摘 要

摘　要：鄂爾多斯盆地蘇里格氣田具有“低滲透率、低壓力、低豐度、薄儲(chǔ)層、強(qiáng)非均質(zhì)性，，的特征，單井產(chǎn)量低、壓力下降快、穩(wěn)產(chǎn)難度大、開(kāi)發(fā)難度大。為了實(shí)現(xiàn)該氣田的有效開(kāi)

摘　要：鄂爾多斯盆地蘇里格氣田具有“低滲透率、低壓力、低豐度、薄儲(chǔ)層、強(qiáng)非均質(zhì)性，，的特征，單井產(chǎn)量低、壓力下降快、穩(wěn)產(chǎn)難度大、開(kāi)發(fā)難度大。為了實(shí)現(xiàn)該氣田的有效開(kāi)發(fā)，中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司從2001年開(kāi)始持續(xù)攻關(guān)，逐漸掌握了該氣田致密砂巖氣藏儲(chǔ)層地質(zhì)特征精細(xì)描述的方法，形成了針對(duì)該氣田薄層強(qiáng)非均質(zhì)性致密砂巖儲(chǔ)層的水平井開(kāi)發(fā)地質(zhì)、快速鉆井、多段改造等技術(shù)系列。水平井有效儲(chǔ)層鉆遇率已由初期的23％提高到目前的60%以上，單井日產(chǎn)氣量超過(guò)5×10⁴m³，是鄰近直井的3～5倍，已規(guī)模建成水平井整體開(kāi)發(fā)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了氣田開(kāi)發(fā)方式的轉(zhuǎn)變，開(kāi)發(fā)水平和開(kāi)發(fā)效益顯著提升。蘇里格氣田低滲透強(qiáng)非均質(zhì)性致密砂巖氣藏水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)的成功應(yīng)用，說(shuō)明了水平井是致密砂巖氣有效開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)，也展示了該氣田致密砂巖氣藏良好的開(kāi)發(fā)前景。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地  蘇里格氣田  致密砂巖氣藏  水平井開(kāi)發(fā)  技術(shù)系列  強(qiáng)非均質(zhì)性  氣田開(kāi)發(fā)前景

Horizontal well development technology for tight sandstone gas reservoirs in the Sulige Gas Field，Ordos Basin

Abstract：Typlcal tlght gas reservoirs in the Sulige gas Field，Ordos Basin，are eharacterized by low permeability，low pressure．low abundance,thin layer and strong heterogeneity,so it is tough to efficiently and economically develop this field due to a quick drop in tormatlon pressure and a rather low slngle-well production．In view of this，the PetroChina Changqing Oilfield Companv has tackled with many technlcal problems since 2001,among which the fine description method was developed for characterizing the geological properties of such typical tight sand gas reservoirs in the Sulige Gas Field．Besides，aimed at thin layers with strong heterogeneous sandstone reservoirs,a series of technoIogies has been established，such as horizontal well development geology，rapid drilling techniques,reservolr stlmulation by mukti-fractured horizontal wells，etc．The application results of horizontal wells show that the drilling ratereaching 1argerzones mcreased from initial 23％to current abovc 60％；single well production reached more than 5×10⁴m³／d．which is 3-5 times that of adJacent vertical wells．Thus，an integrated horizontal well development zone was built，and the development mode was then successiully transtormed，as a result，an obvious rise was seen either in the development level or the development profit This field．This successful case not only proves that the horizontal well development technology is an important technical way for the efficient and cost-effective exploitation of tight sand gas reservoirs，but reveals that tight sand gas reservoirs are prospective in the future with the aid of appropriate development technologies．

Key words：Ordos Basin，sulige Gas Field，tight sandstone gas rescrvoir，horizontal well，development technology，heterogeneity

1　蘇里格氣田地質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)和陜西省境內(nèi)，2012年底累計(jì)探明、基本探明天然氣儲(chǔ)量超過(guò)3×10¹²m³，是中國(guó)陸上最大的氣田，也是致密砂巖氣藏的典型代表。具有“低滲透、低壓力、低豐度、薄集層、強(qiáng)非均質(zhì)性”的特征。

1．1　寬緩型辮狀河三角洲沉積，砂體大面積展布

在主力儲(chǔ)層盒8段沉積時(shí)期，沉積古地形平緩，主要為寬緩的辮狀河三角洲沉積。沉積盆地北部物源供給充足，砂體延伸遠(yuǎn)，橫向展布寬，砂體展布面積超過(guò)4×10⁴km²，這是形成大型巖性氣藏的基礎(chǔ)^[1]儲(chǔ)集砂體受高能河道的心灘和河道底部充填等沉積微相控制，垂向上多期疊置。

