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超深层裂缝性致密砂岩气藏多尺度耦合流动数值模拟

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天然气工业 2024年第3期44卷 143-151页

作者：汪如军唐永亮朱松柏王浩姚军黄朝琴中国石油塔里木油田公司中国石油大学(华东)石油工程学院

塔里木盆地克拉苏气田白垩系气藏是罕见的超深层裂缝性致密砂岩气藏,该类气藏的储渗空间具有显著的多尺度特征,基质与多尺度裂缝、断层介质的渗透率级差相差5~6个数量级,常规渗流理论难以准确描述其流动规律和开发机理。为此,基于单裂... 详细信息

塔里木盆地克拉苏气田白垩系气藏是罕见的超深层裂缝性致密砂岩气藏,该类气藏的储渗空间具有显著的多尺度特征,基质与多尺度裂缝、断层介质的渗透率级差相差5~6个数量级,常规渗流理论难以准确描述其流动规律和开发机理。为此,基于单裂缝流动物理实验结果及流体力学理论,结合多尺度裂缝几何信息,应用均化理论和体积平均尺度升级方法,将多尺度介质划分为5个流动系统,建立了考虑介质间的非稳态窜流多尺度耦合流动数学模型,并应用有限体积法对耦合流动模型进行了数值求解和数值试井分析。研究结果表明:(1)不同尺度裂缝中具有不同的流动特征,随缝宽增加流速加快,流动模态发生变化;(2)多尺度耦合流动模型与双重介质模型结果存在较大差异,导数曲线具有不同趋势特征;(3)应用所建立的多尺度耦合流动模型成功解释了气藏实际试井数据,模型能够反映实际地层中的流动过程。结论认为,超深层裂缝性致密砂岩气藏多尺度耦合流动模型揭示了多尺度裂缝以及致密基质间逐级动用、协同供气的开发机理,可为类似气藏制订合理开发技术政策及气藏提高采收率提供理论和技术支撑。

关键词：塔里木盆地克拉苏气田裂缝性致密砂岩气藏多尺度裂缝多流动模态耦合流动模型数值模拟

四川盆地深层页岩气钻井关键技术新进展及发展展望

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天然气工业 2024年第3期44卷 1-9,I0001页

作者：佘朝毅中国石油西南油气田公司

四川盆地页岩气资源丰富,目前深层页岩气已成为该盆地天然气增储上产的重点领域,但随着埋深增加和构造背景变化,地质工程条件将更加复杂,钻井过程中将面临井漏风险高、井下工具高温易失效、水平井轨迹控制难度大等技术难题。为此,在系... 详细信息

四川盆地页岩气资源丰富,目前深层页岩气已成为该盆地天然气增储上产的重点领域,但随着埋深增加和构造背景变化,地质工程条件将更加复杂,钻井过程中将面临井漏风险高、井下工具高温易失效、水平井轨迹控制难度大等技术难题。为此,在系统分析已完钻井实钻数据的基础上,依据深层页岩气区块地质工程特征,系统梳理了影响安全优快钻井的关键技术难点,形成了以地质工程一体化导向技术、钻井提速技术、防漏治漏与复杂防治技术为主体的深层页岩气安全优快钻井关键技术系列。研究结果表明:(1)以精细地质建模优选地质工程“双甜点”、实时靶体追踪为主的地质工程一体化导向技术,实现了地质目标的精准优选和精确追踪;(2)以“高效PDC钻头选型+个性化优化+大扭矩螺杆”高效破岩技术、“MSE+CCS”参数实时优化技术、油基钻井液地面降温+高温旋转导向技术为主的钻井提速技术,实现了页岩气钻井提速提效;(3)以井壁稳定性评价、裂缝性漏层识别、井漏与复杂防治为主的复杂防治技术,从源头降低了井下漏失和卡钻风险。结论认为:(1)形成的深层页岩气安全优快钻井技术,显著提高了机械钻速和铂金靶体钻遇率,在现场规模化推广应用200余口井,单井平均钻井周期降低42.7%,钻井提速效果显著,有力支撑了深层页岩气效益规模开发;(2)深层页岩气钻井将聚焦“地质工程一体化、水平段一趟钻、防漏治漏及智能钻井决策”等方面的技术攻关。

关键词：深层页岩气下志留统龙马溪组地质工程一体化钻井提速高温旋转导向钻井周期

西南油气田CCUS/CCS发展现状、优势与挑战

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天然气工业 2024年第4期44卷 11-24,I0001页

作者：雍锐中国石油西南油气田公司

中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田)是中国西南地区首个天然气年产量超400×10^(8) m^(3)的油气生产企业,其天然气新建产能、产量的增量分别占到全国增量的1/4和1/3,预计2030年天然气开发的碳排放量将突破500×10^(4) t。为解... 详细信息

