致密砂岩气地质特征与致密砂岩气地质特征与开发关键技术开发关键技术 前前 言言 自自上上世世纪纪7070年年代代以以来来，，全全球球已已发发现现或或推推测测发发育育致致密密气气的的盆盆地地达达到到7070余余个个，，资资源源量量约约210210万万亿亿方方，，20082008年年产产量量达达到到43204320亿亿方方，，占占世世界界天天然然气气总总产量的七分之一，已成为天然气勘探开发的重要领域产量的七分之一，已成为天然气勘探开发的重要领域 北北美美地地区区天天然然气气勘勘探探开开发发的的实实践践表表明明：：致致密密气气、、煤煤层层气气、、页页岩岩气气对对常常规规气气生生产产的的梯梯次次接接替替是是保保障障美美国国天天然然气气供供应应、、减减缓缓对对外外依依存存的的核核心心战战略其中，致密气作为首个接替领域地位举足轻重其中，致密气作为首个接替领域地位举足轻重 我国致密气分布广泛、资源潜力巨大我国致密气分布广泛、资源潜力巨大 （一）致密气定义（一）致密气定义引自引自Stephen AStephen A．．HolditchHolditch，， 20062006年年SPE 103356SPE 103356p随着技术的进步，煤层气和页随着技术的进步，煤层气和页岩气相继投入开发，将气藏分岩气相继投入开发，将气藏分为常规天然气藏和非常规天然为常规天然气藏和非常规天然气藏，其中非常规天然气藏包气藏，其中非常规天然气藏包括致密气、煤层气和页岩气，括致密气、煤层气和页岩气，以及天然气水合物以及天然气水合物一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵常规天然气藏常规天然气藏1 1、气藏分类、气藏分类0.1mD0.1mD 2 2、世界上无统一的致密气标准和界限，不同国家根据不同时期的资源状况、、世界上无统一的致密气标准和界限，不同国家根据不同时期的资源状况、技术经济条件、税收政策来制定其标准和界限，且在同一国家、同一地区，技术经济条件、税收政策来制定其标准和界限，且在同一国家、同一地区，随着认识程度的提高，致密气的概念也在不断的更新随着认识程度的提高，致密气的概念也在不断的更新英国英国 < < 1 1 mDmD德国德国 < <0.6mD0.6mD美国美国 < <0.1mD0.1mD一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 3 3、二十世纪、二十世纪7070年代，美国联邦能源管理委员会将储层渗透率小于年代，美国联邦能源管理委员会将储层渗透率小于0.1mD0.1mD的气的气藏（不包含裂缝）定义为致密气藏，并以此作为是否给予生产商税收补贴藏（不包含裂缝）定义为致密气藏，并以此作为是否给予生产商税收补贴的标准的标准（（1 1）用常规手段不能进行工业性开采，无法获得工业规模可采储量）用常规手段不能进行工业性开采，无法获得工业规模可采储量（（2 2）含气砂层的有效厚度下限）含气砂层的有效厚度下限30.48m (10030.48m (100英尺英尺) )，含水饱和度低于，含水饱和度低于6565％，孔隙度％，孔隙度5 5～～1515％％19731973年，美国能源部对可进行工业开采的致密含气层标准作了如下界定：年，美国能源部对可进行工业开采的致密含气层标准作了如下界定：（（3 3）目的层埋深）目的层埋深15001500～～4500m4500m±± (5000 (5000～～1500015000英尺英尺) )（（4 4）产层总厚度中至少有）产层总厚度中至少有1515％为有效厚度％为有效厚度（（5 5）可供勘探面积不少于）可供勘探面积不少于31km31km2 2(12(12平方英里平方英里) )；；（（6 6）位于边远地区）位于边远地区( (当时考虑到要使用核爆炸压裂法，因此要远离居民稠密区当时考虑到要使用核爆炸压裂法，因此要远离居民稠密区) )（（7 7）产气砂岩不与高渗透的含水层互层）产气砂岩不与高渗透的含水层互层一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 4 4、、Stephen AStephen A．．HolditchHolditch认为认为: : 致密气藏是指需经大型水力压裂改造措施，致密气藏是指需经大型水力压裂改造措施，或者是采用水平井、多分支井，才能产出工业气流的气藏或者是采用水平井、多分支井，才能产出工业气流的气藏引自引自Stephen AStephen A．．HolditchHolditch，， 20062006年年SPE 103356SPE 103356致密气储层渗透率致密气储层渗透率：：0.0001mD ~ 0.1mD一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 气藏按储层物性的划分（气藏按储层物性的划分（SY/T6168-2009SY/T6168-2009））类类高渗气藏高渗气藏中渗气藏中渗气藏低渗气藏低渗气藏致密气藏致密气藏有效渗透率有效渗透率mDmD＞＞5050＞＞5 5～～5050＞＞0.10.1～～5 5≤≤0.10.1类类高孔气藏高孔气藏中孔气藏中孔气藏低孔气藏低孔气藏特低孔气藏特低孔气藏孔隙度孔隙度% %＞＞2020＞＞1010～～2020＞＞5 5～～1010≤≤5 5袁政文等（袁政文等（19901990））SY/T 6168-1995 SY/T 6168-1995 气藏气藏分类分类SY/T 6285-1997 SY/T 6285-1997 油气储层油气储层评价方法评价方法 类别类别原始地层渗透率，原始地层渗透率，mdmd地表渗透率，地表渗透率，mdmd1000-1001000-100高渗高渗 K≥50 K≥50 