1．2　有效儲(chǔ)層規(guī)模小，連通性差

從氣田加密區(qū)的砂體與有效砂體的綜合解剖分析，儲(chǔ)層河道橫向遷移疊置非常頻繁，盡管砂體側(cè)向復(fù)合連片，但有效砂體相對(duì)孤立分散^[2-3]。加密區(qū)塊試驗(yàn)表明，有效單砂體薄(厚2～6m)，規(guī)模小(寬400～800m，長(zhǎng)600～l200m)。有效砂體縱向多層疊置，橫向連通性差，水平井部署和實(shí)施難度較大。

1．3　儲(chǔ)層致密，非均質(zhì)性強(qiáng)

儲(chǔ)層巖性以石英砂巖、巖屑石英砂巖為主。平均孔隙度8.9％，平均滲透率0.737mD，儲(chǔ)集空間以溶孔、晶間孔為主。填隙物以泥質(zhì)、硅質(zhì)、鈣質(zhì)為主?？紫督Y(jié)構(gòu)為低孔細(xì)喉型。儲(chǔ)層束縛水飽和度高，親水性較強(qiáng)。

由于河道砂體由多個(gè)薄層、多期的砂體垂向疊置構(gòu)成，雖然疊置砂體規(guī)模較大，但砂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，隔夾層發(fā)育。因此，在水平井實(shí)施中常常會(huì)遇到砂泥巖互層現(xiàn)象。

1．4　單井產(chǎn)量低，單井控制儲(chǔ)量少，壓力下降快且恢復(fù)慢

直井平均單井產(chǎn)量約l×10⁴m³／d，壓力恢復(fù)試井表明儲(chǔ)層存在不滲透邊界，修正等時(shí)試井反映壓力恢復(fù)慢、恢復(fù)程度低，說(shuō)明有效砂體連通范圍小，供氣能力差，單井控制儲(chǔ)量低，累計(jì)產(chǎn)氣量有限。

2　蘇里格氣田水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)歷程

綜合蘇里格氣田水平井開(kāi)發(fā)歷程，可將蘇里格氣田水平井開(kāi)發(fā)劃分為4個(gè)階段：水平井探索與試驗(yàn)階段、水平井試驗(yàn)突破階段、水平井規(guī)模試驗(yàn)階段和水平井規(guī)模應(yīng)用階段。

2．1　水平井探索與試驗(yàn)階段(2001—2008年)

該階段以直井試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)為主，水平井開(kāi)發(fā)試驗(yàn)可進(jìn)一步劃分為探索與再次試驗(yàn)兩個(gè)小階段。

2．1．1水平井初步探索階段(2001—2002年)

在2001年蘇里格氣田動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)中^[4]，初步認(rèn)識(shí)到蘇里格氣田單井控制儲(chǔ)量小、非均質(zhì)性強(qiáng)、連通性差的地質(zhì)特點(diǎn)。在2002—2003年，試驗(yàn)了2口水平井，希望利用水平井鉆遇多個(gè)有效砂體，擴(kuò)大氣井滲流面積和控制儲(chǔ)量，從而達(dá)到提高單井產(chǎn)量目的。由于當(dāng)時(shí)地震預(yù)測(cè)技術(shù)和鉆完井工藝技術(shù)限制，完鉆2口水平井，有效層鉆遇率24％，初產(chǎn)產(chǎn)量與直井相當(dāng)。水平井探索試驗(yàn)未獲得理想效果。

2．1．2再次探索水平井試驗(yàn)階段(2007—2008年)

2006年，蘇里格氣田合作開(kāi)發(fā)表明，氣田盒8下亞段主力層砂體和有效砂體分布較穩(wěn)定，可進(jìn)行水平井開(kāi)發(fā)試驗(yàn)。2007--2008年，在井控程度較高的富集區(qū)內(nèi)部署水平井，實(shí)施直導(dǎo)眼，確保準(zhǔn)確入靶。增產(chǎn)措施選擇水力噴射1～2段改造。完鉆2口水平井，鉆井周期202d，有效層鉆遇率44.7％，初期產(chǎn)量4×10⁴m³／d，水平井開(kāi)發(fā)試驗(yàn)效果初步顯現(xiàn)。

2．2　水平井試驗(yàn)突破階段(2009年)

