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浅谈火山岩气藏水平井开发技术

2020-01-08 311 上传者：管理员

摘要：现在我国的东北以及西北地区都相继发现了火山岩气藏，已经探明储量也已经超过了3000亿立方米。伴随着我国能源结构的改革，油气资源的开发力度也越来越大，火山岩气藏与其他矿产资源相比，其地质条件更为复杂，埋藏深度较大，平面非均质性更强，应用常规直井难免会存在一定的困难。基于以上几点问题，本文进行了分析，对火山岩气藏水平井开发技术进行了探讨，以期为相关矿产开采工作的开展提供可靠的参考资料。

关键词：
储层改造
气藏
水平井开发
火山岩
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水平井对于矿产资源的开采工作而言，其主要关系到三个方面，分别是气藏地质、钻井工程以及储层改造。火山岩气藏水平井在单井控制储量达到一定规模时，如果其遇到1类储层，则会有较好的开采效果；对于欠平衡钻井以及地质导向等等新技术，则可以有效地提高气井开发效果；针对水平井进行分段压裂改造，也可以让井底渗流条件得到改善，让单井的产量得到提高。因而总结起来，水平井对于火山岩气藏的开发来说优势较为明显。

1、火山岩气藏开发以及水平井概述

从类别划分上来看，火山岩油气藏属于非常规油气藏的一种，广泛分布于世界各地，其中以美、日、澳等等国的分布量较大，并且以油藏为主，气藏数量较少。现在全世界已经探明的火山岩气藏数量仅仅有三十余个，并且以日本的开采技术较为成熟。我国已经探明火山岩气藏共两个，分别位于松辽盆地与准噶尔盆地，储量总计约为3000亿立方米，使得我国成为了世界上火山岩气藏探明储量区域规模最大的国家，并且已经投入开发，积累了一定的开采经验。

与其他矿产资源相比起来，火山岩气藏有着更深的埋藏深度，并且岩性与岩相更为复杂，并且地形构造以及岩相断裂等等问题都会给开采工作的开展造成影响，在这种情况下，储层的分布有较强的非均质性特征，气井的单井产能也有较大的差异，常规直井开采难度高、产量无法保证。因而为了规避直井开采的缺陷与不足，水平井得到了推广与应用，并且可以起到沟通多个储渗体的效果。早在2007年底，我国第一个水平井即已经投入使用，其产量可以达到直井的3倍，钻井深度达到3700m，水平段长为500m，各项参数指标均达到了世界先进水平。

但是在一段时间的应用当中，水平井应用也暴露出了一定的困难。举例来说，储层埋藏较深，同时井眼的轨迹难以控制。前文已经提到，火山岩储层的深度较大，可以达到3000m以上。因而需要较长的直井段，造成较深的斜点，造斜段与水平井段、井眼轨迹控制更加困难；其二，储层地质结构复杂，因而机械钻进效率低下，火山岩的岩性变化也十分明显，常见的类型即有基层玄武岩与中性的安山岩，并且也存在酸性流纹岩。加之岩石也有较高的密度与硬度，因而钻井周期较长，施工进度缓慢。

2、火山岩气藏水平井的应用

2.1 气藏地质条件的影响因素

以徐深气田为例，该气田由开升平与徐深1、8、9开发区共同构成，其中升平区营城火山岩气藏埋藏深度较浅，埋藏厚度较大，而其他区块均为典型的火山岩岩气藏，如埋藏较深，厚度变化明显，并且体现出了极强的非均质性，并且没有统一的气水界面，并且有着低孔、低渗储层特点，因而气藏性质不佳；克拉美丽气滴西区火山岩侵入体为一个不规则分布的椭圆体，与断层靠近的部位厚度甚至可以接近600m，向西北东三个方向延伸，形成一套火山碎屑岩沉积，有较大的规模与较为稳定的分布；长岭气田营城组火山岩岩体的规模同样较大，其中长深1的厚度较大并且分布面积较广。储层厚度为206~374m，储层以小孔储小缝渗性储层最为发育，储层基质和裂缝渗透性较好，具有统一气水界面。

从火山岩体规模、储层厚度到储层物性来看，长岭气田是最后好，徐深气田最差。对比气藏水平井生产动态，长岭气田水平井产量高，油压稳定，生产效果最好，其次克拉美丽气田水平井产量较高，压力稳定，生产效果较好；徐深气田除升平1井投入生产，生产平稳，开发效果较好外，徐深区块水平井单井产量低或者钻遇非储层，水平井均为投产，效果不理想。根据以上分析对比，水平井的生产效果与气藏性质优劣息息相关。储层的厚度、储层物性等气藏地质条件是决定水平井实施效果的基础。

2.2 先进的钻井技术能够提高火山岩气藏水平井的实施效果

不断进步的钻井技术逐步提高了水平井实施效果。

(1) 工程技术配套优化、地质导向等技术的应用，提高储层钻遇率根据钻井地质设计情况，结合储层变化特点，优化井身结构，应用地质导向。工程与地质紧密配合，实时跟踪分析井眼轨迹，实时调整保证最佳井轨迹，提高水平井实施成功率。

(2) 优选钻头系列，PDC等钻头的成功应用，大幅度提高了机械钻速钻井施工根据钻井工程设计、充分考虑剖面类型、地层、岩性、地层可钻性等因素，确定合适的钻头类型。火山岩气藏水平井基本解决了钻头优选问题，形成了比较完备的钻头应用体系，大幅提高了钻井速度。如克拉美丽气田优选PDC钻头系列，强化钻井和水力参数，实现钻井综合提速。石炭系以上实用PDC钻头，石炭系使用贝克休斯高效牙轮钻头系列，应用优化钻头系列该区平均机械钻速提高30%左右，钻井周期缩短15天左右，取得良好效果。

(3) 欠平衡钻井技术应用欠平衡钻井是储层保护和钻井提速最有效的手段之一，最大程度的保护裂缝性气藏，提高火成岩地层机械钻速。根据储层性质优选钻井也体系实施欠平衡钻井。该技术在长岭、徐深和克拉美丽气田都陆续得到应用，在DXHW141、长深平1等实施，取得良好的效果。

2.3 储层改造是提高单井产量的有效手段

火山岩气藏开发储层改造一直作为提高开发效果的有力措施。裸眼分段压裂技术和大型压裂技术的应用，大大地提高了气藏开发效果，积极的推动了火山岩气藏水平井开发效果的提高。2009年在DXHW181井成功实施5级分段压裂，系统试气计算无阻流量198万方/天。徐深8-平1井实施大型压裂，获得瞬产百万方气流。综上，火山岩气藏投产井生产实际表明，长岭气田水平井生产效果最后，水平井产能占气田总生产能力主体，初步实现了该气田的水平井规模开发。

3、总结

在前文分析中我们不难发现，基于现阶段火山岩气藏开发的实践情况来看，在相同的地质条件下，水平井的应用与直井相比优势是更为明显的，其可以有效地提高单井产量，提高资源的开采速率。在未来，火山岩气藏开采工作中，关键问题在于如何提高低渗透储量的动用程度。因而需要我们继续对火山岩气藏水平进行探讨，改良气藏地质，改善工程技术，这样才能保证水平井的开发效果。本文针对上述问题进行了总结与分析，希望可以给相关开采工作的开展提供一些参考。

参考文献：

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