致密油气藏开采技术毕业设计论文（可编辑）

1、致密油气藏开采技术毕业设计论文 毕业论文(设计) 题目名称: 致 密 油 气 藏 开 采 技 术 题目类型: 毕 业 设 计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、

2、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 目录长江大学毕业设计论文任务书I毕业设计论文开题报告III长江大学毕业设计论文评阅教师评语XIII毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定XIV摘要1Abstract21绪论3 1.1国内外致密油气藏开采技术的研究现状41.1.1 致密油和致密气的概念41.1.2 国外致密油气藏勘探开发现状41.1.3国内外

3、致密油气藏开采技术研究现状72钻井和完井技术13 2.1水平井钻井和完井技术132.1.1水平井钻井和完井技术的出现132.1.2水平井技术在德克萨斯NH薄层致密砂岩油藏的应用132.1.3水平井钻井和完井技术在Bakken油田的应用162.2多分支井技术172.2.1多分支井技术简介172.2.2多分支井的优越性172.2.3多分支井的钻井完井技术182.2.4多分支井技术在致密砂岩油藏的运用183重复压裂技术19 3.1重复压裂技术的定义19 3.2重复压裂技术应用实例203.2.1重复压裂技术在美国巴肯油田的应用203.2.2重复压裂效果244体积压裂技术26 4.1体积压裂的定义和原理

4、26 4.2体积压裂技术在超低渗、致密油藏中的应用265通道压裂技术28 5.1通道压裂技术简介28 5.2通道压裂技术在Eagle Ford油田的应用286压裂技术和钻井完井技术的综合应用30 6.1压裂技术和钻井完井技术综合的原因30 6.2水平井分段压裂完井技术306.2.1水平井分段压裂完井技术在Eagle Ford油田的应用30 6.3水平井多级压裂完井技术366.3.1Bakken油田水平井多级压裂完井技术的应用376.3.2水平井多级压裂效果387CO驱油技术在致密油藏的应用40 7.1二氧化碳驱油技术40 7.2二氧化碳驱油在Bakken油田的评估实验417.2.1二氧化碳驱油

5、不同情况的研究418结论与认识49参考文献50致 谢53长江大学毕业设计论文任务书学院(系)石油工程学院专业 石油工程 班级 油工学生姓名指导教师/职称毕业论文设计题目:致密油气藏开采技术2、毕业论文设计起止时间:2010 年 4 月1日2010 年 6 月5 日3.毕业论文设计所需资料及原始数据(指导教师选定部分)1)低渗透油藏开发新技术,中国石化出版社;2)鄂尔多斯盆地低渗透油气田开发技术,石油工业出版社;3)常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望,石油学报,V3320。4.毕业论文设计应完成的主要内容1)国内外致密油气藏开采现状调研;2)总结国内外油田致密油气藏特点及开发思路,重点调

6、研威利斯顿盆地Bakken、德克萨斯南部Eagle Ford致密油的勘探开发技术;3)提出开采我国致密油的建议。5.毕业论文设计的目标及具体要求1)了解致密油岩油气藏的基本特征,国内外致密油岩开发前景; 2)通过调研威利斯顿盆地Bakken、德克萨斯南部Eagle Ford等致密油的勘探开发技术,总结国外开采致密油的一般技术; 3)通过调研,了解我国致密油的分布状况,油藏特征; 4)根据国外的开采经验,提出我国开采致密油的建议。6、完成毕业论文设计所需的条件及上机时数要求查阅文献资料、上机40学时。任务书批准日期 2012 年 03 月 27 日 教研室系主任签字 任务书下达日期 2012 年

7、月日 指导教师签字 完成任务日期 2012 年 06 月 10 日 学生(签名)毕业设计论文开题报告 题目名称 致密油气藏开采技术院(系) 石油工程学院 学生姓名指导老师开题报告日期2011-4-15 致密油气藏开采技术1题目来源 文献综述2研究目的和意义 目的:通过对国内外致密油气藏开发技术的调研,了解国内外致密油气藏的有效的开发技术和开发现状,并对未来致密油气层开采前景进行展望。 意义:世界上低渗透油田资源十分丰富,分布广泛,各产油国基本上都有该类油田美国中部、南部、北部和东部,前苏联的克拉斯诺达尔、乌拉尔-伏加尔、西西伯利亚油区和加拿大西部的阿尔伯达省都有广泛的分布。我国低渗透油田广泛分