已認(rèn)識(shí)到在蘇里格氣田致密砂巖儲(chǔ)層砂體大面積分布背景下，存在適合水平井開(kāi)發(fā)的富集區(qū)塊。因此，在井控程度高的富集區(qū)內(nèi)，利用骨架井控制砂體，部署水平井井位，并將直導(dǎo)眼改為斜導(dǎo)眼。水平段采用自主研發(fā)的水力噴射和引進(jìn)的裸眼封隔壓裂工藝改造3～5段。當(dāng)年完鉆l0口，鉆井周期78d，有效層鉆遇率54.8％，初期產(chǎn)氣量為5.8×10⁴m³／d，是鄰近直井的3～5倍，水平井開(kāi)發(fā)試驗(yàn)取得顯著突破。

2．3　水平井規(guī)模試驗(yàn)階段(2010年)

水平井開(kāi)發(fā)試驗(yàn)的突破迫切要求擴(kuò)大水平井規(guī)模試驗(yàn)。在2010年，針對(duì)性提出蘇里格氣田水平井“整體部署、加密部署、評(píng)價(jià)部署”3種思路，并取消了水平井的導(dǎo)眼井。水平段壓裂改造達(dá)到3～9段。當(dāng)年完鉆水平井80口，鉆井周期72d，有效層鉆遇率58.8％，初期產(chǎn)氣量為6.2×10⁴m³／d。這意味著已完全掌握了蘇里格致密砂巖氣藏水平井開(kāi)發(fā)配套技術(shù)。

2．4　水平井規(guī)模應(yīng)用階段(2011年至今)

從2011年開(kāi)始，在地質(zhì)與地震綜合篩選的富集區(qū)塊，整體部署水平井，并結(jié)合鉆井提速與多段改造增產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)水平井整體開(kāi)發(fā)與規(guī)模應(yīng)用，顯著提升蘇里格氣田開(kāi)發(fā)水平。水平井建產(chǎn)能比例已超過(guò)60%，有些區(qū)塊超過(guò)80％以上。截至2012年底，該階段完鉆水平井427口，鉆井周期62d，有效層鉆遇率62.1％，初期產(chǎn)量6.6×10⁴m³／d。蘇里格氣田開(kāi)發(fā)方式已轉(zhuǎn)變?yōu)樗骄_(kāi)發(fā)為主。

3　蘇里格氣田水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)及效果

蘇里格氣田水平井雖然經(jīng)歷曲折的發(fā)展歷程，但通過(guò)不斷攻關(guān)試驗(yàn)，最終形成了適合蘇里格致密砂巖氣藏的水平井丌發(fā)地質(zhì)、快速鉆井、多段改造等配套技術(shù)，水平井開(kāi)發(fā)效果好，已實(shí)現(xiàn)氣田水平井規(guī)模開(kāi)發(fā)。

3．1　開(kāi)發(fā)地質(zhì)技術(shù)

水平井開(kāi)發(fā)地質(zhì)技術(shù)是水平井實(shí)施最基礎(chǔ)最重要的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)足在儲(chǔ)層精細(xì)描述基礎(chǔ)上，根據(jù)適合水平井開(kāi)發(fā)的地質(zhì)條件，進(jìn)行井位優(yōu)選和部署、鉆井地質(zhì)優(yōu)化設(shè)計(jì)、隨鉆過(guò)程地質(zhì)優(yōu)化導(dǎo)向一套分項(xiàng)技術(shù)的集成。

3．1．1適合水平井開(kāi)發(fā)的地質(zhì)條件

蘇里格氣田地質(zhì)情況復(fù)雜，依據(jù)氣田的儲(chǔ)層地質(zhì)特征、十年來(lái)水平井實(shí)施效果和日前技術(shù)開(kāi)發(fā)水平，考慮天然氣價(jià)格與開(kāi)發(fā)效益，總結(jié)出蘇里格氣田水平井開(kāi)發(fā)必須滿足以下5個(gè)地質(zhì)條件^[5-7]：①縱向上氣層相對(duì)集中，有效單砂體厚度大于4m，確保水平井的經(jīng)濟(jì)效益開(kāi)發(fā)；②有效砂體連續(xù)，具有一定的長(zhǎng)度和寬度，分布穩(wěn)定，確保水平段在儲(chǔ)層內(nèi)順利實(shí)施；③儲(chǔ)層構(gòu)造落實(shí)，減少水平井實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)；④鄰井試氣不產(chǎn)水，確保水平井開(kāi)發(fā)效果；⑤水平段方向及長(zhǎng)度滿足合理井網(wǎng)井距要求。

蘇里格氣田心灘砂體疊置模式復(fù)雜多樣，歸納起來(lái)，適合于水平井部署的有5種疊置模式(圖1)：大型心灘孤立型、心灘側(cè)向切割連通型、橫向串糖葫蘆型、具物性?shī)A層的心灘疊置型和具泥質(zhì)隔災(zāi)層的心灘疊置型。

