蘇里格氣田蘇54 區(qū)塊多層系水平井開發(fā)技術(shù)研究

葉 超，王 超，韓旭波，段星宇，張文強(qiáng)，鄧 攀

（1.中國石油長慶油田分公司第四采氣廠，陜西西安 710021；2.中國石油長慶油田工程監(jiān)督處，陜西西安 710018）

水平井作為蘇里格氣田有效開發(fā)手段之一，其技術(shù)日趨成熟和完善，隨著開發(fā)程度不斷深入，新的問題逐漸顯現(xiàn)。蘇54 區(qū)塊作為新開發(fā)區(qū)塊，地質(zhì)情況多變，氣水關(guān)系復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，縱向發(fā)育多套有效砂體。針對區(qū)塊地質(zhì)特征，筆者重點(diǎn)分析了蘇54 區(qū)塊多層系水平井開發(fā)條件及水平井入窗和水平段導(dǎo)向過程遇到的問題，提出了相應(yīng)的對策[1,2,3]。

1 工區(qū)概況

蘇54 區(qū)塊位于蘇里格氣田西北部，行政區(qū)劃屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂托克旗境內(nèi)，構(gòu)造上屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡，地面海拔約1 400 m，構(gòu)造形態(tài)為一寬緩的西傾單斜，坡降3 m/km～10 m/km，在寬緩的單斜上發(fā)育多排北東走向的低緩鼻隆，鼻隆幅度約10 m，南北寬5 km～15 km，東西長10 km～20 km。區(qū)塊南北長約46.1 km，東西寬約39.5 km，面積約1 821 km2。氣藏形成于近南北向河流沉積砂帶，屬于典型的巖性致密氣藏，主力層段為盒8 層、山西組。區(qū)塊2011 年投入開發(fā)，目前完鉆開發(fā)井76 口，作為提高單井產(chǎn)量的重要手段，水平井在蘇54 區(qū)塊建產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的過程中發(fā)揮著重要的作用。

2 砂體分布特征

2.1 垂向分布特征

盒8上段砂體為曲流河沉積，河道砂體特征明顯。盒段砂體厚度分布范圍0.91 m～14.8 m，平均厚度6.26 m，砂體鉆遇率較低，為63 %。盒段砂體與盒段砂體相比，砂體較厚，平均厚度6.58 m，砂體鉆遇率達(dá)到75 %。盒8下段為辮狀河沉積，河道分支多、變化大，多期沉積相互疊置，在盒、盒、盒、盒、山、山、山、山、山、山總計(jì)10 個(gè)小層砂體中，盒、盒砂體厚度較大，其中盒8段單砂體厚度與砂體平均厚度均為最大，分布范圍1.44 m～21.64 m，平均厚度9.14 m，盒8段砂體厚度分布范圍1.84 m～25.04 m，平均厚度11.36 m，盒8單砂體最大厚度及平均厚度在10 個(gè)小層中均為最大，盒8平均砂體鉆遇率82 %，盒平均砂體鉆遇率達(dá)到93 %。

山1 段、山2 段砂體為曲流河沉積，由于近源成藏，水動(dòng)力作用強(qiáng)，受曲流河道限制，山西組沉積砂體厚度整體比盒8 段砂體厚度小，砂體鉆遇率整體比盒8 段砂體鉆遇率低。其中山、山、山發(fā)育最差，平均單砂體厚度不足5 m，砂體鉆遇率也最低，山、山厚度在山西組小層中發(fā)育最好，單砂體最大厚度分別為17.7 m、16.4 m，平均厚度分別為7.4 m 和5.6 m，砂體鉆遇率分別達(dá)到74 %與66 %（見圖1）。

圖1 盒8-山西組小層砂體參數(shù)對比圖

2.2 平面分布特征

盒8上砂體主要呈近南北和近北東-南西向展布，砂體形態(tài)總體上呈帶狀或條帶狀，局部呈透鏡狀，沿河道方向延伸距離較遠(yuǎn)，砂體延伸最大寬度為5.7 km，河道寬度約9 km～12 km。

盒8下段砂體為辮狀河道亞相沉積，河道砂體相互疊置，與盒8上段砂體相比，其發(fā)育規(guī)模較大、展布范圍較廣，區(qū)域上具有連片性，研究區(qū)內(nèi)除個(gè)別井未鉆遇砂體之外，盒8下段沉積砂體在研究區(qū)內(nèi)均有發(fā)育，整體為近南北和近北東-南西向延伸。河道寬度大，最大延伸范圍達(dá)12 km，砂體發(fā)育，連通性較好。