8、布于全国各个油区。截止2000年底,我国已探明低渗透油田地质储量52.1410t,占全部探明地质储量的26.1%。随着开采时间的延长,小而复杂的低渗透油田的比例越来越大。所以致密油气藏是21世纪最有希望而又最现实的重要油气勘探领域。 因此,致密油气藏开发技术的研究对我国以后勘探开发致密油气藏具有重要的理论和现实意义。 通过对国内外致密油气藏开采技术的总结,为我国今后致密油藏的开采提供开采方法和理论依据,给我国相对匮乏的能源领域带来曙光。3 阅读的主要参考文献及资料名称 1 吴雪瑛,张剑峰,王育忠.用水平井水驱开发得克萨斯N H薄层致密砂岩油藏J.油气采收率技术 1999,6(3):78-812

9、王海庆,王勤.体积压裂在超低渗油藏的开发应用J.中国石油与化工标准与质量,2012,(2):143-1433窦宏恩,马世英.巴肯致密油藏开发对我国开发超低渗透油藏的启示J.石油钻采工艺,2012,342:120-1244林森虎,邹才能,袁选俊,杨智.美国致密油开发现状及启示J.岩性油气藏,2011,23(4):25-305邹才能,杨智,陶士振,李伟,吴松涛,侯连华,朱如凯,袁选俊,王岚,高晓辉,贾进华,郭秋麟,白斌.纳米油气与源储共生型油气聚集J.石油勘探与开发,2012,39(1) :13-266陈会年,张卫东,谢麟元,郭敏.世界非常规天然气的储量及开采现状J.断块油气田,2010,174:

10、439-4427周建.水力压裂新概念?通道压裂J.石油钻探技术,2011,39(6):115-1158李玉喜,张金川.我国非常规油气资源类型和潜力J. 国际石油经济,2011,3:61-679邹才能,朱如凯,吴松涛,杨智,陶士振,袁选俊,侯连华,杨华,徐春春,李登华,白斌,王岚常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望?以中国致密油和致密气为例J.石由学报,2011,33(2):173-18710姜瑞忠,王平,卫喜辉,徐建春,梁宇.国外致密气藏钻完井技术现状与启示J.特种油气藏,2012,19(2):6-1111雷群,王红岩,赵群,刘德勋.国内外非常规油气资源勘探开发现状及建议J.天然气工业,

11、2008,2812:7-1012陈 作,薛承瑾,蒋廷学,秦钰铭.页岩气井体积压裂技术在我国的应用建议J.天然气工业,2010,3010:30-3213颜磊,刘立宏,李永明,张冲.水平井重复压裂技术在美国巴肯油田的成功应用J.国外油田工程,2010,26(12)21-2514邓燕,赵金洲,郭建春.重复压裂工艺技术研究及应用J.天然气工业,2005,25(6):67-6915李阳,姚飞,翁定为,尹喜永,于永波.重复压裂技术的发展及展望J.石油天然气学报,2005,275:789-79116柳春红. 重复压裂技术发展现状分析D.保存地点:西南石油大学,200917叶芳春,李红.重复压裂技术综述J.钻

12、采工艺,1997,20(6):27-3318李勇明,郭建春,赵金洲.超深特低渗储层压裂改造技术关键与对策研究J.钻采工艺,2007,302:56-5819姜瑞忠,蒋廷学,汪永利.水力压裂技术的近期发展及展望J.石油钻采工艺,2004,264:52-56 20陈作,王振铎,曾华国.水平井分段压裂工艺技术现状及展望J.天然气工业,2007,279:78-80 21赵杰,罗森曼,张斌.页岩气水平井完井压裂技术综述J.天然气与石油,2012,30(1):48-5122李鹭光.四川盆地低渗透气藏开发技术研究D.保存地点:西南石油大学,200423熊友明,刘理明,张林,陈阳,王彬,熊泳杰.我国水平井完井技

13、术现状与发展建议J.石油钻探技术,2012,401:1-624陈作,田助红,曾斌.超深、致密砂岩气藏压裂优化技术J.天然气工业,2011,21(6):63-6525张立平,纪哲峰,付广群,宋育贤.多分支井的技术展望J.国外油田工程,2001,17(11):36-3726张绍槐.多分支井钻井完井技术新进展J.石油钻采工艺,2001,232:1-327苑珊珊,刘启国,熊景明.多分支井技术发展综述J.国外油田工程,2010,2612:42-4428Brent Miller,John Paneitz,Sean Yakely,Kent Evans. Unlocking Tight Oil:Selecti