 

3．1．2水平井優(yōu)化部署

在辮狀河儲(chǔ)層特征認(rèn)識(shí)及不同井型儲(chǔ)層適應(yīng)分析基礎(chǔ)上，根據(jù)不同儲(chǔ)層發(fā)育條件和井控程度，形成了“富集區(qū)整體部署、潛力區(qū)評(píng)價(jià)部署、已建產(chǎn)區(qū)加密部署”的布井技術(shù)思路。

在儲(chǔ)層地質(zhì)條件較好的新建產(chǎn)富集區(qū)塊，進(jìn)行水平井整體部署。技術(shù)思路是充分利用二維、三維地震資料，對(duì)儲(chǔ)層砂體和含氣性進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用骨架井資料，井震結(jié)合精細(xì)刻畫(huà)小層砂體、有效砂體展布及構(gòu)造特征，落實(shí)實(shí)施水平井的主力小層，并根據(jù)主力小層砂體、有效砂體的展布規(guī)律及構(gòu)造特征整體部署水平井井位。

在地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度低的評(píng)價(jià)建產(chǎn)區(qū)塊，進(jìn)行水平井評(píng)價(jià)部署。技術(shù)思路是依據(jù)地震與地質(zhì)資料成對(duì)部署骨架井，兩口骨架井南北向分布，距離2～2.4km，依據(jù)骨架井實(shí)施效果對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿足水平井部署條件的，及時(shí)下發(fā)水平井坐標(biāo)。

在井控程度較高已建產(chǎn)區(qū)塊，進(jìn)行水平井加密部署。技術(shù)思路是立足已有完鉆井，細(xì)化小層劃分，進(jìn)行儲(chǔ)層精細(xì)描述，評(píng)價(jià)儲(chǔ)層展布規(guī)律，結(jié)合已有井網(wǎng)，滿足水平井部署條件的進(jìn)行加密部署。

3．1．3水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)

水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)綜合地震、地質(zhì)和測(cè)井資料，以刻畫(huà)目的層有效砂體為核心，精細(xì)刻畫(huà)有效砂體空間展布特征，采用“六圖一表”的設(shè)計(jì)方法(地震剖面圖、砂體等值線圖、有效砂體等值線圖、氣層頂面和底面構(gòu)造圖、氣藏剖面圖、井軌跡靶點(diǎn)預(yù)測(cè)表)，優(yōu)化設(shè)計(jì)水平段小層層位、長(zhǎng)度、方位及入靶點(diǎn)位置等參數(shù)，確保準(zhǔn)確入靶和水平段順利實(shí)施。

優(yōu)選的水平段小層層位要求有效砂體分布穩(wěn)定，且在縱向上儲(chǔ)量顯著占優(yōu)，減小因?qū)嵤┧骄诳v向上的儲(chǔ)量損失。為了提高水平井的泄流面積和控制儲(chǔ)量，原則上水平段長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)，但是考慮到水平井筒的流動(dòng)阻力、儲(chǔ)層非均質(zhì)特征、鉆機(jī)能力及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等綜合因素^[8]，優(yōu)化蘇里格氣田的水平井長(zhǎng)度為1000～1200m，局部?jī)?chǔ)層發(fā)育地方可延伸到1500m以上。水平井方向既要順著河道延伸和砂體展布方向，減少地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，又要垂直于儲(chǔ)層最大主應(yīng)力方向，有利于儲(chǔ)層改造，提高單井產(chǎn)量。

根據(jù)砂體空間分布與氣層發(fā)育特征，有針一對(duì)性設(shè)計(jì)塊狀厚層砂體為平直性水平井、多層疊置型砂體為大斜度水平井和削截式分段砂體為階梯水平井3種水平井設(shè)計(jì)模式（圖2）。

 

3．1．4水平井精細(xì)地質(zhì)導(dǎo)向

水平井導(dǎo)向強(qiáng)化水平井“入靶與水平段”兩階段導(dǎo)向，堅(jiān)持“隨鉆測(cè)井資料、錄井資料與工程資料”3種資料绔合，做好“沉積相、砂體展布、儲(chǔ)層構(gòu)型與儲(chǔ)層構(gòu)造”4個(gè)方面分析，制定“靶點(diǎn)提前、靶點(diǎn)滯后、側(cè)向穿出河道、河道局部致密、頂部或底部穿出”5種調(diào)整預(yù)案，努力實(shí)現(xiàn)“提高水平井有效儲(chǔ)層鉆遇率”的目標(biāo)。

