脆性指数为 35 ~ 45,适合于进行储层压 裂改造. 1郾 3 中国致密油资源开采现状 中 国 致 密 油 藏 开 发 初 期, 积 极 借 鉴 美 国 Bakken、Eagleford 致密油藏以及国内在低渗鄄鄄 超低 渗油藏开发过程中的经验,但经过一段时间的勘探 开发探索后,认识到中国致密油藏有其特殊的开发 难度,出现“注不进、采不出冶的现象,致密油储层基 质的致密程度已经达到了水驱无效的程度,导致开 发效果不佳. 其原因在于美国致密油藏以海相为 主,生油岩分布稳定,面积大,且储集层普遍为超压 地层,开发地质条件方面均优于国内储层,而低渗鄄鄄 超低渗油藏开发成功模式中超前注水建立有效驱动 系统的成功模式也难以应用到致密油藏. 中国致密 油藏的开发特征主要表现为:(1)初期大部分水平 井日产原油明显优于直井,产量一般为 3 ~ 5 倍,吉 木萨尔凹陷水平井初期产能可达直井的 10 ~ 15 倍[9] . 但产量递减快,首年递减率可达40% ~ 90% ; (2)井口压力下降快. 受基质供给能力限制,新井投 产2 到3 个月内,井口压力可以由20 多 MPa 下降至 5 MPa 以内. (3) 初期油水同产,含水率稳定,一段 时间后含水率下降;(4)压裂液反排率低,大约 40% 左右,不过长庆油田现场试验表明,滞留压裂液可以 起到一定程度的地层能量补充,压裂后地层压力系 数可提高至 1郾 0 左右[10] . 尽管困难重重,经过多年积极探索与技术攻关, 中国石油集团公司成功推动了鄂尔多斯、四川、松 辽、柴达木及三塘湖等盆地的致密油藏规模开发. 目前长庆油田经过多年探索,形成了致密油玉 + 域 + 芋类储层开发主体技术,建立了 3 个致密油水平 井体积压裂试验区和 3 个致密油规模开发试验区, 致密油单井产量显著提高. 新疆油田进一步推动玛 湖凹陷致密油经济有效开发,吉木萨尔致密油产能 评价取得重大进展. 大庆油田先后开辟了 14 个致 密油试验区,其中 10 个已经建成投产,年产能达到 20 伊 10 4 t. 在开发技术领域,我国致密油的主要研究和应 用方向都集中于水平井体积压裂及其配套工艺开发 模式,其主要思路是通过体积压裂以及加密水平井 距在致密储层形成裂缝网络,增大含油基质与裂缝 的接触面积,缩短储层供给边界半径,从而更好地实 现致密储层有效动用. 目前已形成了水力喷砂、水 力泵送桥塞、大通径裸眼封隔器滑套等多项水平井 分段体积压裂主体技术. 吐哈油田三塘湖盆地致密 油开发中的“速钻桥塞 + 多簇射孔压裂冶工艺,青海 油田扎哈泉致密油区块开发中的“混合压裂液 + 小 粒径陶粒加砂冶压裂工艺,长庆油田首次开展的“大 排量双水平井喷射分段多簇同步压裂冶工艺都是我 国致密油开发过程中关键技术的重大突破. 针对四 川盆地砂岩和灰岩储层不同的地质特点,四川油气 田分别实施水平井体积压裂以及水平井酸化压裂, 酸化体系为“乳化酸 + 转向酸 + 降阻酸冶 [11] . 尽管我国致密油开发在短时间内取得了极大的 进步,但是相对常规油气藏,其开发规模以及原油产 量仍然较小. 即使是与其他非常规油气资源如页岩 气、致密气、煤层气相比,产量依然占据次要地位,存 在明显的资源与产量不匹配、经济效益过低的现象. 其主要原因是体积缝网的形成易引发明显的水窜, 导致注水工艺无法实施. 而衰竭式开发后无法获得 有效的地层能量补充,即使通过注水获得能量补充, 极高的渗流阻力导致难以有效驱动基质原油. 因 此,合理开发方式的应用,是我国致密油开发的重点 研究问题. 2 致密油藏开发方式 目前国内针对致密油藏孔喉直径狭小导致自然 产能低,脆性矿物体积分数高达到 80% 以上[12] ,易 于压裂并沟通天然裂缝形成缝网的特点,普遍使用 基于水平井体积压裂的开发模式. 大量的现场实践 以及理论计算均表明,水平井体积压裂可以实现更 大体积的地质储量动用,扩大渗流面积,水平井投产 前期可以达到直井单井产量的 10 倍以上,也是目前 开发致密油藏最有效的工艺手段. 此类技术与相关 研究的基础均来源于低渗鄄鄄超低渗透油藏的开发经 验与理论研究基础,与低渗鄄鄄超低渗油藏相同,地层 能量损失严重同样制约着致密油藏的开发. 基于水 ·1105·