砂泥巖互層型氣藏水平井開發問題分析與對策

林孝禮　張鵬

摘 要：水平井開發低孔、低滲類單砂體氣藏在國內外均取得了較好的成績，并且近幾年在國內多個油田迅速推廣。文章主要針對砂泥巖互層型氣藏復雜的地質條件及利用水平井開發過程中遇到的困難進行分析，包括單砂體橫向展布預測、目標砂體的選擇與著陸和鉆井軌跡控制問題，提出相應的技術對策。以西部某氣田JSN氣藏為例，采用對應的技術措施克服困難后，證實了水平井開發在砂泥巖互層型氣藏開發中能夠取得較好效果。

關鍵詞：砂泥互層型氣藏 水平井開發 軌跡控制

中圖分類號：TE324 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（c）-0071-02

Problems of Horizontal Wells Development in the Gas Pool of sand shale and thin interbed and Countermeeasures corresponded

Lin Xiaoli1 Zhang Peng2

（1.Petroleum Engineering Supervision Center of Southwest Petroleum Branch Company，SINOPEC，Deyang Sichuan，618000；2.Geologic Logging Campany of Southwest Oil Engineering Co，SINOPEC，Mianyang Sichuan，621000，China）

Abstract：The horizontal wells development has made good achievement at home and abroad in low porosity and low permeability gas-pool with definite single formation，then，it is rapidly promoted in many domestic oilfield in recent years，In the article the complicated geological conditions in the Gas Pool of sand shale and thin interbed and some problems of Horizontal Wells Development are discussed，such as distribution of sand bodies.selection of target formation and direction control，then some corresponding countermeasures are come up with.JSN gas reservoir in a western gas field as an example，once corresponding technical measures be taken to overcome the problems，it is confirmed that favourable effects must be obtained in horizontal wells development in the Gas Pool of sand shale and thin interbed.

Key Words：Gas Pool of sand shale and thin interbed；Horizontal Wells Development；Direction control

國內外的水平井經驗表明，水平井技術在有效增加油氣產量、提高油氣采收率、降低油氣開發成本等方面取得了較好的效果，特別是對改善低孔、低滲類低效油氣田開發效果，是一個很好的技術手段，使得最近幾年水平井技術迅速在各大油田推廣應用[1-4]。但是，在實際的實施過程中，復雜的井下地質因素，以及實際的鉆井軌跡控制，往往使水平井開發陷入難以取舍的境地。本文主要針對西部某氣田砂泥互層型氣藏利用水平井開發過程中遇到的諸多問題進行探討，提出相應的技術對策，確保利用水平井開發此類氣藏能夠大幅提升油氣產能。

1 地質特征及難點分析

1.1 地質特征

沉積特征：西部某氣田遂寧組以水下分流河道非常發育和具有頻繁改道與廢棄的性質為顯著特征，地層厚度340 m左右，埋深1700-2100 m之間。區域上遂寧組為一個完整的長期基準面升降旋回。根據最大湖泛面可將遂寧組劃分為上下兩段，即遂二段（JSN1氣層）和遂一段（JSN2氣層）。該區域的油氣產層主要集中在遂二段，遂二段平均厚度220 m左右。該段地層上部為棕色泥巖夾粉、細砂巖；中下部淺灰、淺褐灰、褐灰色細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖與棕褐色泥巖、粉砂質泥巖互層。遂二段可劃分為三個含氣砂層組（JSN11、JSN12和JSN13）。

儲層及含氣特征：（1）儲層品質差，縱向上分布不連續。該氣田遂寧組JSN11+2儲層孔隙度一般為1.64%～7.86%，平均為4.26%。孔隙度集中分布在3%～5%，儲層基質滲透率一般為0.002～1.14×10-3μm2，平均值為0.05×10-3μm2，屬于特低孔-低滲近致密儲層，單砂體儲層主要以II、III類儲層為主（表1）。已鉆井資料表明砂層組縱向上砂泥巖交錯發育，單個含氣砂體厚度薄且分布不穩定，含氣砂體厚度僅占縱向多套砂體總厚度20%左右。（2）含氣厚度小，分布不連續。由于該區巖相快速變化，砂巖粒度較細，砂巖致密，造成儲層在橫向上發育不連續。

1.2 水平井開發難點分析

針對該氣田遂寧組砂泥互層型氣藏，在利用水平井開發過程中主要存在以下幾個問題。

1.2.1 地震屬性預測單砂體橫向展布精度低

水平井開發基于目標砂體在空間的展布預測，準確的儲層描述才能保證水平段在砂體中的有效鉆遇率，從而提高水平井的采氣剖面，達到提高產能的目的。目前井間砂體橫向展布預測的手段中，地震預測是最主要的手段，但是在目前的地震勘探技術下，對于此類砂泥互層類儲層，地震屬性反映的是砂組的總體含氣性，并不能單獨刻畫出縱向多層某一單層砂體地震響應特征，因此，這并不能完全滿足水平井開發明確砂體的實際需要。

1.2.2 目標砂體的選擇及著陸難度大

對該氣田遂寧組氣藏，在縱向上砂體發育，累計厚度在50～100m之間，但是由于是砂泥互層，各單砂體之間砂巖顆粒大小、儲層發育程度均有較大差異，造成砂體間的含氣性差異較大，加之隔夾層的影響，使得含氣砂體在縱向剖面上不連續分布，這給鉆前設計造成較大困難。