K≥500K≥500高渗高渗100-10100-10中渗中渗10≤K10≤K＜＜505010≤K10≤K＜＜500 500 中渗中渗10-110-1低渗低渗0.1≤K0.1≤K＜＜10 10 0.1≤K0.1≤K＜＜1010低渗低渗1-0.51-0.5致密致密K K＜＜0.10.1K K＜＜0.10.1致密致密0.5-0.10.5-0.1很致密很致密0.1-0.0010.1-0.001超致密超致密一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 目前，国内气藏分类标准以渗透率作为评价指标分类时，主要划分为高渗、目前，国内气藏分类标准以渗透率作为评价指标分类时，主要划分为高渗、中渗、低渗和致密四类中渗、低渗和致密四类5 5、我国天然气藏的分类标准、我国天然气藏的分类标准 中国与美国采用不同的气藏分类体系，分类评价的标准、理念都有差异中国与美国采用不同的气藏分类体系，分类评价的标准、理念都有差异国内分类国内分类气藏分类气藏分类SY/T 6168-2009SY/T 6168-2009油气储层评价方法油气储层评价方法SY/T 6285-1997SY/T 6285-1997美国美国 ElkinsElkins高渗高渗＞＞5050＞＞500500常规储层常规储层＞＞1.01.0中渗中渗5 5～～50501010～～500500低渗低渗0.10.1～～5 50.10.1～～1010近致密层近致密层0.10.1～～1.01.0致密致密＜＜0.10.1＜＜0.10.1致密层致密层0.0050.005～～0.10.1很致密层很致密层0.0010.001～～0.0050.005超致密层超致密层＜＜0.0010.001美国采用致密气藏的概念，主要是为了享受特殊税费政策，一次分压美国采用致密气藏的概念，主要是为了享受特殊税费政策，一次分压1010层以层以上的直井压裂与大型压裂技术的进步不断降低开发下限上的直井压裂与大型压裂技术的进步不断降低开发下限中国以渗透率为标准进行气藏分类，主要考虑技术与经济因素，目前以低渗中国以渗透率为标准进行气藏分类，主要考虑技术与经济因素，目前以低渗气藏开发为主体，但储层下限已经延伸到致密储层范围气藏开发为主体，但储层下限已经延伸到致密储层范围单位：单位：mDmD一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 明确明确“致密气致密气”定义的作用定义的作用1.目前已开发低渗砂岩气田主要开采的为低渗储量，致密气动用较目前已开发低渗砂岩气田主要开采的为低渗储量，致密气动用较少，按致密气思路将进一步拓展资源潜力少，按致密气思路将进一步拓展资源潜力2.储量管理过程中划分出低渗与致密气的储量比例，有利于进行储储量管理过程中划分出低渗与致密气的储量比例，有利于进行储量的分类管理量的分类管理3.对于致密气开发还需要进一步发展相应的工艺技术，并制定有效对于致密气开发还需要进一步发展相应的工艺技术，并制定有效的开发技术政策的开发技术政策4.对于致密气的规模开发可以申请国家相关政策，如免税政策或提对于致密气的规模开发可以申请国家相关政策，如免税政策或提高气价等高气价等一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 1 1、孔隙与喉道小、孔隙与喉道小①①渗透率小于渗透率小于0.1mD0.1mD，主要发育微细孔，主要发育微细孔隙，且以片状孔隙吼道为主隙，且以片状孔隙吼道为主②②吼道与孔隙比例接近吼道与孔隙比例接近③③<0.1um<0.1um吼道控制孔隙比例超过吼道控制孔隙比例超过50%50%<0.1<0.1微米喉道控制的孔隙微米喉道控制的孔隙体积占总孔隙体积的体积占总孔隙体积的7070％％以上（苏里格）以上（苏里格）③③②②①①（二）致密气定义的内涵（二）致密气定义的内涵一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 2 2、存在非线性渗流特征、存在非线性渗流特征①①渗透率大于渗透率大于0.1mD0.1mD的储层单相渗的储层单相渗流以克氏渗流为主，在实验室流以克氏渗流为主，在实验室内，即使在较高的压力梯度下，内，即使在较高的压力梯度下，也没有发现紊流效应也没有发现紊流效应②②渗透率小于渗透率小于0.1mD0.1mD的储层单相渗的储层单相渗流存在低压下的克氏渗流和高流存在低压下的克氏渗流和高速下的紊流效应速下的紊流效应②②①①一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 3 3、水的影响严重、水的影响严重•渗透率越小，毛管压力越高，渗透率越小，毛管压力越高，含水饱和度越高含水饱和度越高•低渗高含水饱气藏储层内存低渗高含水饱气藏储层内存在可动水在可动水天然气天然气可动水可动水束缚水束缚水②②①①一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 4 4、在评价致密砂岩气时，需要应用地层条件下的基质渗透率、在评价致密砂岩气时，需要应用地层条件下的基质渗透率（不包含裂缝），即覆压校正后的岩心渗透率（不包含裂缝），即覆压校正后的岩心渗透率 因此开发评价时必须将岩心分因此开发评价时必须将岩心分析渗透率还原到地层温压条件下的析渗透率还原到地层温压条件下的真实情况真实情况0.1mD0.1mD以下的砂岩储层，渗透率应以下的砂岩储层，渗透率应力敏感性极强，地层条件渗透率比力敏感性极强，地层条件渗透率比大气压下渗透率小一个数量级大气压下渗透率小一个数量级引自引自Stephen AStephen A．．HolditchHolditch，， 20062006年年SPE 103356SPE 103356覆压条件下渗透率覆压条件下渗透率大气压力条件下渗透率大气压力条件下渗透率一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 引自引自Stephen AStephen A．．HolditchHolditch，， 20062006年年SPE 103356SPE 1033565 5、致密气藏储层渗透率一般呈对数正态分布，其间不乏甜、致密气藏储层渗透率一般呈对数正态分布，其间不乏甜点区。