14、ve Multi-Stage Fracturing in the Bakken Shale.2008,SPE116105:21-2429Shehbaz Shoaib,Montana Tech,B.Todd Hoffman. CO Flooding the Elm Coulee Field.2009,SPE123176:14-1630X.Wang,P.Luo,V.Er,S.Huang. Assenssment of CO Flooding Potential for Bakken Formation,Saskatchewan.2010,SPE137728:19-2131J.Mullen,/.ry

15、,/.buoku. Lessons Learned Developing the Eagle Ford Shale.2010,SPE138446:2-332E.Mendoza,J.Aular,/.imizing Horizontal-Well Hydraulic-Fracture Spacing in the Eagle Ford Formation,Texas.2011,SPE143681:14-1633Jianwei Wang,Yang Liu. Well Performance Modeling in Eagle Ford Shale Oil Reservoir.2011,SPE1444

16、27:14-1634T.Rhein,M.Loayza,B.Kirkham,Petrohawk,D.Oussoltsev,R.Altman,A.Viswanathan. Channel Fracturing in Horizontal Wellbore:the New Edge of Stimulation Techniques in the Eagle Ford Formation.2011,SPE14540335Liang Xu,Qiang Fu. Ensuring Better Well Stimulation in Unconventional Oil and Gas Formation

17、s by Optimizing Surfactant Additives.2012,SPE154242,19-2336Brian Hamm,McDaniel,Eric Struyk. Quantifying the Results of Horizontal Multistage Development in Tight Oil Reservoirs of Western Canadian Sedimentary Basin:Technical and Economic Case Studies From a Reservoir Evaluators Perspective.2011,SPE1

18、49000:15-174 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向 国外低渗透油藏开发时间较长,从美国1871年发现著名的勃莱德福油田起,已有100多年的历史了。国外认为,低渗透油田尤其是高压低渗透油田初期压力高、天然能量充足,最好首先采用自然能量开采,尽量延长无水开采期和低含水开采期,一般都先用弹性能量和溶解气驱能量开采,但油层产能递减快,一次采收率低,只能达到8%15%。进入低产期时再转入注水开发,采用注水保持能量后,二次采收率可提高到25%30%。 经过对美国、原苏联、加拿大及澳大利亚等20多个低渗透砂岩油田的调研发现,大部分是优先利用天然能量开采,只有极少数油田投产即注水,天然能量以溶解气

19、驱为主,其次为边水驱和弹性驱。注气也成为很多低渗透油田二次和三次开采方法,如西西伯利亚低渗透油田,采用注轻烃馏分段塞、干气段塞和气水混合物达到混相驱,驱油效率比水驱提高13%26%,取得了令人鼓舞的效果。 至2000年底,国内低渗透砂岩储量为19.33610t,其中中石油为13.25110t,占国内的68.5%,可采储量3.211410t,年产油143210t,采油速度1.08%,可采储量采出程度46.45%,年均含水43.8%。中石化储量为6.082810t,占国内的31.5%,可采储量1.292210t,年产油44710t,采油速度0.73%,可采储量采出程度57.37%,年均含水65.1

20、%。 国内对致密油气层的开采主要是注水、压裂、合理井距的选择等开采技术,水平井水驱开发致密砂岩油藏在我国尚处于研究探索阶段,在未来有良好的发展前景。 致密油气层主要开采的技术有: 水平井钻井和完井技术; 储层改造技术; 3)气驱技术; 4)压裂技术和钻井完井技术的综合应用。5 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路 通过分析总结国内致密油气藏的开采技术、开采特点和地质特点,为我国的致密油气藏的开采提供理论依据和借鉴。 1)水平井钻井完井技术 水平井是改善低渗透油田开发效果的新途径,国内外的成功实例都证明了这一点。我国水平井技术始于1965年,当时在四川成功完成了磨3井,该井是我国第一口

