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四川盆地深層海相碳酸鹽巖氣藏開發技術進展與發展方向

2019-11-12 02:08李隆新
天然氣工業 2019年9期
關鍵詞:海相縫洞碳酸鹽巖

胡 勇 彭 先 李 騫 李隆新 胡 碟

1. 中國石油西南油氣田公司 2. 中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院

0 引言

海相碳酸鹽巖氣藏在四川盆地天然氣生產中占有極為重要的地位,其層系資源量占該盆地常規天然氣資源量的85%,層系探明儲量占該盆地常規天然氣總探明儲量的70%,海相碳酸鹽巖層系已成為實現四川盆地常規天然氣效益開發的主力層系[1-3]。2018年,四川盆地碳酸鹽巖氣藏天然氣產量為280×108m3,占該盆地常規天然氣總產量的66%,是四川盆地常規天然氣產量貢獻的壓艙石。歷經60余年的不斷探索,中國石油西南油氣田公司(以下簡稱西南油氣田)相繼開發了四川盆地南部中二疊統、威遠震旦系,盆地東部高陡構造石炭系,盆地東北部二、三疊系等碳酸鹽巖層系[4]。2011—2012年,四川盆地中部(以下簡稱川中)震旦系燈影組和寒武系龍王廟組獲得天然氣勘探重大突破,成為該盆地常規天然氣增儲上產的重要領域[5-6]。

川中深層碳酸鹽巖氣藏圈閉面積大、保存條件較好,是四川盆地內少有的特大型氣田。然而,由于經歷了長時間的地質演化,其成藏條件復雜、埋藏深;并且,由于經歷了多期次構造運動,儲層受多期膠結等成巖作用控制,導致儲層孔隙度及滲透率低,主要發育小尺度縫洞;此外,主力氣藏高壓含硫、氣水關系復雜,高效開發面臨著巨大的挑戰。為此,筆者通過剖析四川盆地深層海相碳酸鹽巖氣田的開發歷程,結合深層碳酸鹽巖氣田的開發特點與實踐,總結梳理了專項特色技術,并指出了下一步技術攻關的方向,以期為國內外深層海相碳酸鹽巖氣藏的高效開發提供借鑒。

表1 四川盆地海相碳酸鹽巖大中型氣田基本特征統計表

1 四川盆地深層海相碳酸鹽巖氣藏開發基本特征

1.1 氣田分布特征

四川盆地是在上揚子克拉通基礎上發展起來的大型疊合盆地,經歷了晚元古代—中三疊世的海相和晚三疊世—新生代陸相盆地階段,盆地海相地層沉積期持續時間長達4.2億年,沉積厚度介于4 000~7 000 m,其中碳酸鹽巖沉積厚度介于3 000~5 000 m。四川盆地海相碳酸鹽巖具有發育時間長、層系多、沉積厚度大的特征。

在四川盆地發現的28個油氣產層中,海相產層有20個,其中海相碳酸鹽巖產層18個,頁巖氣產層2個[7]。截至2018年底,四川盆地海相碳酸鹽巖層系已獲探明地質儲量23 435×108m3,累計產氣量超過4 200×108m3。已發現的深層海相碳酸鹽巖氣藏主要位于川東石炭系、川東二疊系和三疊系、川中震旦系和寒武系(表1)。

1.2 氣田開發特點和技術挑戰

四川盆地深層海相碳酸鹽巖氣藏埋深介于4 500~6 000 m,總體具有“三低(低孔隙度、低滲透率、低豐度),三高(高溫、高壓、高含硫)”的特征。與國內外的深層碳酸鹽巖氣藏相比[8],四川盆地該類氣藏的開發具有以下5個方面的特點,從而使氣藏的開發面臨巨大挑戰。

1.2.1 儲量規模差異大、類型多,針對性開發主體技術要求高

四川盆地(中石油礦權內)已累計探明深層海相碳酸鹽巖氣藏118個,其中已開發110個。氣藏圈閉類型眾多,涵蓋構造、巖性和裂縫型等3大圈閉類型;儲集類型多樣,包括孔隙型、裂縫—孔隙型、裂縫—孔洞型及裂縫型;氣藏儲量規模差異大,既有千億立方米級的特大型氣藏,也有十億立方米級的小型氣藏。同一種開發模式難以在不同類型氣藏中通用,需要建立針對性的開發主體技術。