对于此类气藏的评价，采用渗透率中值能更准确地反点区对于此类气藏的评价，采用渗透率中值能更准确地反映气藏的渗流能力映气藏的渗流能力例如：美国例如：美国4 4个致密气藏个致密气藏（（Cotton Valley Cotton Valley 、、Cleveland Cleveland 、、Wilcox Lobo Wilcox Lobo 、、 Travis Peak Travis Peak ）渗透率率中值在）渗透率率中值在0.0280.028～～0.085mD0.085mD，但算术平均值范围在，但算术平均值范围在0.1790.179～～7.378mD7.378mD之间之间一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 覆压基质渗透率小于或等于覆压基质渗透率小于或等于0.1mD0.1mD的砂岩气层，的砂岩气层， 单井一般无自然单井一般无自然产能或自然产能低于工业气流下限，但在一定经济条件和技术措施下产能或自然产能低于工业气流下限，但在一定经济条件和技术措施下可以获得工业天然气产量通常情况下，这些措施包括压裂、水平井、可以获得工业天然气产量通常情况下，这些措施包括压裂、水平井、多分支井等多分支井等建议致密气藏的定义建议致密气藏的定义内涵：内涵：–渗透率低渗透率低•覆压校正后的岩心渗透率小于覆压校正后的岩心渗透率小于0.1mD0.1mD的样品超过的样品超过50%50%•大面积低渗条件下存在一定比例的相对高渗样品大面积低渗条件下存在一定比例的相对高渗样品•裂缝可以改善储层渗流条件（裂缝可以改善储层渗流条件（““甜点甜点””）） ，但评价时不含裂缝渗透率，但评价时不含裂缝渗透率–自然产能低自然产能低•无自然产能或自然产能达不到工业气流标准无自然产能或自然产能达不到工业气流标准–经过大型水力压裂，或者采用水平井、多分支井，才能产出工业气流经过大型水力压裂，或者采用水平井、多分支井，才能产出工业气流一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 苏里格、须家河：覆压渗透率小于苏里格、须家河：覆压渗透率小于0.1mD0.1mD的样品比例占的样品比例占80％％~92％％ ，与美国，与美国60％％~95％％相近相近论据之一：论据之一：与美国致密气藏相近，储层物性差与美国致密气藏相近，储层物性差苏里格：苏里格：6666井井1179211792样品样品须家河：须家河： 42764276样品样品N=123N=123覆压渗透率与空气渗透率关系图覆压渗透率与空气渗透率关系图覆压渗透率累计频率分布图覆压渗透率累计频率分布图一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵（三）苏里格、须家河气田均属于致密气藏范畴（三）苏里格、须家河气田均属于致密气藏范畴 苏里格气田单井控制储量与控制泄流面积苏里格气田单井控制储量与控制泄流面积分类分类ⅠⅠ类井类井ⅡⅡ类井类井ⅢⅢ类井类井单井控制储量单井控制储量（（10104 4m m3 3））4022.74022.72123.32123.31077.91077.9储量丰度储量丰度（（10108 8m m3 3/km/km2 2））1.81.81.051.050.60.6控制面积（控制面积（kmkm2 2））0.2230.2230.2020.2020.1800.180苏里格：苏里格：平均单井控制面积平均单井控制面积0.204km0.204km2 2单井控制储量单井控制储量1000~4500万方万方须家河：须家河：单井控制储量单井控制储量1000~30000万方万方平均平均41304130万方万方美国致密气田单井控制储量美国致密气田单井控制储量广安须家河单井控制储量广安须家河单井控制储量论据之二：论据之二：井控范围有限，井控储量小井控范围有限，井控储量小一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 美国德克萨斯州新井产量递减曲线美国德克萨斯州新井产量递减曲线论据之三：论据之三：单井产量低，产量递减快单井产量低，产量递减快苏里格气田单井产量及套压变化曲线苏里格气田单井产量及套压变化曲线一、致密气的定义与内涵一、致密气的定义与内涵 1 1、美国、美国致密砂岩气资源致密砂岩气资源潜力大潜力大，据，据EIA EIA 20082008年年评价结果评价结果：：资源量资源量19.8~42.5万亿方万亿方，为常规气资源量（，为常规气资源量（66.566.5万亿方）的万亿方）的29.8％％~63.9％％二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征2 2、、美国本土现有含气美国本土现有含气盆地盆地113113个，其中个，其中发现具有致密发现具有致密砂岩砂岩气藏的盆地气藏的盆地2323个，个，主要分布在西部，主要分布在西部，特别是落基山地区特别是落基山地区美国陆上致密气藏分布图美国陆上致密气藏分布图（一）美国致密气藏资源现状（一）美国致密气藏资源现状 3 3、自、自19901990年以来，美国致密气产量快速增长，年以来，美国致密气产量快速增长，20082008年年产量达产量达1757 