21、水平井,也使我国成为世界第三个钻成水平井的国家。但是这之后,一段时间内水平井技术停滞不前,鲜有发展。国家“十五”计划开始以后,随着石油钻井技术的不断进步、成本的逐渐降低以及国际国内原油价格上涨的推动,水平井的发展重焕生机。目前在我国,不论是砂岩、碳酸盐岩、火成岩还是变质岩地层,也不管是油田还是气田,都已经有水平井了。而且,经过几十年的探索与实践,目前我国水平井可采用的完井方法与直井一样有很多种,即常规油气藏的水平井完井已经几乎不存在很大的技术难题了。但是在致密油气藏水平井开发上,我国正处于起步阶段。我国水平井完井的主要技术难点有:1)水平井如何均衡排液并提高开发效益;2)低渗透砂岩油气藏水平井

22、如何进行多段压裂改造。在致密砂岩油藏,水平生产井达到的产量是令人满意的。因此,我国需要在这方面加大研究力度,争取取得更好的结果。 储层改造技术(1)前置酸加砂压裂技术 在F油田长6超低渗油藏,针对物性差、孔喉小、泥质含量高的特点,采用前置酸加砂压裂技术, 降低压裂液滤饼伤害, 提高压裂液破胶程度, 通过改善地层与裂缝以及裂缝内部的连通性, 达到提高单井产量的目的。前期试验51口井, 与以前的常规压裂井对比, 试油产量增加45t, 在超低渗透油藏已进行了全面推广应用, 成为老区稳产和新区增产的主要技术措施。 (2)多级加砂压裂技术 针对超低渗透厚油层的改造采用多级加砂压裂技术, 在保证横向上深度

23、改造的同时, 实现了纵向上有效支撑、充分动用。在超低渗透油藏产建区取得了明显的增产效果。与传统压裂工艺对比试验井平均单井日增产 0.5t/d 以上。 (3)陶粒支撑剂 长6 油藏井深 2 300 m, 地层闭合压力达到31 MPa, 相对长 6 以上层位增加了 56 M Pa。为了提供更大的导流能力, 延长稳产期, 大力应用陶粒压裂技术。与传统压裂工艺相比,试验井平均单井日增产0.5 t/d 以上, 且产量递减较缓慢。 (4)多级压裂 多级压裂(Multi-Stage Fracturing是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。多级压裂能够针对储层特点进行有针对性的施工,目标

24、准确,压裂效果明显。多级压裂有2种方式,一是滑套封隔器分段压裂,二是可钻式桥塞分段压裂。 目前美国大部分致密油藏的生产井,大部分都用到了多级压裂技术进行开采。 (5)重复压裂 重复压裂是指在同一口井进行两次或两次以上的压裂。这主要是压裂后随着生产时间的延长,导致油 气 产能在一段时间后下降, 或者是该井压裂后经过一段时间, 又发现了其它层位上有更大的开发潜力, 于是又对其进行压裂。 (6)体积压裂 体积压裂技术启蒙于2002年,国外又称为SVR,即储层体积改造技术。在国外,体积压裂技术包括水平井完井技术、水平井分段压裂技术。 体积压裂技术在国外(主要是美国)的页岩气开发上取得的巨大成功,使人们

25、开始将这种技术应用到其他非常规油气藏开采。2007年,水平井技术开始成为石油开采的主角,这也直接导致了体积压裂的广泛运用。 (7)通道压裂 致密气藏的渗透率很低,需要进行水力压裂才能投产,但若要将采收率提高至45%50%,需要采用一种新技术-通道压裂。该技术主要通过改善支撑剂与压裂液的相关性质、添加相应的添加剂结合施工工艺(如提高支撑剂的强度、降低支撑剂的破碎率、改善压裂液的携砂性和交联剂的破胶性以及相关的施工工艺等),在支撑缝内形成具有无限导流能力的通道,从而最大程度地解决传统压裂施工支撑缝由于支撑剂破碎、微粒运移、压裂液引起伤害、多相流和非达西效应影响等原因引起的导流能力偏低的问题。应用该

26、技术需要选择合适的完井方式、压裂液体系和泵注程序,并且需要在压裂液中加入纤维材料,确保形成“压裂通道”。通过对比常规压裂和通道压裂的效果发现,应用通道压裂技术后油井的产量会增加27.5%,其支撑剂用量也相对较低,压裂规模相对优化。6 完成毕业设计所必须具备的工作条件及解决的办法(1)必须具备的工作条件:所需文献和所需工具书;(2)解决方法:所需的资料由自己查阅和调研得到。7 工作的主要阶段、进度与时间安排表1 工作的主要阶段、进度与时间安排日期(周)完成内容3.28?4.9(6?7周)查资料、翻译、完成开题报告4.11?5.6(8?11周) 完成老师指定的工作5.9日?5.27(12?14周)