1.2.2 儲層品質差、非均質性強,氣藏描述和開發部署難度大

深層海相碳酸鹽巖氣藏由于年代久、埋藏深,儲層經過多期膠結等成巖作用控制,普遍為低孔隙度,孔隙度小于6%,且基質滲透率低,大多小于0.1 mD;儲層非均質性強,縱向多層、橫向多變化[9-11],為開發有利區的優選和井位部署的優化帶來極大挑戰。

1.2.3 普遍含邊、底水,水體能量活躍,有效防水治水難度大

深層海相碳酸鹽巖氣藏流體賦存模式復雜多樣,已開發碳酸鹽巖氣藏中95%以上存在邊、底水,水侵強度為較強—極強的占比超過75%,氣藏開發過程普遍受水侵影響,部分氣藏表現出非均勻水侵、暴性水淹等現象[12-13],導致氣藏采收率大幅降低,如何有效防水治水一直是困擾開發工作者的難題。

1.2.4 開發井多位于山地,鉆遇地層縱向上展布復雜,鉆完井工程難度大

四川盆地四周群山環繞,開發井多位于山地,地表條件復雜,井場選址困難;深層海相碳酸鹽巖氣藏在鉆井過程中會鉆揭多套產層,地層壓力系數變化大,且存在異常高壓帶,儲層段鉆井安全密度窗口窄,存在漏噴現象,鉆完井工程施工難度大。

1.2.5 原料氣普遍含酸性氣體,安全清潔開發要求高

深層海相碳酸鹽巖氣藏天然氣普遍含H2S和CO2,H2S含量最高達493 g/m3,酸性氣體對井下管柱和地面管線腐蝕嚴重,開發工藝技術復雜,對材質等級要求高。同時,四川省人口稠密,平均人口密度達600人/km2,環境敏感,多靜風氣候,農業化程度高,對環境與安全風險的實時評價與控制技術要求高。

2 開發主體技術進展及成效

四川盆地深層海相碳酸鹽巖氣藏的開發始于20世紀80年代,是我國海相碳酸鹽巖氣藏開發技術的奠基者和開拓者。主體開發技術的發展歷經3個階段:①20世紀80—90年代,以深層大型高陡構造氣藏為開發對象,初步建立了主體開發技術;②21世紀初,以深層大型礁灘氣藏為開發對象,主體開發技術日益成熟與普及;③2010年后,以深層—超深層特大型低緩構造氣藏為對象,專項技術實現創新與突破,開發主體技術系列持續完善。通過多輪技術攻關,西南油氣田在精細氣藏描述、治水優化開發、增產工藝技術、清潔安全工程技術等方面[14]創新形成了4項專項特色技術,有效支撐了天然氣產量跨越式增長。

2.1 主體技術創新與突破

2.1.1 深層低緩構造強非均質氣藏精細描述技術

深層海相碳酸鹽巖氣藏構造低緩、沉積演化過程復雜、非均質性強、小尺度縫洞發育不均,通過圍繞構造精細描述、丘灘體精細雕刻、小尺度縫洞體精細刻畫等開展技術攻關[15-18],解決深層碳酸鹽巖氣藏開發面臨的技術瓶頸問題,實現小尺度縫洞表征定量化與精細化、優質儲滲體刻畫精準化與可視化,為氣藏井位部署與高效開發對策制訂提供支撐。