1757 亿方亿方，占美，占美国天然气总产量的国天然气总产量的30.230.2％，在非常规气中占％，在非常规气中占62.962.9％％引自美国引自美国EIAEIA，， 20092009年年常规气常规气致密气致密气煤层气煤层气页岩气页岩气17571757亿方亿方516516亿方亿方520520亿方亿方30283028亿方亿方20082008年年二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征 1 1、致密气没有典型与非典型之分、致密气没有典型与非典型之分压力与温度有高也有低；压力与温度有高也有低；埋藏有深有浅；埋藏有深有浅；既有席状，也有透镜体状；既有席状，也有透镜体状；有单层，也有多层；有单层，也有多层；有的天然气裂缝，也有的不存有的天然气裂缝，也有的不存在天然裂缝。
在天然裂缝二）美国致密气藏地质特征（二）美国致密气藏地质特征二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征Piceance盆地南部深部探井中钻遇的三个不同超压带 2 2、以落基山地区为例，北部以海陆交互相为主，发育层状砂体，厚度较小；、以落基山地区为例，北部以海陆交互相为主，发育层状砂体，厚度较小；南部以河流相为主，发育透镜状砂体，纵向多层叠置南部以河流相为主，发育透镜状砂体，纵向多层叠置 ，厚度大，厚度大p浅层层状气藏浅层层状气藏Ø分布：北部大平原、威列斯顿分布：北部大平原、威列斯顿Ø深度：深度：200~800mØ厚度：一般厚度：一般10~20mp中浅中浅- -中深层层状气藏中深层层状气藏Ø分布：丹佛、圣胡安、风河、棉花谷等分布：丹佛、圣胡安、风河、棉花谷等Ø深度：深度：700~2700mØ厚度：一般厚度：一般10~30mp透镜状气藏透镜状气藏Ø分布：大绿河、尤因它、皮申斯分布：大绿河、尤因它、皮申斯Ø深度：深度：1500~4000mØ厚度：一般厚度：一般60~150m二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征 3 3、储层物性差，一般均发育天然裂缝、储层物性差，一般均发育天然裂缝孔隙度：孔隙度：3% ~15%渗透率：渗透率：0.001~1mD一般均发育天然裂缝一般均发育天然裂缝渗透率分布图渗透率分布图孔隙度分布图孔隙度分布图二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征 1 1、气井以定压方式生产，单井初期高产，递减速度较快、气井以定压方式生产，单井初期高产，递减速度较快优点：优点：投资回收期短投资回收期短充分利用地层能量充分利用地层能量快速得到动态资料快速得到动态资料单井动态单井动态早期快速递减早期快速递减长期低产长期低产生产期生产期30-4030-40年年美国德克萨斯州新井产量递减率美国德克萨斯州新井产量递减率二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征（三）美国致密气藏开发特征（三）美国致密气藏开发特征 一般一般0.2~1.2万方万方/ /天，天，PinedalePinedale，，JonahJonah和和WilcoxWilcox平均平均2 2～～3 3万方万方/ /天天2 2、气井平均单井产量低、气井平均单井产量低美国已开发致密气田平均单井产量美国已开发致密气田平均单井产量二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征 单井累积采气量单井累积采气量Ø一般一般1000~5000万方万方, ,部分超过部分超过1 1亿方亿方3 3、单井可采储量少，并呈逐年下降趋势、单井可采储量少，并呈逐年下降趋势美国已开发气田单井累积产气量图美国已开发气田单井累积产气量图美国致密气藏单井可采储量图美国致密气藏单井可采储量图平均平均41304130万方万方二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征新井单井可采储量新井单井可采储量Ø19961996－－20052005由由64006400降低到降低到28002800万方万方 4 4、产量快速递减，、产量快速递减，1992-20021992-2002年递减率由年递减率由1818％上升到％上升到2828％％美国已开发气田递减状况美国已开发气田递减状况二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征 5 5、采取大规模钻井、井间接替方式保持相对稳产、采取大规模钻井、井间接替方式保持相对稳产美国致密气田年度新投产井数美国致密气田年度新投产井数二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征 美国针对致密砂岩气储层物性差、储量丰度高、单井井美国针对致密砂岩气储层物性差、储量丰度高、单井井控储量小等的地质与开发特征，形成了气藏描述、井网加密、控储量小等的地质与开发特征，形成了气藏描述、井网加密、分层压裂等主体开发技术分层压裂等主体开发技术三、致密气开发关键技术开发技术气藏描述地质特征开发特征井网加密分层压裂小井眼快速钻井储层物性差微裂缝发育透镜状气藏有效厚度大多层叠置储量丰度高单井产量低井控储量小供气范围小大规模钻井经济效益低 p构造描述技术p波阻抗反演储层预测技术p地震属性分析技术p频谱成像技术p三维可视化技术p地震叠前反演技术Burgos盆地利用叠前反演和三维可视化技术提高了储层岩性和流体识别能力，降低了钻井风险1 