27、完成毕业论文撰写8 指导教师审查意见指导教师签名:审核日期: 年 月 日长江大学毕业论文设计指导教师评审意见学生姓名专业班级毕业论文设计题目指导教师职 称评审日期 评审参考内容:毕业论文设计的研究内容、研究方法及研究结果,难度及工作量,质量和水平,存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律,学生掌握基础和专业知识的情况,解决实际问题的能力,毕业论文设计是否完成规定任务,达到了学士学位论文的水平,是否同意参加答辩。评审意见:指导教师签名: 评定成绩百分制:_分长江大学毕业设计论文评阅教师评语评阅教师职 称评 阅日 期 评阅参考内容:学生掌握基础和专业知识的情况,解决实际问题的能力,毕业设计(

28、论文)的质量和水平,毕业设计(论文)的难度及工作量,毕业设计(论文)的优特点及不足。评语:评阅教师签名: 评定成绩(百分制):_分毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定学生姓名班 级毕业设计论文题目答辩时间 年 月 日 时答辩地点一、答辩小组组成 答辩小组组长: 委 员:二、会议记录摘要答辩小组提问(分条摘要列举)学生回答情况三、答辩小组对学生答辩成绩的评定(百分制):_分 答辩小组组长签名 : 秘书 签名 :年月日 院系答辩委员会主任签名: 院系盖章 毕业设计论文最终成绩评定依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计论文评分的相关规定等级五级制:_致密油气藏开采技术 学 生:

29、 汪小龙,石油工程学院 指导老师:廖锐全,石油工程学院摘要 随着油田开发的深入,常规油气资源已经满足不了全球的需求,人们开始把目光聚集在非常规油气藏。致密油气藏是非常规油气藏的一个重要部分,虽然开发难度大,但是分布广泛,储量丰富,一旦掌握了致密油气藏开发技术,世界石油产量将迎来另一次“飞跃”。美国Bakken油田和Eagle Ford油田致密油气的成功开采,使人们看到了新的希望,世界各国纷纷开始研究相关技术。我国的致密油气藏开采正处于初级阶段,与世界各国先进技术有一定差距。本文扼要的对目前应用较多致密油气藏开采方法进行了阐述,并给出了致密油气藏开采的理论认识,通过对美国Bakken油田和Eag

30、le Ford油田的开采技术和致密油气藏开采相关的技术调研,对致密油气开采方法进行了总结,以期对我国开发致密油气藏从理论认识及技术方面都有一定的参考价值。 关键词: 致密油藏 ;水平井 ;重复压裂 ;裸眼多级压裂 ;Bakken油田 The recovery technology in tight oil-gas reservoirs Student: Wang Xiaolong ,Petroleum Engineering College The instructor: Ruiquan Liao, Petroleum Engineering College Abstract With the

31、 deepening of oil field development, conventional oil-gas resources cant meet the global demand, people begin to focus their attention on tight reservoirs. Tight reservoir is an important part of the unconventional oil-gas reservoirs, the resources are widespreading and abundant, though its difficul

32、t to exploit these resources, once we master the techniques, the oil-gas production in the world will have another “leap”. These successful cases in Bakken oil fields and Eagle Ford fields make people see the new hope and they have began to study related technologies. The technologies of recovery ti

33、ght oil-gas reservoirs is in the primary stage, there is a huge gap with the other countries in the world. This paper analysis the current recovery technologies in tight oil-gas reservoirs and presents the theory of exploiting the tight reservoirs, through giving a technology research about recovery

34、 technologies in tight reservoirs, summarizing diffident recovery technologies in tight reservoirs to provide low permeability reservoir development in China with a certain referential value. Key words: Tight oil reservoirs , Horizontal well, Repeated fracturing,Open multilevel fracturing,Bakken pla

35、y,1绪论 随着全世界对石油及天然气能源需求量的不断增大,常规油常规藏和天然气藏的产量和储采比都显示出日益降低的趋势,非常规油藏及非常规天然气资源被认为是最有希望的能源补充,因而致密油气藏的勘探开发越来越受到人们的重视。 近几年来,非常规连续型油气聚集理论的发展,致密储层中纳米孔喉系统的重大发现,为非常规致密灰岩油气的快速发展提供了科学依据。为今后非常规油气资源的勘探和开发奠定了十分重要的理论基础。与此同时,致密砂岩气在全球范围内得到了快速发展。据统计,2009年,全球致密砂岩气产量已达4320亿立方米左右,占全球天然气年产量的14%,已成为全球天然气勘探开发的重要领域之一。其中,美国致密气产