同樣，在實鉆過程中，對于目標砂體為單砂體的氣藏鉆水平井，一般只要鉆遇目的砂體即表示著陸，而對于遂寧組砂泥互層型氣藏，含氣砂體在縱向多層砂體中僅占總砂體厚度的20%左右，鉆頭在進入遂寧組后就錄井就顯示出明顯的砂泥互層特征，如何預測和甄選有效的含氣砂體進行著陸，存在一定的困難。

1.2.3 軌跡控制難度大

水下分流河道頻繁改道與廢棄造成砂泥互層型儲層物性非均質性強烈，縱向上砂體含氣性差異大、橫向上砂體展布不連續，在鉆井過程中很容易遇到目標單砂體由于相變造成砂巖品質變差甚至尖滅，這對鉆井軌跡的傾角、方位角調整造成極大困難。

2 水平井開發對策

針對以上水平井實施過程中遇到的困難，結合該氣田氣田遂寧組氣藏地質特征，對水平井開發提出以下幾點對策。

2.1 加強地層對比，掌握砂體發育規律

地層對比是開發地質研究的基礎，對于砂泥巖互層型氣藏該工作的開展顯得更加重要，由于該區是開發老區，在區內已經部署了大量的開發井，井間距離在500～2000 m之間，因此，對于任何一個井位部署區域，其周圍都有相應的對比井位，利用已有鉆井資料建立三維地質模型（圖1），在多方向上進行地層和砂體對比，預測各單砂體在井位部署區域縱橫向的發育和展布情況。

2.2 單井分析結合地震預測成果，確定有利儲層區域

對于該氣田遂寧組這類特低孔-低滲近致密的氣藏，儲層物性的小幅度變化就會引起儲層含氣性的較大變化，物性的預測就顯得尤為重要，在所有的資料中，測井曲線是最能全面反映井筒周圍巖石地質特征的資料，自然伽馬曲線能夠對砂泥巖的識別以及對顆粒粗細的判斷，聲波、電阻率對砂泥巖地層物性和流體性質具有很強的敏感性，分析周圍鄰井測井曲線特征及綜合解釋成果，結合三維建模成果，可以對部署區域的儲層和流體特征進行預測。

雖然在地震剖面上是多套砂泥互層情況的綜合反映，但是利用阻抗屬性對儲集物性的預測方面仍有較大優點。在地震阻抗屬性中的低阻屬性主要反映兩種地質體類型：一是具有較好物性的砂巖儲層；另一個則是泥巖層段。利用周圍鄰井測井特征對波阻抗屬性特征進行刻度，尋找低阻抗區域，結合三維建模對砂體展布的模擬預測成果，可在平面上實現綜合評價區內儲層的發育情況預測。

2.3 控制鉆井軌跡，提高儲層鉆遇率

由于遂寧組地層含氣砂體在縱向上并不連續分布，主要集中在JSN1底部和JSN2頂部，中間間隔泥巖隔層從2～15m不等，部分井區砂體橫向展布變化快，單一砂體延伸距離短。因此可以在做好砂體對比、尤其是薄層泥巖識別的基礎上，考慮實施多段式階梯水平井或者大斜度井穿越薄泥巖層，盡量獲得較長有效儲層。

2.4 加大儲層改造力度，貫通多個砂體，改善儲層滲流能力

遂寧組砂體主要以細粒巖屑砂巖和粉砂巖為主，巖性致密，滲流條件較差，加之多發育5 m以下的泥巖隔層，不通過儲層改造很難形成有效地油氣運移通道。不過在現有的工程工藝條件下，可以對儲層段進行整體加砂壓裂改造，造出人工滲流通道[5]，將部分較薄的泥巖夾層進行有效改造，貫通相鄰砂體，在縱向上增加儲量動用程度。

3 實際應用效果

2011年在該氣藏實施水平井3口，其中1口高效井和2口低效井。其中I井，地震響應為低阻抗特征，同時井間砂體對比表明，井間砂體展布穩定，說明區域含氣性較好，整個水平段鉆獲多套有效含氣砂體，之后采用套管分段壓裂8段9縫改造儲層，入地液量1223方，砂量121方，返排率70%，得到產量1.0萬方/天，測試油壓19.7 MPa，套壓12.2 MPa，試采一個月逐漸提產達到2.6萬方/天，油套壓穩定。L井，地震響應為中低阻抗特征，井間對比表明由于沉積相變造成各單砂體井間連通性較差，鉆后采用套管分段壓裂8段8縫，入液量1131方，砂量120方，返排率76%，測試油壓14.0 MPa，套壓15.5 MPa，產量0.71萬方/天，目前產量0.95萬方/天，油套壓基本穩定。兩口井鉆井情況見表2。

4 結論

（1）水平井開發方式能夠提高砂泥巖互層型氣藏開發井的產能水平，有助于難動用儲量的有效動用。

（2）充分結合測井、地質和物探資料，搞清每個單砂體在空間的展布規律及含氣特征，才能有效支撐這類氣藏水平井部署和實鉆經驗軌跡控制調整。

（3）儲層壓裂改造，在縱向上貫穿多層砂體，可在一定程度克服砂體鉆遇率不足的問題，能較大程度地提高水平井產能。

參考文獻

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