1、发展了以提高储层预测和气水识别精度为目标的二、三、发展了以提高储层预测和气水识别精度为目标的二、三维地震技术系列维地震技术系列关键技术之一：气藏描述技术 p19901990年以前，以二维地震为主体年以前，以二维地震为主体技术，开发井钻井成功率小于技术，开发井钻井成功率小于70%70%p19901990年以后，气藏描述及三维地年以后，气藏描述及三维地震技术的应用使钻井成功率提高震技术的应用使钻井成功率提高到到75%-85%75%-85%美国低渗气藏开发钻井成功率（据EIA 2002）低渗气藏历史产量低渗气藏历史产量美国致密砂岩气历年产量2 2、三维地震技术的应用有效地提高了钻井成功率、三维地震技术的应用有效地提高了钻井成功率关键技术之一：关键技术之一：气藏描述技术气藏描述技术圣胡安圣胡安皮申斯皮申斯大绿河大绿河东德克东德克萨斯萨斯墨西哥湾墨西哥湾 ——岩心裂缝描述、测井解释、有限元数值模拟——地震相干属性分析，地震衰减属性分析，分形气层检测技术3 3、裂缝预测技术的广泛应用对井位优化起到了关键作用、裂缝预测技术的广泛应用对井位优化起到了关键作用裂缝平面展布及粘土矿物分布叠合图 （Rio Arriba County, NM）裂缝平面展布含气饱和度分布叠合图（Rio Arriba County, NM）关键技术之一：关键技术之一：气藏描述技术气藏描述技术 南部北部Ø应用实例：应用实例：RulisonRulison气田气田p在在气气田田北北部部应应用用3-D3-D地地震震及及裂裂缝缝预预测测技技术术，，优优化化布布井井，，单单井井控控制制储储量量由由0.510.51亿亿方方提提高高到到0.960.96亿亿方方，，亿亿方方储储量量投投资资由由177177万万美美元元降低到降低到114114万美元万美元技术方法滚动开发三维地震试验区位置南部北部3-D地震,km2186投资，106美元31.512.9储量，亿方17.811.3井数，口3512单井可采储量，亿方0.510.96亿方储量投资， 106美元/亿方1.771.14关键技术之一：气藏描述技术 Ø对于多层叠置的透镜状气藏，由于单井泄气面积小，井间加密是提高气藏采收率的技术关键美国部分致密气藏开发井网密度关键技术之二：关键技术之二：井网加密技术井网加密技术 ①生产动态分析技术确定单井模型，预测生产动态②依据动态预测，做单井最终采气量的累积频率分布曲线③结合地质参数，依据单井采气量确定单井泄气面积④依据单井采气量与井控面积的关系，确定加密井累采气量⑤利用加密井区生产资料，进行技术方法验证⑥地质与动态相结合，确定加密井位平均供给面积小于0.16km20.160.320.48模型模型井口压力井口压力1 1、技术流程、技术流程－在综合地质研究基础上，应用试井、生产动态分析和数值－在综合地质研究基础上，应用试井、生产动态分析和数值模拟等动态描述手段，确定井控储量与供气区形态，优化加密井网模拟等动态描述手段，确定井控储量与供气区形态，优化加密井网关键技术之二：关键技术之二：井网加密技术井网加密技术 2 2、井网加密过程－、井网加密过程－RulisonRulison气田气田•加密过程加密过程p原始井网：原始井网：1.31.3井井/km/km2 2p1996-19971996-1997：： l井网密度：井网密度：0.32km0.32km2 2 / /井井l加密井加密井8 8口，开发动态与邻井口，开发动态与邻井相同，无井间干扰相同，无井间干扰p1998-20001998-2000：：l典型区块加密到典型区块加密到3232口井口井l初始产量初始产量2.82.8～～5.65.6××10104 4m m3 3/d/dl单井采气单井采气0.40.4～～0.70.7××10108 8m m3 3l开发动态与加密前相同开发动态与加密前相同•结论：可以加密到结论：可以加密到12.5012.50井井/km/km2 2 （平均井距（平均井距300m300m））关键技术之二：关键技术之二：井网加密技术井网加密技术时间井数与井距最终采气量/口（108m3）总采气量（108m3）最初阶段最初2井/1.3km20.591.131994加钻2井/0.65km20.621.131995加钻4井/0.32km20.542.271996-1997加钻8井/0.16km20.513.961997加钻4井/0.18km20.481.981998-2000加钻12井/0.18km20.485.66最后阶段钻32井/0.08km20.4815.57总共（64口）0.5331.71 p1.541.54井井/km/km2 2时，采收率为时，采收率为7 7％％p6.256.25井井/km/km2 2时，采收率为时，采收率为2121％％p12.512.5井井/km/km2 2时，最终采收率为时，最终采收率为7575％％p平均单井累积采气量：平均单井累积采气量：53005300××10104 4m m3 3井网加密有效地提高了储量动用程度和采收率井网加密有效地提高了储量动用程度和采收率3 3、加密效果－、加密效果－RulisonRulison气田井网气田井网关键技术之二：井网加密技术 4 4、加密时机、加密时机p19701970年年OzonaOzona气气田田实实施施井井网网加加密密，，加密周期加密周期5 5～～9 9年，加密程度较缓慢年，加密程度较缓慢p19951995年年以以后后，，随随着着认认识识程程度度增增加加，，加密周期缩短，加密周期缩短，1 1～～2 2年加密一倍年加密一倍RulisonRulison气田气田JonahJonah气田气田OzonaOzona气田气田动态资料确认满足加密条件，就可以实施井网加密动态资料确认满足加密条件，就可以实施井网加密关键技术之二：关键技术之二：井网加密技术井网加密技术 1 