36、量于2010年达到了1754亿立方米,约占其天然气总产量的30%。 致密油的表现也十分抢眼。2000年,美国威利斯顿盆地巴肯致密油开发取得突破后,日产量达到7000吨。8年后,借鉴页岩气开发的思路和技术,巴肯致密油实现规模开发,并一举成为当年全球十大发现之一,致密油也因此被西方媒体誉为“黑金”。这两年,由于油价较高、气价较低,北美地区小公司对致密油的热情甚至超过了页岩气,是继页岩气突破后的又一热点区域。 我国在上世纪70年代就加入了世界勘探致密油气的行列,并在这个领域不断取得进展。目前,已形成了鄂尔多斯盆地苏里格、四川盆地川中须家河组两个致密砂岩大气区,其中苏里格2010年产量超过了100亿立

37、方米。致密油也在鄂尔多斯盆地华庆地区延长组、四川盆地侏罗系等获得工业性发现。 研究表明,中国非常规油气资源丰富,发展潜力大,其中致密气可采资源量为8.81012.110m,致密油可采储量为13101410t。目前已形成了全数字地震勘探技术、低渗低阻气层识别 技术等一系列 关键技术,且应用效果显著。致密气和致密油是中国目前最为现实的待开发非常规油气资源,在未来的1020年,非常规油气产量将显著增长,在弥补常规油气产量短缺中日益扮演重要的角色。 本文主要就致密油气藏开采技术进行了研究,总结国内外主要的开采技术和方法,对今后我国的致密油气藏开采提供借鉴。1.1 国内外致密油气藏开采技术的研究现状1.

38、1.1 致密油和致密气的概念 一、致密油 致密油主要是指与生油岩层系互层共生或紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩储集层中聚集的石油资源。虽然储集层物性较差,但源储一体或紧邻,含油条件好,储量大,是继页岩气之后的又一勘探热点领域。 二、致密气 致密气赋存于低孔(孔隙度小于 10%)低渗(渗透率小于 0.110)储集层中,含气饱和度低(小于60%),一般要经过特殊作业才有开采价值。1.1.2 国外致密油气藏勘探开发现状 目前,美国是致密油资源开发最多的地区之一,俄罗斯、加拿大、中国等也有成功开发的范例。致密油的典型代表是北美威林斯顿盆地的Bakken地层,2006年USGS(美国地质调查局)预测其石油地

39、质储量达59010t,仅美国北达科他州和蒙大拿州的Bakken致密油聚集就拥有技术可采储量(4.26.1)10t。 新增致密油产区除美国西北部威利斯顿盆地的巴肯组地层外,还包括得克萨斯州南部的伊格尔福特等区带。仅3年前,伊格尔福特页岩区的产量还小到可以忽略不计,但2011年上半年以来,该区总产量已达1210万桶,超过了2010年全年产量之和。该地区上半年天然气产量28610m,也超过了2010年全年的产量。 除上述致密油区带外,在落基山脉周边的 Nio-brara页岩、Mowry页岩和 Heath页岩也发现了致密油。其中在美国粉河盆地 Niobrara 组致密油层完钻的一口井,初期产油150t

40、/d、气5.210m/d,USGS预测该组致密油的技术可采资源量为306710t、气为6410m、凝析油17710t。 由于致密油资源潜力超出预期,开采技术也取得突破并得到规模应用,因此美国致密油工业得到迅速发展,具有良好的经济前景(图1)。图1 美国致密油盆地分布与部分盆地资源量统计 致密砂岩气开发主要集中在美国和加拿大。60年代和70年代初期,西方世界正处于能源危机之中,油气价格特别是石油价格上涨,在客观上刺激了天然气工业的发展。美国的天然气开采量居高不下,储采比严重失调,供求关系紧张。出于政治、经济和全球战略的考虑,美国政府在政策上对低渗透气藏和致密气藏的勘探开发给予了各种优惠和大力支持