2.1.1.1 深層低緩構造精細描述技術

深層碳酸鹽巖氣藏地震反射信號能量弱,地震資料信噪比低,這會直接影響到對地下構造的認識,且目的層構造幅度低,又對構造描述精度提出了更高要求。通過運用地表一致性反褶積來消除由于震源和檢波器周圍的不均勻性引起的近地表變化對子波的影響,采用最小相位反Q濾波補償頻率吸收,利用井控預測反褶積壓縮基本子波,壓制交混回響和短周期多次波,在保證一定信噪比的前提下,通過對反褶積各項參數的試驗,結合地震處理、解釋一體化研究,確定合理的反褶積參數,形成了深層碳酸鹽巖低幅構造高精度地震成像技術,大幅提高了地震成像精度。應用該技術拓寬了高低頻成分,地震資料主頻由過去的25~30 Hz提高至30~35 Hz,頻寬拓寬到6~72 Hz,提高了資料分辨率,獲得了高品質的疊前時間偏移數據和優質CRP道集。在地震精細處理的基礎上,開展基于灘相儲層分布模式的地震正演模擬,分區進行地層頂底追蹤解釋,由淺至深建立高精度速度體,形成深層碳酸鹽巖低幅構造地震精細解釋技術,精細刻畫構造細節特征(圖1)??坍嫵龈卟钚∮?0 m的微幅構造,識別出斷距介于10~20 m的小斷層。經實鉆井驗證,相對誤差小于0.5%,遠低于地震解釋行業標準允許的相對誤差(2%)。

2.1.1.2 層序地層格架下丘灘體精細刻畫技術

深層碳酸鹽巖氣藏的沉積演化過程復雜,其強非均質性使得地層剝蝕程度差異大,層序地層格架建立困難,丘灘體分布難以精細刻畫。將實鉆地層對比剖面與地震剖面相結合,進行精細分析,建立等時地層框架,選取標志層對模型進行約束,基于高分辨率地震處理技術建立目的層全局地層框架模型。采用Wheeler域變換技術結合層序邊界屬性進行層序劃分,明確各級層序界面以建立層序地層格架;然后,進行巖石物理分析、丘灘體正演模擬,尋找丘灘有利相帶與地震屬性之間的關聯性;利用基于神經網絡的曲線反演技術對丘灘復合體開展曲線反演,在地層框架模型內,以準層序組為單元,進行丘灘體的空間展布雕刻,形成了層序地層格架下的丘灘體精細刻畫技術,實現了丘灘體的定量預測,精細描述了丘灘體構型和空間疊置關系(圖2),提高了丘灘體預測的準確性,為優質儲層分布預測及開發甜點區的選擇提供支撐。

2.1.1.3 小尺度縫洞體精細雕刻技術

深層碳酸鹽巖氣藏儲層孔隙度低、小尺度縫洞(毫米級溶洞、微米級裂縫)發育不均,與傳統的大尺度縫洞相比,要實現該類氣藏小尺度縫洞發育區精細描述難度極大。因此,以巖石物理實驗為基礎,綜合數字巖心精細描述、成像與核磁測井精細解釋,建立了縫洞發育程度與巖電特征關系圖版,形成儲層縫洞定量識別方法,明確優質縫洞儲層類型,提高縫洞儲層識別精度,符合率達89%。在單井縫洞準確識別的基礎上,結合巖石物理模擬實驗,獲取不同類型儲層的地震響應特征,創建了優質儲層地震敏感參數表征方法,建立神經網絡地震多屬性信息融合技術,實現了非均質縫洞儲集體地震分級識別、小尺度溶蝕孔洞預測和優質儲層精細刻畫。小尺度縫洞儲集體地震分級識別及儲層定量預測技術體系的建立,使縫洞儲層預測吻合率由70%提高到90%,精細雕刻了優質縫洞儲層的空間分布(圖3)。

圖2 高石梯—磨溪區塊震旦系燈四上亞段丘灘體疊合沉積前古地貌圖

圖3 四川盆地磨溪區塊龍王廟組儲層振幅能量展布圖

2.1.2 小尺度縫洞發育有水氣藏治水優化技術

深層高壓有水碳酸鹽巖氣藏小尺度縫洞搭配關系復雜、水體活躍、水侵類型多樣,對氣藏高效開發帶來了諸多挑戰。圍繞水侵通道識別、微觀滲流機理認識、非均勻水侵規律分析、開發規律動態預測等開展技術攻關,有效提升了深層碳酸鹽巖有水氣藏的采收率,定量揭示了氣藏高產的作用機理,精細刻畫了氣藏水侵通道,準確把握了氣藏的水侵規律,大幅度提高了氣藏開發動態預測的準確性,指導了氣藏開發技術對策的優化與制訂[19-23]。