中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田)是中国西南地区首个天然气年产量超400×10^(8) m^(3)的油气生产企业,其天然气新建产能、产量的增量分别占到全国增量的1/4和1/3,预计2030年天然气开发的碳排放量将突破500×10^(4) t。为解决天然气高质量上产过程中碳排放量刚性增长的问题,西南油气田主动围绕“天然气+CCUS”的战略规划,积极部署CCUS/CCS工作,以期打造“绿色能源西南模式”,助力实现“双碳”目标。为此,系统阐述了西南油气田在CCUS/CCS业务规划、标准体系、技术系列等方面的发展现状,梳理了其CCUS/CCS业务在资源、技术方面的优势,并分析了面临的技术成熟度不高、经济效益缺乏、社会接受度不高等挑战,最后作出了展望并有针对性地提出了下一步建议:①攻关形成具有气田特色的CCUS/CCS技术体系,打造气田CCUS/CCS原创技术策源地;②建立气田CCUS/CCS标准体系,推广应用气田CO_(2)驱气提高采收率(CCUS-EGR)和CO_(2)埋存技术;③依托西南油气田自有碳捕集、输送、驱气、封存等技术,进一步延伸拓展传统油气主营业务产业链,建立西南片区CCUS/CCS产业集群和碳库,助力中国石油成为CCUS/CCS产业链链长;④探索页岩气注CO_(2)及混合气体提高采收率技术,支撑在页岩气领域开辟新的CCUS方向。

关键词：西南油气田 CCUS/CCS CCUS-EGR 封存技术发展战略天然气 “双碳”目标

深层天然裂缝性页岩储层水力压裂光纤监测远场应变分析

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天然气工业 2024年第5期44卷 56-67页

作者：桑宇隋微波曾波宋毅黄浩勇郭欢杨艳明宋佳忆杜广浩中国石油西南油气田公司中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油西南油气田公司页岩气研究院

四川盆地南部地区(下文简称川南地区)深层(埋深大于4000 m)页岩储层天然裂缝发育,地应力分布复杂,水力压裂过程中套管变形等问题严重制约了页岩气资源的高效开发。为了解决深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变监测问题,采用邻井光纤... 详细信息

四川盆地南部地区(下文简称川南地区)深层(埋深大于4000 m)页岩储层天然裂缝发育,地应力分布复杂,水力压裂过程中套管变形等问题严重制约了页岩气资源的高效开发。为了解决深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变监测问题,采用邻井光纤(DAS)应变监测技术对泸州区块A平台2口井拉链式压裂过程进行监测,并结合压裂施工设计和储层特征对监测结果进行分析和讨论。研究结果表明:①300~350 m监测井距和泵送式套内光纤布设方式可以对远场裂缝窜通演化评估提供大量有利数据,但对压裂井主体改造区域提供的相关信息较少;②同一平台不同井压裂时远场应变响应差异可能很大,高风险井的压裂施工参数设计对远场裂缝窜通起到了关键影响作用,低风险井主要表现为跟随作用,裂缝窜通区域一旦形成,极易演变成2口压裂井共同的裂缝窜通区;③远场应变响应区域与当前压裂段相对位置可能相差200~300 m,同井不同段间的应变沟通会提前形成,与当前压裂段可能相差400~500 m;④深层页岩储层天然裂缝压裂形成的远场裂缝形态具有全新特征,包括普遍性的倾斜裂缝和挠曲段地层附近的水平层理缝2类情况。结论认为,低频DAS应变监测技术提供了深层页岩储层天然裂缝压裂过程中远场应变演化分析的新方法,可与地质工程一体化压裂设计方案、套变机理与防控研究等工作结合,助力该区深层页岩气的规模效益开发。

关键词：川南地区深层页岩气天然裂缝水力压裂套管变形 DAS 远场应变裂缝窜通

多波地震联合技术精细雕刻隐蔽河道砂体——以四川盆地西北部ZT地区沙溪庙组为例

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天然气工业 2024年第3期44卷 87-96页

作者：冉崎魏玮陈康杨广广戴隽成闫媛媛吕龑马华灵朱讯中国石油西南油气田公司勘探开发研究院中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司气田开发管理部

四川盆地陆相致密砂岩气资源丰富,是目前天然气增储上产的重要领域,但侏罗系沙溪庙组沙一段河道砂体纵向多期叠置,横向同期交汇且河道砂体类型多样,隐蔽性强,形成了复杂多变的地震反射特征,准确刻画河道砂体难度极大。为了解决四川盆地... 详细信息