1)入靶段地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

在水平井開(kāi)發(fā)區(qū)的儲(chǔ)層砂體和構(gòu)造綜合分析基礎(chǔ)上，將水平井入靶前斜井段校正成垂直段，選取主標(biāo)志層(石千峰底界)和輔助標(biāo)志層，比較相鄰直井的砂體位置和深度，地質(zhì)與工程結(jié)合進(jìn)行逐級(jí)逐次控制調(diào)整。在盒4段以上位置，誤差控制在5～8m；至盒8上亞段誤差控制在2m左右。在垂向距氣層頂部以上2～3m，以82°～83°井斜角探頂，在氣層推后時(shí)靶前距可以得到有效控制，氣層提前時(shí)，也可以及時(shí)增斜入靶，避免鉆穿目標(biāo)層，確保準(zhǔn)確入靶。

2)水平段地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

蘇里格砂體是多期河道沉積，因此，合理劃分砂體疊置期次，預(yù)測(cè)鉆頭處于疊置砂體的位置十分重要，這有利于有效預(yù)防鉆出砂層，并對(duì)異常情況及時(shí)做出調(diào)整^[9]。一般砂巖粒度變細(xì)，鉆頭可能靠近砂層頂部，需要向下調(diào)整井斜；當(dāng)砂巖粒度變粗，鉆頭呵能處在砂層中部；如果出現(xiàn)含礫砂巖，鉆頭則可能處在砂巖底部，需要增斜鉆進(jìn)。在鉆遇泥巖時(shí)，結(jié)合砂體垂向疊置關(guān)系及平面相變化趨勢(shì)分析結(jié)果，同時(shí)考慮頂部穿出、底部穿出、鉆遇夾層和儲(chǔ)層尖滅4種情況。在縱向上，采用構(gòu)造趨勢(shì)分析法，準(zhǔn)確修正微構(gòu)造；在平面上，依據(jù)巖屑、氣測(cè)及隨鉆GR的變化趨勢(shì)，及時(shí)分析和預(yù)測(cè)單期河道平面沉積相變化趨勢(shì)，修正砂體平面分布。

3．2　快速鉆井技術(shù)

蘇里格氣田水平井鉆井經(jīng)歷斜導(dǎo)眼、直導(dǎo)眼和取消導(dǎo)眼3個(gè)階段，針對(duì)試驗(yàn)期Æ311.15mm機(jī)械鉆速低、大井眼螺桿造斜率低、斜井段施工周期長(zhǎng)、井壁穩(wěn)定性差等工程難點(diǎn)，通過(guò)理論研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定了蘇里格氣田水平井的主體井身結(jié)構(gòu)為Æ215.9mm斜井段+Æ152.4mm水平井段(圖3)，既能大幅縮短鉆井周期，又能滿足目前主體改造技術(shù)要求^[10]。在剖面優(yōu)化上，將剖面類型從中短半徑轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)半徑，靶前距從350m增加到450m左右，復(fù)合鉆井段70％以上，通過(guò)“上急下緩”雙增剖面，以84°左右井斜穩(wěn)斜探氣頂，使軌跡控制始終占據(jù)主動(dòng)，確保準(zhǔn)確入窗。同時(shí)，通過(guò)巖石可鉆性和鉆遇地層巖石礦物組分研究，在鉆頭結(jié)構(gòu)、水力參數(shù)、復(fù)合片性能等方面進(jìn)行了個(gè)性化設(shè)計(jì)，改進(jìn)流道設(shè)計(jì)和外部結(jié)構(gòu)，優(yōu)選了適合于斜井段、水平段鉆井的PDC鉆頭，實(shí)現(xiàn)了PDC鉆頭全井段的應(yīng)用，提高了機(jī)械轉(zhuǎn)速，縮短了鉆井周期。

 

針對(duì)斜井段鉆遇石千峰組、石盒子組泥巖不穩(wěn)定的難點(diǎn)，通過(guò)力學(xué)和化學(xué)兩個(gè)方面抑制坍塌，優(yōu)選出強(qiáng)抑制元土相復(fù)合鹽鉆井液體系。在水平段，通過(guò)增強(qiáng)體系的抑制性和封堵性，研發(fā)了強(qiáng)抑制防塌及屏蔽暫堵鉆井液體系，降低鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的傷害，安全鉆穿泥頁(yè)巖330m以上，大大提高了應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)情況的鉆井能力。

3．3　多段改造技術(shù)