41、,使低渗透气藏和致密气藏的勘探开发取得了较大的发展,美国各大石油公司在大陆的113个盆地中,发现了23个盆地存在低渗气藏,1975年,低渗气藏年产天然气283.210m。 目前,致密气藏已经成为了美国天然气工业的重要组成部分。1994年,美国致密砂岩气的产量只有 705.310m,但随后十几年里,通过综合运用水平井钻井、欠平衡钻井、完井和气层保护等技术,到2003年其致密气产量迅速攀升到了127410m,新技术的应用使产气率得到了大幅度提高。2010年,美国致密气的产量就已经达到了175410m。 加拿大的致密砂岩天然气主要储集在阿尔伯达盆地的深盆部分,故又称为深盆气。目前,加拿大在阿尔伯达盆

42、地发现的埃尔姆沃斯、牛奶河和霍得利致密砂气田,是加拿大排名最大的3个巨型气田,具有惊人的天然气地质储量,探明天然气储量高达1.9万亿立方米。进一步的研究发现,致密气储层致密,不受构造高低控制,却分布在盆地的低洼地带。因此,加拿大亨特勘探公司的总裁马斯特斯当时把致密气称做“深盆气”。加拿大的三大气田是世界上致密砂岩气田的典型代表。 借鉴北美页岩气勘探开发经验以及通过广泛的国际交流与合作,目前我国正在南方多个地区开展页岩气工业化勘探开发试验区建设,致密油的勘探开发和相关研究仍处于准备阶段。 中国致密油分布范围比较广,大致有3种类型:陆相致密砂岩油藏,如鄂尔多斯盆地延长组油藏;湖相碳酸盐岩油藏,如渤

43、海湾盆地岐口凹陷、四川盆地川中地区大安寨组油藏;泥灰岩裂缝油藏,如渤海湾盆地济阳坳陷、酒泉盆地青西凹陷油藏。勘探实践证实,中国致密油勘探的主要方向为(见图 2):鄂尔多斯盆地三叠系长7段(Ty7)致密砂岩、准噶尔盆地二叠系湖相云质岩、松辽盆地白垩系泥岩、渤海湾盆地古近系沙河街组(Es)湖相碳酸盐岩、四川盆地川中地区侏罗系大安寨组(Jdn)湖相灰岩、酒泉盆地下白垩统下沟组(Kg)泥灰岩等。图 2 中国主要盆地致密油分布 初步评价结果显示,中国致密油有利勘探面积为1810km地质资源量为74108010t(见表1),可采资源量为13101410t。表 1 中国致密油分布及资源量预测 中国致密砂岩气

44、分布范围广,有利区面积为 3210km,已成为重要的增储上产领域。目前已形成鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地上三叠统须家河组(Tx)2大致密气现实区,松辽盆地下白垩统登娄库组(Kd)、渤海湾盆地古近系沙河街组沙三段和沙四段(E)、吐哈盆地侏罗系、塔里木盆地侏罗系和白垩系、准噶尔盆地南缘侏罗系和二叠系5个致密气潜力区。 中国致密砂岩气勘探开发的发展非常快,2011 年苏里格致密砂岩大气区探明储量达3.010m,产量 13010m以上;四川盆地须家河组致密砂岩大气区资源量也超过 5.010m;致密气储量、产量已占中国天然气的 1/3,总地质资源量达2010m以上,展现出很大的勘探潜力。1.1.3国内

45、外致密油气藏开采技术研究现状 长期以来,国内外在储层特征、储层预测技术、储层改造技术、储层保护技术、CO混相驱技术和水平井钻井和完井技术等方面对致密油气藏开发技术从理论、实验和应用等方面进行了大量的研究,取得了丰富的研究成果,其中许多成果对致密油气藏的高效开发具有指导和借鉴作用。 一、储层特征和储层预测研究 迄今为止,国内外利用地震解释、测井解释和试井分析等技术对低渗气藏的储层特征和储层预测进行了深入的研究。 1987年6月,/.der和/.dolph,利用岩芯对岩石渗透率、孔隙度与孔隙结构间的相互关系进行了实验研究,研究表明,致密砂岩的孔隙几何形态大体分为三种:由颗粒支撑的原生孔隙、由狭窄的