1、分层压裂技术、分层压裂技术•目的：提高纵向上小层动用程度目的：提高纵向上小层动用程度•主要技术方法主要技术方法p连续油管分层压裂连续油管分层压裂p封隔器分层压裂封隔器分层压裂连续油管压裂•技术优势技术优势p一次可分压一次可分压2020层以上层以上p缩短作业时间，降低储层伤害及费用缩短作业时间，降低储层伤害及费用p避压水层避压水层•技术方法技术方法p连续油管连续油管+ +水力喷砂射孔水力喷砂射孔+ +环空压裂环空压裂p封堵方式：填砂、桥塞、跨隔式封隔器封堵方式：填砂、桥塞、跨隔式封隔器封隔器分层压裂关键技术之三：关键技术之三：增产工艺技术增产工艺技术 压裂技术发展历程：压裂技术发展历程：1980s1980s单层大型压裂单层大型压裂1990s1990s分段压裂，分段排液分段压裂，分段排液20002000年以来年以来 分层压裂，合层排液分层压裂，合层排液JonahJonah气田增产工艺技术进步与效果气田增产工艺技术进步与效果实例：大绿河盆地实例：大绿河盆地JonahJonah气田，气田，19931993年以前，采用单层压裂，只压开底部年以前，采用单层压裂，只压开底部5050％％，，单井产量单井产量4 4～～1111万方万方；随着工艺技术的进步，；随着工艺技术的进步，20002000年以后，多至年以后，多至1010层压裂，单井层压裂，单井控制储量增加控制储量增加3 3～～7 7倍，单井产量达到倍，单井产量达到1414～～2828万方万方阶段阶段1 12 23 34 4年度年度19901990以前以前1992-931992-931994-951994-9520002000＋＋射开厚度射开厚度底部底部40%40%底部底部20-5020-50％％50%50%5050％％- -100%100%压裂段数压裂段数1 11 13 3最多最多1010压裂液压裂液冻胶冻胶氮气泡沫氮气泡沫氮气泡氮气泡沫沫/ /基液基液硼交联硼交联压裂液压裂液日产气日产气10104 4m m3 3/d/d3.963.962.83-11.32.83-11.38.50-8.50-14.214.214.2-14.2-28.328.3单井累采气单井累采气量量10108 8m m3 30.4250.4250.5660.5660.850.851.42-1.42-2.832.83关键技术之三：关键技术之三：增产工艺技术增产工艺技术 ２２. . 水平井分段改造技术水平井分段改造技术 水平井分段压裂可以对水平层段进行选择性改造，提高水平段整体水平井分段压裂可以对水平层段进行选择性改造，提高水平段整体渗流能力渗流能力（（2 2）水力喷射加砂分段压裂技术）水力喷射加砂分段压裂技术p解决长段水平井工具分段压裂风险解决长段水平井工具分段压裂风险p降低压裂施工时间和作业成本降低压裂施工时间和作业成本p气藏应用需考虑带压作业问题气藏应用需考虑带压作业问题p20062006年底国外已有年底国外已有10001000多口井采用水多口井采用水力喷射改造技术力喷射改造技术（（1 1）多级滑套水力压差式封隔器分压（套管完井））多级滑套水力压差式封隔器分压（套管完井）p通常压后不动管柱通常压后不动管柱p施工风险比较高施工风险比较高关键技术之三：关键技术之三：增产工艺技术增产工艺技术 大型压裂技术适用条件大型压裂技术适用条件砂体厚度砂体厚度＞＞20m20m，砂体平面展布较均匀，砂体平面展布较均匀一般要求支撑缝长一般要求支撑缝长＞＞300m300m，加砂规模，加砂规模＞＞100m100m3 3实施大型压裂的关键技术条件实施大型压裂的关键技术条件 施工时间长，压裂液应具有良好的携砂流变性及低伤害性能施工时间长，压裂液应具有良好的携砂流变性及低伤害性能压裂液量大，通常使用连续混配技术压裂液量大，通常使用连续混配技术应用实例：应用实例：WattenbergWattenberg气田气田深度深度2316 2316 ～～2560m, 2560m, 砂层厚度砂层厚度1515～～30m30m，渗透率，渗透率0.0050.005～～0.0.05mD05mD加砂量加砂量9090～～150m150m3 3，最大，最大255m255m3 3，压后缝，压后缝长长400400～～600m600m压后稳产压后稳产2.02.0～～3.53.5××10104 4m m3 3/d/d，最大，最大5.25.2××10104 4m m3 3/d/d缝越长，产量递减越慢，稳产量越高缝越长，产量递减越慢，稳产量越高L Lf f=1058m=1058mL Lf f=661m=661mL Lf f=450m=450mL Lf f=132m=132m3 3、大型压裂技术提高单井产量、大型压裂技术提高单井产量二、致密气地质与开发特征二、致密气地质与开发特征 1 1、、小井眼技术小井眼技术井场占井场占地面积地面积钻井设备钻井设备钻井作钻井作业人员业人员钻进岩屑量钻进岩屑量钻井费用钻井费用适用范围适用范围占用井场占用井场面积减少面积减少约约7070％％ 小型化小型化重量轻重量轻常规钻井常规钻井三分之一三分之一的工作人的工作人员员钻进岩屑量和钻进岩屑量和钻井液量都小钻井液量都小于常规钻井于常规钻井井场各项费用减少井场各项费用减少60%60%，，节约钻井成节约钻井成本本15%15%～～40%40%低渗、特低渗气藏；低渗、特低渗气藏；水平井、分支井、水平井、分支井、深井深井最大垂直井深超过最大垂直井深超过6000m6000m 近十几年来，随着油气生产费用的攀升，以及石油工程领域不断向边远地区近十几年来，随着油气生产费用的攀升，以及石油工程领域不断向边远地区扩展和钻井工艺技术水平的提高，钻小井眼井开采油气的优越性更为凸显扩展和钻井工艺技术水平的提高，钻小井眼井开采油气的优越性更为凸显p 