水平井多段儲(chǔ)層改造技術(shù)是蘇里格氣田致密砂巖氣藏獲得有效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。蘇里格氣田水平井改造經(jīng)歷了裸眼酸洗、單點(diǎn)噴射和多段改造的過(guò)程。通過(guò)強(qiáng)化分段壓裂機(jī)理研究，加大關(guān)鍵工具攻關(guān)配套研發(fā)和試驗(yàn)，目前形成了水平井水力噴砂和裸眼封隔器分段壓裂兩大主體技術(shù)^[11]，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用指標(biāo)不斷提高。

1)在噴射理論研究的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了水力噴射壓裂工具，形成了水平井不動(dòng)管柱水力噴砂壓裂分段壓裂技術(shù)。實(shí)現(xiàn)由拖動(dòng)管柱分段壓裂向不動(dòng)管柱分段壓裂的轉(zhuǎn)變、由一次壓裂l段向一次壓裂l0～22段的突破。為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)水平段多段分壓工藝要求，研發(fā)了高強(qiáng)度小直徑噴射器、新型小級(jí)差滑套以及非標(biāo)球，形成了Æll4.3mm套管分壓l0段和Æ152.4mm裸眼分壓23段兩種管柱系列，分壓能力進(jìn)一步提升，水力噴砂分壓配套技術(shù)進(jìn)一步完善。

2)為進(jìn)一步提高段間封隔有效性，針對(duì)引進(jìn)國(guó)外裸眼封隔器配套工具價(jià)格高、施工組織周期長(zhǎng)的問(wèn)題，開(kāi)展了裸眼封隔器分段壓裂工藝研究。研發(fā)了耐高溫高壓裸眼封隔器，性能接近國(guó)外先進(jìn)水平；優(yōu)化了小級(jí)差滑套結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，提高分壓能力和耐沖蝕性，具備了Æ152.4mm裸眼連續(xù)分壓l5段能力；在裸眼封隔器上增加防中途坐封機(jī)構(gòu)，改進(jìn)了剪釘設(shè)計(jì)，有效防止下鉆中途遇阻和壓力波動(dòng)提前坐封，提高了工具下人可靠性。

3．4　開(kāi)發(fā)效果

近年來(lái)，水平井有效儲(chǔ)層鉆遇率、試氣效果不斷提高，水平井開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)氣田開(kāi)發(fā)方式轉(zhuǎn)變，2008—2012年蘇里格氣田實(shí)施水平井井?dāng)?shù)成倍增加，2012年實(shí)施水平井達(dá)到270口，2012年水平井產(chǎn)能比例已達(dá)當(dāng)年所建總產(chǎn)能50％以上，部分區(qū)塊達(dá)到了80％以上，建成多個(gè)水平井整體開(kāi)發(fā)區(qū)。水平井平均鉆井周期由試驗(yàn)初期的200d縮短到目前約60d。水平段長(zhǎng)度從開(kāi)發(fā)初期的836m提高到目前約l000 m，有效儲(chǔ)層鉆遇率從24％提升到目前60％以上。水平井平均無(wú)阻流量約50×10⁴m³／d，投產(chǎn)初期平均單井產(chǎn)量5.2×10⁴m³／d，達(dá)到鄰井的3～5倍。目前，氣田累計(jì)投產(chǎn)水平井350口，水平井口均產(chǎn)氣量約占?xì)馓锶债a(chǎn)量的30％。

4　下一步的技術(shù)發(fā)展方向

蘇里格氣田致密砂巖氣藏水平井開(kāi)發(fā)配套技術(shù)的形成有力推動(dòng)了蘇里格氣田水乎井為主的開(kāi)發(fā)方式的轉(zhuǎn)變。目前，水平井開(kāi)發(fā)突出在富集區(qū)內(nèi)水平井整體開(kāi)發(fā)、大叢式水平井組應(yīng)用與工廠化作業(yè)、水平段適時(shí)監(jiān)控與導(dǎo)向等方面，水平井開(kāi)發(fā)理念與技術(shù)仍在不斷創(chuàng)新之中^[12]，下一步技術(shù)發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

4．1　針對(duì)不同儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的特殊水平井技術(shù)

蘇里格氣田砂體在縱向上有4種不同疊置模式，目前水平井開(kāi)發(fā)以塊狀厚層砂體為主。隨著三維地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)和水平井鉆完井技術(shù)的進(jìn)步，水平井將由普通水平井技術(shù)向大位移水平井、多分支水平井、臺(tái)階水平井和魚(yú)骨狀水平井井技術(shù)方向發(fā)展。同時(shí)，為了進(jìn)一步節(jié)約井場(chǎng)，提高生產(chǎn)組織，便于生產(chǎn)管理，將大力推進(jìn)大井場(chǎng)叢式水平井組與工，一化作業(yè)。