山1 段砂體為曲流河沉積，由于主河道的繼承性發(fā)育，只有在主河道發(fā)育的區(qū)域才形成連續(xù)性較好的砂體，造成山1 段平面上展布變化大，非均質(zhì)性較強(qiáng)，砂體呈近南北方向展布，幾何形態(tài)以條帶狀和帶狀為主，山、山、山小層砂體延伸范圍依次增大，最大可達(dá)2.3 km。山2 段砂體為曲流河沉積，橫向展布連續(xù)性要好于山1 段，其中山小層延伸長度最大，單砂體最大長度達(dá)2.6 km。

3 儲(chǔ)層物性特征

3.1 孔隙度-滲透率分布特征

據(jù)89 口完鉆井電測資料及巖心樣品分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，盒8上段孔隙度分布區(qū)間在5.4 %～19.1 %，滲透率分布范圍為0.05 mD～1.99 mD，盒8下段孔隙度分布范圍為5.0%～17.8%，滲透率主要在0.06 mD～2.78 mD，山1 段孔隙度值主要分布于4.0 %～14.6 %，滲透率主要分布于0.146 mD～2.238 mD，山2 段孔隙度值主要分布于3.8 %～14.0 %，滲透率主要分布于0.196 mD～2.362 mD，各小層均屬于低孔低滲儲(chǔ)層。從各小層孔滲相關(guān)性分析，山1 段、山2 段、盒8下段、盒8上段孔滲相關(guān)性依次變差（見圖2）。

圖2 盒8-山西組小層物性對比圖

3.2 儲(chǔ)層含氣性分布特征

測井解釋顯示山西組儲(chǔ)層含氣飽和度高于盒8 段（見表1），山2 段含氣飽和度最大，為52.0 %，主要分布在40 %～60 %；盒8下含氣飽和度為49.5 %，主要分布在40%～55%；盒8上段含氣飽和度最小，為43.6 %，主要分布在30 %～50 %；山2 段小層內(nèi)山21含氣飽和度最高，為54.9 %。山1 段小層內(nèi)山13含氣飽和度最高，為54.7 %,，盒8 段儲(chǔ)層內(nèi)盒8下2 含氣飽和度最高，為49.6 %（見圖3）。

表1 盒8-山西組儲(chǔ)層含氣飽和度統(tǒng)計(jì)表

圖3 盒8-山西組含氣飽和度分布柱狀圖

通過以上分析可以看出，盒8下2、山13、山21砂體厚度大、延伸性好、儲(chǔ)層物性條件較好，具備多層系水平井開發(fā)的條件。

4 地質(zhì)導(dǎo)向

4.1 入靶導(dǎo)向

研究區(qū)入靶導(dǎo)向可分為6 種情況：

（1）靶點(diǎn)與設(shè)計(jì)相符，實(shí)鉆資料與預(yù)測入靶點(diǎn)垂深誤差在±1 m 之內(nèi)，砂體形態(tài)符合率高，則以井斜角83°鉆進(jìn)探氣頂，進(jìn)入氣層2 m 左右入靶。

（2）靶點(diǎn)抬升，即設(shè)計(jì)入靶點(diǎn)較預(yù)測入靶點(diǎn)滯后幅度大于1 m，在鉆至目的層時(shí)以84°～85°探氣頂，提前鉆遇氣層較好的情況下以89°～90°入靶。

（3）靶點(diǎn)滯后，即設(shè)計(jì)入靶點(diǎn)比預(yù)測入靶點(diǎn)提前幅度大于1 m，在鉆至設(shè)計(jì)入靶點(diǎn)時(shí)以82°探砂頂，穩(wěn)斜鉆進(jìn)進(jìn)入氣層1 m 左右時(shí)入靶。

（4）入靶點(diǎn)處砂體尖滅，這種情況在鉆至預(yù)測入靶點(diǎn)時(shí)以83°穩(wěn)斜鉆進(jìn)探砂體，結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)巖性、氣測高低隨時(shí)調(diào)整入靶點(diǎn)。

（5）入靶時(shí)鉆遇致密砂巖，即入靶點(diǎn)處氣測值較低，這種情況下堅(jiān)持按設(shè)計(jì)入窗，水平段鉆進(jìn)時(shí)依實(shí)鉆情況再做調(diào)整。