2.1.2.1 水侵優勢通道識別與預測技術

深層碳酸鹽巖氣藏儲層類型多樣、非均質性強,造成其水侵特征復雜多樣,潛在水侵影響難以準確判斷,直接影響了有水氣藏的高效開發。氣藏優化治水開發必須依靠水侵優勢通道的準確刻畫,而僅通過地質特征描述或利用動態特征判斷連通關系的單一描述方式難以準確刻畫出水侵優勢通道。

通過對氣藏構造的精細描述,結合實鉆井測井及測試資料,確定氣藏氣水界面,刻畫氣藏氣水分布?;跉獠貛r性變化及斷裂特征的研究,明確氣藏不可能發生水侵的方向,而后通過疊前時間偏移地震剖面判斷氣區儲層與水體的連通關系,結合氣藏產水的動態特征,判斷主要水侵方向。

對于靠近水區的邊部氣水同產井,通過對其產水特征、水侵對生產的影響特征分析,結合成像測井以明確井周圍裂縫發育程度,判斷發生裂縫水竄的可能性,從而明確氣井水侵類型;利用地震剖面判斷該井區不同方向上與水區的連續性,刻畫井周圍高滲帶分布,明確儲層優勢連通方向,結合裂縫發育方位,明確氣井水侵方向,刻畫水侵優勢通道。針對靠近水區的氣井,利用試井測試資料判斷其是否具有水侵跡象,結合成像測井以明確井周圍裂縫發育程度及方向,預判水侵類型,利用地震剖面判斷該井區不同方向上與水區的連續性,明確儲層優勢連通方向,預測水侵方向,刻畫潛在的水侵通道。針對氣藏內部氣井,利用氣井壓力測試數據及干擾試井測試數據,判斷其與周圍氣井,特別是靠近邊部的氣井的井間連通性,結合地震剖面判斷該井不同方向上與其周圍氣井的連續性,明確儲層優勢連通方向,預測水侵方向,刻畫潛在的水侵通道。

2.1.2.2 全直徑三維數字巖心分析及微觀流動模擬分析技術

深層碳酸鹽巖氣藏小尺度縫洞非均勻發育且搭配關系復雜,在低孔隙度背景下儲層滲透率級差大,傳統方法難以準確定量描述多重介質儲集空間結構與滲流特征。

通過優化灰度圖像閾值分割的自適應算法改進原有的曲面構建方法,首次定義三維空間中裂縫識別標準,拓展儲集空間三維特征算法,建立全直徑巖心尺度三維數字巖心儲集空間特征定量描述方法,實現全直徑巖心(直徑10 cm)內部三維儲集空間的自動化追蹤與提取,以及分辨率為38 μm的孔、洞、縫特征和體積占比的定量化描述。

通過將數字巖心網格化,針對不同介質中滲流、裂隙流和自由流動,綜合應用N-S方程、達西滲流方程與裂縫滲流立方率方程,建立孔、洞、縫耦合流動模型,結合連續性邊界條件,采用有限元算法求解,形成全直徑巖心在70 MPa、140 ℃條件下多重介質多流態耦合流動數值模擬方法,實現了微觀滲流特征的高效準確可視化定量表征(圖4),微觀數值模擬網格分辨率為80 μm,模擬時間為2 h,與物理實驗相對誤差為9%。

圖4 數字巖心微觀流動速度場分布圖

當基巖部分發育微裂縫搭建“基巖橋”,且微裂縫在孔隙空間中占比超過6%時,低孔儲層的滲流能力將顯著提高2~3個數量級[24],該認識揭示了低孔條件下裂縫—孔洞型儲層高產的本質原因,從機理上支撐了儲層評價和有利目標優選,為特大型碳酸鹽巖氣藏多重介質數值模擬中模型優選和屬性參數的確定提供了依據。

2.1.2.3 超壓氣藏水侵識別及預報技術

深層高壓有水碳酸鹽巖氣藏水體活躍,在多儲集類型條件下水侵特征復雜,現有技術難以準確表征水侵能量來源、水侵類型及水侵前緣。

通過解決高溫高壓條件下裂縫—孔洞型巖心滲流實驗密封、微壓差控制和準確計量的問題,首次測定超壓條件下不同壓力對應的巖石壓縮系數,形成了考慮巖石壓縮條件的水侵量計算方法,然后建立水侵量與可動水體儲量之比隨地層壓力的變化關系(圖5),形成異常高壓氣藏水體能量釋放高峰的壓力診斷方法,定量評價水體能量釋放高峰對應的地層壓力范圍。