4．2　以水平井為主的混合井網(wǎng)技術(shù)

蘇里格氣田為強(qiáng)非均質(zhì)大型致密砂巖巖性氣藏，不同成因類型、規(guī)模大小和分布形態(tài)的有效砂體交錯(cuò)疊置，不同開(kāi)發(fā)區(qū)塊的有效砂體規(guī)模與疊置關(guān)系各異。為了進(jìn)一步提高氣田儲(chǔ)量動(dòng)用程度和采收率，針對(duì)性地開(kāi)展以水平井為主，直井、定向井等多種井型組合的混合井網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)研究，優(yōu)選適合不同儲(chǔ)層地質(zhì)特征的混合井網(wǎng)布井方式。

4．3　以體積壓裂為代表的水平段改造技術(shù)

體積壓裂是以大規(guī)模壓裂方式在儲(chǔ)層空間形成多級(jí)網(wǎng)狀縫，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層長(zhǎng)、寬、高三維方向的全面改造，增大滲流面積及導(dǎo)流能力，提高初始產(chǎn)量和最終采收率。體積壓裂在蘇里格氣田的初步試驗(yàn)取得了較好試氣效果，但針對(duì)蘇里格氣田的體積壓裂機(jī)理、井下微地震裂縫監(jiān)測(cè)、試驗(yàn)效果跟蹤評(píng)價(jià)與研究還需加強(qiáng)。同時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化水平井多段改造的段數(shù)、方式、規(guī)模及加強(qiáng)低傷害壓裂液的應(yīng)用。

4．4　開(kāi)展Ⅲ類井側(cè)鉆水平井技術(shù)

利用Ⅲ類井側(cè)鉆水平井，是蘇里格氣田高效開(kāi)發(fā)提高單井產(chǎn)量和最終采收率的新途徑、新方法。其中，井位優(yōu)選技術(shù)、鉆井技術(shù)和完井工藝技術(shù)是側(cè)鉆水平井的關(guān)鍵技術(shù)。

5　結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1)蘇里格氣田是典型的致密砂巖氣藏，為寬緩型辮狀河三角洲沉積，砂體大面積展布，但有效儲(chǔ)層規(guī)模小，連通性差，儲(chǔ)層致密，非均質(zhì)性強(qiáng)，單井產(chǎn)量低，壓力下降快且恢復(fù)慢，常規(guī)開(kāi)發(fā)難度很大。

2)蘇里格氣田水平井開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了水平井探索與試驗(yàn)階段、水平井試驗(yàn)突破階段、水平井規(guī)模試驗(yàn)階段和水平井規(guī)模應(yīng)用階段共4個(gè)階段，氣田開(kāi)發(fā)方式由直井開(kāi)發(fā)為主轉(zhuǎn)變?yōu)樗骄疄橹鳌?span lang="EN-US">

3)針對(duì)蘇里格致密砂巖氣藏儲(chǔ)層地質(zhì)特征，在氣藏地質(zhì)精細(xì)描述基礎(chǔ)上，形成了相應(yīng)的水平井開(kāi)發(fā)地質(zhì)、快速鉆井、多段改造等技術(shù)系列。水平井單井產(chǎn)量達(dá)到鄰近直井的3～5倍，建成多個(gè)水平井整體開(kāi)發(fā)區(qū)，開(kāi)發(fā)水平和開(kāi)發(fā)效益顯著提升。

4)蘇里格氣田水平井發(fā)展方向主要集中在針對(duì)不同儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的特殊水平井技術(shù)、以水平井為主的混合井網(wǎng)技術(shù)、以體積壓裂為代表的水平段改造技術(shù)和側(cè)鉆水平井技術(shù)等方面，同時(shí)，大叢式水平井組應(yīng)用與工廠化作業(yè)、水平段適時(shí)監(jiān)控與地質(zhì)導(dǎo)向等生產(chǎn)管理方式也正在不斷創(chuàng)新和推廣應(yīng)用之中。

 

參考文獻(xiàn)

[1]楊華，付金華，劉新社，等．蘇里格大型致密砂巖氣藏形成條件及勘探技術(shù)[J]．石油學(xué)報(bào)，2012，33(增刊l)：27-36．

YANG Hua，FU Jinhua，LIU Xinshe，et al．Formation conditions and exploration technology of large-scale tight sandstone gas reservoir in Sulige[J]．Acta Petrolei Sinica，2012，33(S1)：27-26．

[2]文華國(guó)，鄭榮才，高紅燦，等．蘇里格氣田蘇6井區(qū)下石盒子組盒8段沉積相特征[J]．沉積學(xué)報(bào)，2007，25(1)：90-97．