46、粒间缝连接的次生溶蚀孔以及由基质支撑的孔隙。在致密砂岩孔隙喉道狭窄处,由于粘土等矿物的堵塞,岩石渗透率下降。在颗粒支撑原生孔隙类型的致密砂岩中,渗透率范围大约在0.0100.110um之间。 1990年11月,/.der和Prasan Chowdlah,对德克萨斯东部Traviis Peak砂岩地层的孔隙结构特征进行了深入研究,研究结果表明,致密砂岩孔隙的几何形状包括颗粒支撑孔隙、缝状溶蚀孔和基底支撑孔隙三类,标准的致密砂岩由颗粒支撑的孔隙组成,其孔喉被自生的粘土矿物、方解石或其他杂质堵塞,这是导致岩石渗透性能降低的基本原因,少数致密砂岩孔隙结构由超微孔隙组成,基质中含有粘土矿物、碳酸盐岩和硅

47、质等,其渗透性能也是最差的。 1996年,Kuuskraa V.A.论述了技术进步对更有效地开发致密砂岩天然气的重要作用。三维地震技术能揭示致密气层的复杂地质情况。致密岩层天然气井完井技术和增产措施水平的提高能减少钻井和完井损害,改进水力压裂的设计和施工质量。综合应用地震和遥感技术可对裂缝性储层作出准确的预测。 2000年4月,/.rhurst等人指出,声波测井和核磁共振技术等新的测井方法可以提高识别可能被忽略产层能力的精度。核磁共振不但可以识别以前忽略的但可以提高产量的可渗透性夹层,还可以提供改善致密砂岩产能和裂缝设计的参数。而声波测井技术可以帮助确定裂缝方向,提高天然气的泄流面积,并确定新

48、井的井位。 水平井钻井和完井技术 水平井是同过扩大泄油面积提高油井产量,提高油田开发经济效益的一项开发技术。水平井钻井技术可用于多种类型油气藏的开发,尤其适用于低渗油气藏的开发,目前大部分致密油气藏开采都是采用水平井技术。采用水平井技术开发具有特殊的优势: l增加泄流长度 一般而言,水平井钻5001000米的水平段是比较容易的,但要通过压裂产生如此长的人工裂缝在目前技术和设备条件下几乎是不可能的。 2增大传导率 压裂人工裂缝无论长度多大,油气的流动阻力都相当大,而油气在水平井中流动的阻力却非常小。 3有利于改善油气供给通道 水平井眼易于与储层天然裂缝沟通,从而增加供给通道,提高单井产量。 4有

49、利于提高压裂效果 在水平井眼中进行压裂比在直井中进行压裂更容易产生垂直裂缝,而且裂缝长度更容易控制。 5可以减少开发井数量 在用直井开发致密油气藏时,为了使储量得到充分的动用,必须采用较小井距,导致开发效益低下。但若采用水平井技术,由于水平段较长,作用面积大,可大幅减少钻井数量,从而取得较高的经济和社会效益。 水平井最早出现于美国,但直到八十年代才开始大规模工业化推广应用,到2000年全世界已完钻水平井23 385口,主要分布于美国、加拿大、前苏联等69个国家。 水平井的经济效益是非常好的。目前水平井钻井成本已降至直井的1.52倍,甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍。而水平井的生产产量是直井

50、的48倍! 据费舍尔统计,水平井将使占美国石油储量增加13.7亿t,即原油储量的2%。加拿大国家能委会计算阿尔伯达省和萨斯喀彻省大部分碎屑岩和碳酸岩油田储量的增加。他们估计平均总开采量可增加1%,表明储量增加9.8%。 水平井最初主要用于低渗透裂缝性地层横穿裂缝和气顶/底水油藏减缓气水推进。近年来,随着钻井技术进步和钻井成本的不断降低,它的应用范围不断扩大,并出现了一些应用新趋势。致密油气藏的开采就是主要应用水平井钻井技术。 由于在致密油气藏,储层的岩性坚硬致密,井壁不易坍塌,所以常采用水平井裸眼完井。随着水平井完井技术的发展,产生了一些新的完井技术。例如:多分支井完井技术和侧钻水平井完井技术。这些技术在致密油气田开采中也有所应用。 三、储层改造技术 针对致密油气藏油藏,因其储层致密、渗透率超低,决定了采用常规压裂形成单一裂缝的增产改造措施难以实现其商业开采价值,所以必须探索研究新型的压裂改造技术。 1、重复压裂技术 20世纪50年代,美国开始采用重复压裂技术。受当时技术与认识水平的限制,一般认为,重复压裂是原有水力裂缝的进一步延伸或重新张开已经闭合的水力裂缝,重复压裂是无效的且开展