圖5 異常高壓氣藏水侵量與可動水體儲量之比隨地層壓力變化關系曲線圖

結合CT掃描與微電子光刻技術,建立微觀可視化模型,實現帶壓條件下3種儲集類型氣驅水和水驅氣兩相微觀滲流機理的表征,識別5種殘余水模式及4種封閉氣類型,建立含水飽和度與儲集空間特征參數的關系,預測不同時刻下的氣水分布,定量揭示不同儲層類型含水飽和度的變化規律。

建立非均質氣藏直井多區復合模型和水平井不穩定滲流模型,形成水侵前緣變化規律分析圖版,分區計算壓力波及邊界,定量評價非均質有水氣藏直井、水平井水侵前緣變化特征。

依靠超壓氣藏水侵識別及預報技術,提前半年實現了氣井的水侵早期預警,預測準確率達95%,有效指導了氣藏防水治水對策的制訂。

2.1.2.4 精細數值模擬技術

深層特大型碳酸鹽巖氣藏儲集類型多樣、非均質性強、整體聯動性強,現有技術難以兼顧地質特征精細表征和整體精準模擬。

采用“無粗化”建模數模一體化方式建立數值模擬模型,完整反映儲層非均質特征,在此基礎上,選用非結構化網格準確表征裂縫產狀,搭建可表征多尺度縫洞系統及裂縫水竄適應性更好的裂縫模型[25](圖 6)。

圖6 角點網格、非結構化網格表征“火”字形裂縫產狀示意圖

通過算法優化、網格“降維”以及迭代參數變量控制,以滿足計算的收斂性要求,采用計算機集群系統并行計算,選取最優化并行節點,實現全局模擬計算的并行優化和近億級網格的高效數值計算,計算速度提高10倍以上,僅用2~3小時完成一個計算周期,最終形成包含多尺度縫洞的復雜網格表征體系,建立精細預測模型[26]。

通過對儲層雙滲特征、水體能量、應力敏感特征參數以及相滲曲線的分區描述,準確把握不同方向上的差異化水侵規律,預測邊水沿裂縫水竄與相對均勻推進、底水錐進與沿高角度縫竄進等水侵動態,預測結果吻合率高,較準確地表征了主要水侵方向上的水侵動態特征。

基于精細數值模擬技術,歷史擬合計算值與實際值相對誤差由8.34%大幅降低至1.43%,從而準確預測了氣藏全生命周期開發動態,通過后期檢驗,實際生產指標符合率大于90%,大幅度提升了開發動態預測水平,開發對策持續優化的能力增強。

2.1.3 深層復雜氣井鉆完井及增產工程技術

深層碳酸鹽巖氣藏高溫、高壓、含硫、非均質性強,針對鉆井過程中將鉆揭多套產層、儲層段安全密度窗口窄、長井段儲層發育不均、鉆井液侵入傷害深度不均的難題[27-28],運用井筒多相流動態模型進行模擬計算,實時擬合溢、漏位置以及溢、漏形成時間,預測井筒壓力在未來一段時間內的變化行為,將計算結果與實際測試結果進行實時對比、分析,進而優化未來一段時間內微壓差(最小井底壓差)控制參數,實現有預見性的實時環空壓力補償或調節,保證各個時刻環空壓力剖面的閉環精確控制。對比常規鉆井,鉆井液漏失量減少86%,復雜情況的處理時間減少95.3%。

基于鉆進時間、濾液分布情況、井周滲透率變化及過平衡壓差,建立基于長井段儲層傷害預測的表皮系數診斷方法,定量化描述儲層傷害分布剖面,明確大斜度井/水平井傷害深度、傷害程度及表皮系數,從而指導工藝選擇及參數優化。采用可降解暫堵球,實現物理轉向均勻布酸,形成轉向壓力圖版。針對不同儲層提出不同轉向壓力需求,選擇不同轉向劑轉向酸體系,結合變密度梯形割縫襯管,實現化學轉向均勻布酸[29-30]。