WEN Huaguo，ZHENG Rongcai，GAO Hongcan，et al．Sedimentary facies of the 8^th member of Lower Shihezi Formation in Su 6 area，Sulige Gas Field[J]．Acta Sedmentologica Sinica，2007，25(1)：90-97．

[3]賈愛(ài)林，唐俊偉，何東博，等．蘇里格氣田強(qiáng)非均質(zhì)致密砂巖儲(chǔ)層的地質(zhì)建模[J]．中國(guó)石油勘探，2007，l7(1)：12-l6．

JIA Ailin，TANG Junwei，HE Dongbo，et al．Geological modeling for sandstone reservoirs with low permeability and strong heterogeneity in Sulige gasfield[J]．China Petroleum Exploration，2007，17(1)：12-16．

[4]冉新權(quán)，李安琪．蘇里格氣田開(kāi)發(fā)論[M]．2版．北京：石油工業(yè)出版社，2013．

RAN Xinquan，LI Anqi．Sulige gas field development approach[M]．2^nd ed. Beijing：Petroleum Industry Press，2013．

[5]李建奇，楊志倫，陳啟文，等．蘇里格氣田水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(8)：60-64．

LI Jianqi，YANG Zhilun，CHEN Qiwen，et al．Horizontal well technology for the development of the Sulige Gas Field[J]．Natural Gas Industry，20ll，31(8)：60-64．

[6]朱新佳，董建輝，任茵，等．蘇里格氣田蘇53-4井區(qū)水平井整體部署研究[J]．天然氣勘探與開(kāi)發(fā)，2012，35(2)：44-49．

ZHU Xinjia，DONG Jianhui，REN Yin，et al．Integral deployment of horizontal well in Su 53-4 well area，Sulige Gas Field[J]．Natural Gas Exploration&Development，2012，35(2)：44-49．

[7]ZHANG Ji，LU Tao，LI Yuegang，et al．Study on well pattern optimization of tight sandstone gas reservoir with the strong heterogeneity[C]//The 6^th  International Petroleum Technology Conference(IPTC l7190)．Beijing：IPTC，2013．

[8]位云生，何東博，冀光，等．蘇里格型致密砂巖氣藏水平井長(zhǎng)度優(yōu)化[J]．天然氣地球科學(xué)，2012，23(4)：775-779．

WEI Yunsheng，HE Dongbo，JI Guang，et al．Optimization on horizontal well length in the Sulige type tight sand gas reservoir[J]．Natural Gas Geoscience，2012，23(4)：775-779．

[9]歐陽(yáng)誠(chéng)，杜洋，彭宇，等．蘇里格氣田水平井地質(zhì)導(dǎo)向的意義及技術(shù)研究[J]．天然氣勘探與開(kāi)發(fā)，2011，34(3)：69-71．

OUYANG Cheng，DU Yang，PENG Yu，et al．Geo steering technology of horizontal well，Sulige Gas Field[J]．Natural Gas Exploration&Development，2011，34(3)：69-71．

[10]崔冬子，劉廣文，凌紅，等．蘇里格氣田水平井鉆井技術(shù)實(shí)踐[J]．石油地質(zhì)與工程，2010，24(6)：85-87．

CUI Dongzi，LIU Guangwen，LING Hong，et al．Horizontal well drilling technology practice in Sulige Gas Field[J]．Petroleum Geology and Engineerin9，2010，24(6)： 85-87．

[11]鄭云川，陶建林，蔣玲玲，等．蘇里格氣田裸眼水平井分段壓裂工藝技術(shù)及其應(yīng)用[J]．天然氣上業(yè)，2010，30(12)：44-47．

ZHENG Yunchuan，TAO Jianling，JIANG Lingling，et al．Application of open hole horizontal well multiple fracturing in the Sulige Gas Field[J]．Natural Gas Industry，2010，30(12)：44-47．

[12]陸家亮，趙素平，韓永新，等．中國(guó)天然氣跨越式發(fā)展與大氣田開(kāi)發(fā)關(guān)鍵問(wèn)題探討[J]．天然氣工業(yè)，2013，33(5)：13-18．

LU Jialiang,ZHAO Suping，HAN Yongxin,et al．Keyissues in the great-leap-forward development of natural gas industry and the exploration of giant gas fields in China[J]．Natural Gas Industry，2013，33(5)：13-18．

 

本文作者：盧濤  張吉  李躍剛  王繼平 萬(wàn)單夫  朱亞軍  李達(dá)

作者單位：中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司蘇里格氣田研究中心

  低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室