小井眼钻井技术已成为继水平井钻井技术后的又一研究热点小井眼钻井技术已成为继水平井钻井技术后的又一研究热点截至目前，世界上已钻成小井眼井上万口，国外已开始用连续管钻小井眼截至目前，世界上已钻成小井眼井上万口，国外已开始用连续管钻小井眼关键技术之四：关键技术之四：钻采工艺技术钻采工艺技术 The Slim hole (Aka: micro hole or small hole) drilling technology is one of the most cost effective method of oil and gas reserve development. It involves drilling smaller diameter holes and using small diameter production casing and tubing. The use of small diameter well bore reduces the overall cost of exploration drilling and reserve development. The Oil Jet Pump is the industry smallest and able to be conveyed inside 2-3/8 or 2-7/8 inch production strings, thereby allowing slim hole – micro hole operators to retain economical operation factors associated with slim hole development methods. 小井眼技术小井眼技术 p9090年年代代以以来来BPBP公公司司就就将将小小井井眼眼技技术术作作为为它它的的勘勘探探战战略略技技术术手手段段，，大大大大降降低低其其钻钻井井成成本本。
BPBP在在它它的的小小井井眼眼勘勘探探项项目目中中节节省省的的费费用用已已经超过了经超过了4040％％ 钻井成本对比表Ø应用实例应用实例 在瑞典（在瑞典（SwedenSweden）地区小井）地区小井眼开采浅油气藏，已钻眼开采浅油气藏，已钻207207口井，口井，井深井深198.2198.2～～2438.42438.4m m、井眼尺寸、井眼尺寸最小最小21/2″21/2″，钻井成本降低了，钻井成本降低了7575％％钻机井号深度(m)费用($)常规钻机Bonsarve-1493817570Harnra-8A640875640Gnunnet-3536326825Diamec-700Austre-1495115000Nos-1359105938Fardume-1243235741Stengrinde-1249156859Oinaremyr26786000关键技术之四：关键技术之四：钻采工艺技术钻采工艺技术 2 2、欠平衡钻完井技术、欠平衡钻完井技术由由于于欠欠平平衡衡钻钻井井能能够够对对储储层层起起到到较较好好的的保保护护作作用用，，在在低低渗渗透透气气藏藏钻井中得到广泛应用，美国欠平衡钻井占总钻井数的比例已达到钻井中得到广泛应用，美国欠平衡钻井占总钻井数的比例已达到30%30%Source: US DOE, Oil & Gas JournalSource: US DOE, Oil & Gas Journal0 05 5101015152020252530303535199419941995199519961996199719971998199819991999200020002001200120022002200320032004200420052005百分比（百分比（% %））0 020002000400040006000600080008000100001000012000120001400014000井数（口）井数（口）欠平衡井占所有井的百分比欠平衡井占所有井的百分比欠平衡作业井数欠平衡作业井数关键技术之四：关键技术之四：钻采工艺技术钻采工艺技术 欠平衡钻井技术欠平衡钻井技术 欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液柱作用在井底欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液柱作用在井底的压力（包括钻井液柱的静液压力，循环压降和井口回压）的压力（包括钻井液柱的静液压力，循环压降和井口回压）低于地层孔隙压力低于地层孔隙压力 。
欠平衡钻井又分为：气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、欠平衡钻井又分为：气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井、淡水或卤水钻井液钻井、常规钻井液钻井和泥浆充气钻井、淡水或卤水钻井液钻井、常规钻井液钻井和泥浆帽钻井 1 1、中国致密气分布广泛，勘探领域广阔、中国致密气分布广泛，勘探领域广阔四川、鄂尔多斯、四川、鄂尔多斯、松辽、渤海湾、塔松辽、渤海湾、塔里木、柴达木及准里木、柴达木及准 噶尔等噶尔等1010余个盆地余个盆地都具有形成致密砂都具有形成致密砂岩气藏的有利地质岩气藏的有利地质条件条件中国致密砂岩气藏勘探领域四、我国致密砂岩气展望四、我国致密砂岩气展望 2 2、致密气资源丰富，勘探前景广阔、致密气资源丰富，勘探前景广阔来源来源: :RognerRogner，，19971997据全国第二轮天然气资源评价结果据全国第二轮天然气资源评价结果----我国陆上天然气资源为我国陆上天然气资源为30.2330.23××10101212m m3 