深層復雜氣井鉆完井及增產工程技術使得深井鉆井周期縮短25.4%,單井節約成本近千萬元,實現了井深6 000 m、溫度150 ℃、水平段長1 000 m、最大分段數11段的儲層改造,氣井平均增加測試產量 77×104m3/d。

2.1.4 含硫氣藏清潔、安全開發配套技術

深層碳酸鹽巖氣藏區域分布廣、環境復雜、流體組成差別大,地面位于人居密度為600人/平方千米的高度農業化地區,安全清潔開發難度大[31-32]。為此,在常規含硫氣藏清潔安全開發基礎上,大力發展了硫磺回收和廢水排放相關配套技術。

通過在傳統還原吸收法基礎上加以綜合制氫的理念,優化硫磺回收中H2S/SO2比值設計,設置外部氫源發生器,使用低溫加氫還原催化劑及余熱蒸汽鍋爐,形成綜合制氫硫磺回收方法,總硫回收率提高至99.9%,凈化廠尾氣中SO2排放濃度降至約150 mg/m3,遠低于國家即將發布的最新標準400 mg/m3,相比國內同類裝置減排60%以上。

以水資源綜合利用分析和水平衡模擬計算為基礎,集成蒸發結晶、電滲析、反滲透、納濾、生化處理和物理法預處理等多項工藝,優選低耗能工藝路線,優化工藝參數,實現天然氣凈化廠廢水的零排放,能耗較常規工藝降低25%。

2.2 主體技術應用與成效

2.2.1 支撐特大型氣藏開發井全部高產,實現高效開發

主體技術直接應用于磨溪區塊龍王廟組氣藏的開發,精細刻畫出該氣藏儲層厚度大于20 m的有利區面積為675 km2,優選開發建產區面積為543 km2;開發井全部采用水平井、大斜度井,通過主體工藝技術提高了單井產量,得益于井位精細部署、井軌跡精準優化及增產工藝改造,30口開發井全部高產,平均測試產量達150×104m3/d,日產氣量超過100×104m3的氣井占比達93%,創造了3年時間建成年產110×108m3天然氣生產能力的新紀錄,目前該氣藏累計產氣量超過400×108m3,為我國天然氣的供應安全提供了有力保障。

2.2.2 支撐巖溶復雜型氣藏井位目標精準定位,實現開發井有效率達100%

主體技術推廣應用于高石梯—磨溪區塊燈四氣藏產能建設,取得了顯著成效。該氣藏優選出開發有利區600 km2,目前已部署開發井69口,完成試油井33口,實現了開發井有效率達100%;不同階段高產井比例大幅度提升,在建產期高產井達20口,占比由評價期的41%提升至61%,使該氣藏從邊界效益氣藏一躍成為上產主戰場。

2.2.3 支撐特大型氣藏整體治水技術方案制訂,實現治水優化開發

轉變氣井控水、單井治水、被動治水的傳統模式,以磨溪區塊龍王廟組氣藏整體優化開發為出發點,形成“防控為主、適時排采、一區一策、一井一法”的治水思路,制訂了“主動排水、排控結合、以控為主”的差異化治水對策,編制了特大型氣藏的整體治水方案;通過整體治水實現了氣藏均衡開發,有效延緩了氣藏產量遞減,提高了地層水活躍氣藏的采收率;實現了提前半年預報氣井水侵,且預報準確率由60%提高至95%以上,同時準確識別出了14口水侵風險井,氣藏綜合水氣比穩定在0.3 m3/104m3左右,預計氣藏穩產期將延長3年,采收率提高8%。

3 下一步攻關方向

近年來,四川盆地陸續在川西雙魚石地區和川中震旦系臺內灘等新領域獲得重大發現,盆地的碳酸鹽巖氣藏開發也開始向超深層的復雜構造帶氣藏轉移。川西雙魚石棲霞組氣藏埋深超過7 000 m。近年來已證實含氣面積大、單井試采效果好,但雙魚石棲霞組氣藏屬于龍門山山前推覆構造帶下盤,褶皺強烈,斷裂發育,加之埋藏深,地震成像難度大,造成構造精細描述的難度極大;該氣藏單井儲層累計厚度僅20 m左右,儲層單層厚度介于1~10 m,且孔隙度低,對低孔、薄儲層的預測難度大。實現對這一類氣藏的高效開發是下一步技術攻關的方向。