（6）目的層若為山西組時(shí)，入靶點(diǎn)不宜追求高氣測值，應(yīng)以巖性變化作為調(diào)整依據(jù)，據(jù)錄井資料顯示山西組氣測全烴值比盒8 段低，平均值為2.4 %～8.7 %。

4.2 水平段導(dǎo)向

水平段地質(zhì)導(dǎo)向以“保持井眼軌跡平滑，提高砂體鉆遇率”為原則，由于研究區(qū)內(nèi)水平段長度一般為1 200 m～1 500 m，水平段長度較大，考慮到蘇54 儲(chǔ)層井漏情況嚴(yán)重，施工過程中不宜追求高氣測值，應(yīng)以追蹤砂體為主，使井斜角控制在±1°范圍之內(nèi)。研究區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)行強(qiáng)、夾層多，構(gòu)造平緩，水平段鉆進(jìn)過程中，首先以鉆時(shí)大小變化為依據(jù)判斷井底巖性變化。在不考慮工程因素的情況下，若鉆時(shí)變大，可初步判斷為砂質(zhì)泥或泥巖，此時(shí)不應(yīng)立刻調(diào)整井斜，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)10 m～20 m 的距離，待巖屑返出再做調(diào)整。實(shí)鉆資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，蘇54 區(qū)塊水平段鉆進(jìn)過程中均不同程度鉆遇夾層，長度一般小于20 m，主要有3 種情況：

（1）若水平段構(gòu)造緩慢抬升或下降，則鉆進(jìn)過程中以井斜角90°～90.5°（典型井：蘇54-27-110H2 井）或89.5°～90°（典型井：蘇54-35-109H1 井）。

（2）構(gòu)造平緩，構(gòu)造無變化，則鉆進(jìn)過程中以井斜角90°鉆進(jìn)，誤差控制在±0.5°（典型井：蘇54-31-110H3 井，蘇54-35-108H1 井）。

（3）鉆遇巖性相變尋找接替層位，則參考構(gòu)造以井斜角88°（典型井：蘇54-27-110H1 井）快速降斜鉆進(jìn)或以92°（典型井：蘇54-35-112H1 井）快速增斜鉆進(jìn)，誤差控制在±0.5°，鉆遇接替層位后調(diào)整至90°左右鉆進(jìn)。

4.3 實(shí)施效果

蘇54-31-110 四叢式水平井的成功實(shí)施，成為研究區(qū)水平井多層系開發(fā)的典范。該井組目的層分別為盒、盒8、山、山，平均水平段長度1 182 m，平均砂巖鉆遇率92.38 %，平均無阻流量達(dá)到77.86萬m3/d。截止2013 年，蘇54 區(qū)塊共完鉆水平井18 口，平均有效儲(chǔ)層長度663 m，有效儲(chǔ)層鉆遇達(dá)到61.2 %，12 口井求得無阻流量，平均無阻流量達(dá)到72.51 萬m3/d，實(shí)施效果良好。蘇54-34-110H2 水平段長度1 623 m，砂巖段長度1 612 m，為研究區(qū)最長水平段及最長砂巖段水平井。

5 結(jié)論

（1）通過對盒8、山西組各小層砂體展布特征、物性特征進(jìn)行精細(xì)刻畫與分析，為研究區(qū)水平井部署及開發(fā)提供了有力依據(jù)。

（2）針對研究區(qū)砂體形態(tài)、平面展布特征、縱向分布特征的特點(diǎn)，優(yōu)化井位部署及水平段設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)水平井多層系開發(fā)、大井組水平井開發(fā)及整體開發(fā)模式。

（3）以儲(chǔ)層特點(diǎn)為依據(jù)，總結(jié)出適合研究區(qū)水平井的6 種入靶導(dǎo)向方法和3 種水平段地質(zhì)導(dǎo)向方式，形成了蘇54 區(qū)塊水平井開發(fā)配套技術(shù)。

［1］ 馮鵬鑫，李進(jìn)步，陸利平，等.水平井技術(shù)在蘇里格氣田低滲氣藏中的應(yīng)用［J］.石油化工應(yīng)用，2010，29（8）：37-42.

［2］ 楊志倫，李建奇，陳啟文，等.蘇里格氣田水平井開發(fā)技術(shù)［J］.天然氣工業(yè)，2011，31（8）：1-5.

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