3，其中致密砂岩气资源占我国天然气资源的，其中致密砂岩气资源占我国天然气资源的40%40%左右左右（（1212××10101212m m3 3））p中国致密气远景资源量为中国致密气远景资源量为1212××10101212m m3 3以上，具有广阔的勘探开发前景以上，具有广阔的勘探开发前景早在早在19971997年年RognerRogner就就对中国的致密气进行对中国的致密气进行了评估，约为了评估，约为1111～～1414××10101212m m3 3 （（400400～～500500万亿立方英尺）万亿立方英尺）四、我国致密砂岩气展望四、我国致密砂岩气展望 盆地上古资源量盆地上古资源量6.46.4万亿方，探明储万亿方，探明储量量1.41.4亿方，探明率亿方，探明率22%22%，潜力大，潜力大苏里格地区：面积苏里格地区：面积3 3万万kmkm2 2，总资源，总资源量量3.83.8万亿方万亿方盆地东部：面积盆地东部：面积1.971.97万万kmkm2 2，总资源，总资源量量2.22.2万亿方，探明储量万亿方，探明储量12931293亿方，亿方，探明率探明率5.9%5.9%，进一步深化勘探，可，进一步深化勘探，可形成新的万亿方规模储量区形成新的万亿方规模储量区盆地东南部、西南部、西缘潜在勘盆地东南部、西南部、西缘潜在勘探区探区（（1 1）鄂尔多斯盆地上古生界）鄂尔多斯盆地上古生界鄂尔多斯盆地天然气勘探成果图四、我国致密砂岩气展望四、我国致密砂岩气展望 （（2 2）川中广安、合川等地区须家河组）川中广安、合川等地区须家河组勘探面积勘探面积5 5万万kmkm2 2，，资源量资源量1.561.56万亿方。
万亿方20042004年前，仅探明八年前，仅探明八角场一个大型气田，累计探明角场一个大型气田，累计探明341341亿方亿方20052005年年广安广安2 2井突破后，立足大井突破后，立足大面积岩性气藏，面积岩性气藏，20062006－－20092009年年相继在广安、合川、相继在广安、合川、潼南等地潼南等地区区取得重要取得重要发现发现，有望实现万，有望实现万亿方规模的目标亿方规模的目标须家河组须家河组仍是仍是四川盆地四川盆地川中地川中地区下一步区下一步致密气勘探现实领域致密气勘探现实领域A AB B须二砂地比等值线平面图须二砂地比等值线平面图20062006年年广安须六探广安须六探明明784784亿方亿方20082008年年合川须二探合川须二探明明11841184亿方亿方20072007年年广安须四广安须四探明探明566566亿方亿方20092009年年合川须二预计合川须二预计新增探明新增探明10571057亿方亿方广安广安2 2四、我国致密砂岩气展望四、我国致密砂岩气展望 （（3 3）吐哈盆地北部山前带）吐哈盆地北部山前带勘探概况：北部山前带呈东西展布，面积勘探概况：北部山前带呈东西展布，面积6490km6490km2 2主要为致密砂岩储层，是近期实现天然气储量规模的现实区域主要为致密砂岩储层，是近期实现天然气储量规模的现实区域吐哈盆地北部山前带勘探成果图四、我国致密砂岩气展望四、我国致密砂岩气展望 关于致密气的四点建议关于致密气的四点建议1 1、开展致密气的资源潜力研究，进一步、开展致密气的资源潜力研究，进一步落实致密气的储量与产能规模落实致密气的储量与产能规模目前开发的低渗气田部分属于致密气范畴，但主要是按低渗气藏的勘探开目前开发的低渗气田部分属于致密气范畴，但主要是按低渗气藏的勘探开发理念进行，按致密气的思路，储层下限会进一步下降，储量将更加丰富，发理念进行，按致密气的思路，储层下限会进一步下降，储量将更加丰富，需要进一步评价致密砂岩气资源潜力，拓宽勘探领域需要进一步评价致密砂岩气资源潜力，拓宽勘探领域2 2、继续、继续强化增产工艺技术强化增产工艺技术攻关，尽快突破提高单井产量瓶颈技术攻关，尽快突破提高单井产量瓶颈技术工艺技术的不断进步是非常规天然气产量快速增长的关键，直井分层压裂工艺技术的不断进步是非常规天然气产量快速增长的关键，直井分层压裂（尤其是一次分压（尤其是一次分压1010段以上的直井压裂技术）、大型压裂、水平井分段压段以上的直井压裂技术）、大型压裂、水平井分段压裂技术是致密气开发的主体工艺技术，需要继续强化工艺技术攻关，尽快裂技术是致密气开发的主体工艺技术，需要继续强化工艺技术攻关，尽快形成低成本的配套工艺技术形成低成本的配套工艺技术 关于致密气的四点建议关于致密气的四点建议3 3、、深化开发技术政策和配套技术深化开发技术政策和配套技术研究，尽快实现致密气规模有效开发研究，尽快实现致密气规模有效开发致密气藏在孔隙结构、渗流特征等多方面与低渗气藏存在差异，需要重点致密气藏在孔隙结构、渗流特征等多方面与低渗气藏存在差异，需要重点研究致密气藏开发机理、开发规律、井型井网优化、合理配产和合理产能研究致密气藏开发机理、开发规律、井型井网优化、合理配产和合理产能规模等开发技术政策，为规模有效开发致密气藏做好技术储备规模等开发技术政策，为规模有效开发致密气藏做好技术储备4 4、、选取典型试验区进行现场攻关试验选取典型试验区进行现场攻关试验，， 尽快形成集成配套技术体系尽快形成集成配套技术体系储层下限研究储层下限研究提高单井产量攻关试验提高单井产量攻关试验配套开发技术研究配套开发技术研究 结束语结束语中国致密气分布广泛、资源丰富、潜力巨大，中国致密气分布广泛、资源丰富、潜力巨大，为了尽快将资源转化为产量，有效地开发致密砂岩为了尽快将资源转化为产量，有效地开发致密砂岩气，缓解常规天然气开发的压力，急需进行深入细气，缓解常规天然气开发的压力，急需进行深入细致的研究与探索，尽快突破地质认识与工艺技术瓶致的研究与探索，尽快突破地质认识与工艺技术瓶颈，早日实现致密砂岩气的规模、有效开发。
颈，早日实现致密砂岩气的规模、有效开发。