3.1 超深層碳酸鹽巖氣藏構造精細描述和薄儲層預測技術

隨著氣藏勘探開發難度逐漸加大,縱向上已逐漸由深層向超深層延伸,而超深層海相碳酸鹽巖氣藏普遍具有構造更復雜、斷裂系統更加發育、儲層非均質性更強、儲層單層厚度更?。◣酌字潦畮酌祝┑奶卣?。針對超深層碳酸鹽巖氣藏構造描述和薄儲層預測困難的問題,下一步需要將地質與地震更加緊密地結合起來,聯合攻關,探索形成一套針對超深復雜構造描述和薄儲層的識別方法。地質上開展構造樣式研究,精細描述沉積演化與儲層成因特征,建立復雜構造樣式和優質儲層發育模式;地震上開展疊前保幅保真寬頻處理,形成復雜構造精細描述技術,提高超深復雜構造描述精度,并通過儲層巖石物理分析,建立薄儲層巖石物理識別圖版,結合地震屬性分析,優選疊前、疊后儲層預測方法,預測儲層分布,以鉆井、測井資料為基礎開展多方法試驗,進行疊前、疊后縫洞預測,精細刻畫優質儲層平面展布特征,明確薄儲層地震響應特征,建立薄儲層地震響應模式,為開發井位部署及產能接替區塊優選提供支撐。

3.2 超深層碳酸鹽巖氣藏多重介質跨尺度滲流數值模擬技術

四川盆地碳酸鹽巖儲集空間類型多樣,孔、洞、縫發育,彼此間搭配模式復雜多樣,在空間上呈現跨尺度非均勻分布,造成流體按孔、洞、縫的分布模式及搭配關系隨機分布,流體滲流場變得復雜?,F有的三維數字巖心分析及微觀流動模擬技術,可有效揭示流體在巖心尺度微裂縫內的滲流規律,然而由于研究尺度的局限性,使其難以在工程應用中得以推廣。另一方面,連續介質裂縫滲流模型求解,是宏觀動態預測的有效手段,但存在簡化過大、求解精度低等問題,無法真實反映裂縫的復雜空間分布、幾何特征及滲流規律。因此,需要對離散裂縫滲流模型進行探索,開展多重介質跨尺度滲流數值模擬研究,促進微觀研究成果與宏觀動態預測的有效結合,為超深層碳酸鹽巖氣藏開發有利區評價及開發技術對策優化提供重要依據。攻關研究方向主要涉及:結合跨尺度儲層精細描述成果構建離散裂縫網絡模型;基于非結構化網格自適應技術及流—固耦合有限元方法進行數學模型的求解;形成多重介質跨尺度滲流數值模擬技術;量化復雜裂縫搭配模式下滲流規律變化對氣井產能的影響。

3.3 超深層碳酸鹽巖氣藏鉆完井及采氣工程技術

超深層(大于7 000 m)鉆完井面臨安全風險大、成本高、排水采氣工藝難度大的問題,應以加快鉆完井速度、提高單井產量為目標,開展超深、含硫水平井鉆完井配套技術和工具攻關、超深井排水采氣工藝及工具的試驗和研發,為氣藏效益開發提供工程技術保障。

4 結束語

天然氣是優質高效、綠色清潔的低碳能源。加快天然氣開發利用,促進協調穩定發展,是我國推進能源生產和消費革命,構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系的重要路徑??v觀國內外常規天然氣開發歷史,碳酸鹽巖氣田的規模有效開發始終是天然氣供給保障的壓艙石。歷經60余年的探索,西南油氣田已形成深層碳酸鹽巖氣田高效開發的4大專項技術,建成了百億立方米特大型氣田,實現了天然氣產量跨越式增長。隨著天然氣供需矛盾日益凸顯,其對外依存度持續攀高,加快超深層碳酸鹽巖氣田的勘探突破和開發利用已刻不容緩,需要對山前超深層碳酸鹽巖薄儲層復雜構造帶地震解釋技術、小型生物礁儲層精細描述技術、跨尺度數值模擬技術、超深層水平井鉆井及增產技術開展持續攻關,進一步推進科技創新,為國家能源安全和天然氣穩定供應提供更有力的保障。

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