四川盆地陆相致密砂岩气资源丰富,是目前天然气增储上产的重要领域,但侏罗系沙溪庙组沙一段河道砂体纵向多期叠置,横向同期交汇且河道砂体类型多样,隐蔽性强,形成了复杂多变的地震反射特征,准确刻画河道砂体难度极大。为了解决四川盆地西北部(以下简称川西北)ZT地区沙溪庙组一段(以下简称沙一段)多期河道砂体及储层刻画不清晰、精度低的问题,采用新采集的三维地震三分量转换横波(PS波)资料,结合PP波叠前数据和常规叠后地震资料,在正演模拟基础上,形成了多波地震联合雕刻河道砂体关键技术,并分析了河道砂体多波地震响应特征随砂体孔隙度的变化规律。研究结果表明:(1)砂体顶界PP波地震响应随孔隙度增大由强波峰转变为强波谷,而PS波地震响应不随物性变化发生极性反转,基于横波对岩性的刻画可有效识别多期隐蔽河道砂体;(2)相较反映横波阻抗变化率的叠前P-G属性,PS波振幅能量更聚焦,雕刻的河道砂体横向展布特征更清晰,边界更清楚;(3)叠前P-G属性具有更高的纵向分辨率,有利于区分叠置砂体,并落实砂体的发育期次。结论认为,多波地震技术联合充分发挥P-G的高分辨率优势确定纵向砂体发育期次,发挥PS波横向连续性优势刻画横向边界,实现了ZT地区沙一段河道砂体的完整精细雕刻,生产应用效果显著,并为该区井位部署和储量升级提供了有力技术支撑,为四川盆地陆相致密砂岩气规模效益开发奠定了坚实的基础,同时有力推进了多波地震勘探技术的发展。

关键词：四川盆地侏罗系沙溪庙组致密砂岩转换横波多波地震勘探河道砂体刻画叠前P-G属性

“中国西南储气能力”建设的技术基础与发展思考

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天然气工业 2024年第2期44卷 1-13页

作者：胡勇王梦雨罗瑜李隆新彭先赵梓寒中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

为保障国家天然气安全平稳供应,2019年国家能源局启动了川渝天然气千亿立方米级“气大庆”的建设项目,将四川盆地天然气储气调峰和战略应急保供能力建设提升至国家战略安全高度。此外,中国石油在“十四五”期间确立了打造“西南储气中... 详细信息

为保障国家天然气安全平稳供应,2019年国家能源局启动了川渝天然气千亿立方米级“气大庆”的建设项目,将四川盆地天然气储气调峰和战略应急保供能力建设提升至国家战略安全高度。此外,中国石油在“十四五”期间确立了打造“西南储气中心”的战略目标,积极攻关各项地下储气库(以下简称储气库)建库技术难题,已初步形成“西南储气中心”建设格局。为此,在分析四川盆地建设储气库面临的挑战基础上,系统梳理总结了中国石油近17年在四川盆地的发展规划、建设现状、技术进展等方面的成果,并对打造“中国西南储气能力”提出了具体的攻关方向。研究结果表明:(1)四川盆地天然气资源丰富且拥有与全国天然气管网互连互通的完善管网设施,能够为盆地储气库建设提供坚实基础;(2)提出了复杂盆地气藏的“十指标”选址体系,建立了完善的储气库库址优选技术;(3)形成了储气库建库运行七大特色技术,健全了碳酸盐岩气藏建库主体技术系列;(4)构建了国内首个储气库地质体、井、地面完整性管理评价技术体系,保障了储气库安全稳定运行。结论认为,为支撑国家天然气千亿立方米级“气大庆”建设,提出了“中国西南储气能力”建设的概念,其核心是以中国石油初步建成的企业级“西南储气中心”为基础,走出单一油公司储气库建设模式,建立政府主导协调、跨企业的储气库协同共建共享共营机制,全面推动四川盆地整体储气能力建设,保障国家天然气能源安全。

关键词：中国西南储气能力四川盆地地下储气库复杂气藏条件选址完整性管理

中国西南地区CCUS区域中心建设路径与政策建议

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天然气工业 2024年第4期44卷 171-179页

作者：文绍牧李森圣何润民敬兴胜王盟浩胡俊坤中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司天然气经济研究所中国石油西南油气田公司发展计划部

西南地区正在加快推动成渝地区双城经济圈和国家天然气(页岩气)千亿立方米产能基地等国家战略实施,面临能源消费量增长硬需求和碳减排硬约束之间的矛盾,推动CCUS产业发展是解决该问题的必由之路,而建设CCUS区域中心是CCUS产业规模化、... 详细信息

西南地区正在加快推动成渝地区双城经济圈和国家天然气(页岩气)千亿立方米产能基地等国家战略实施,面临能源消费量增长硬需求和碳减排硬约束之间的矛盾,推动CCUS产业发展是解决该问题的必由之路,而建设CCUS区域中心是CCUS产业规模化、集群化发展的必然趋势,其中四川盆地是西南地区打造CCUS区域中心的最佳选择。为了加快建设中国西南地区CCUS区域中心,系统梳理了国外的经验做法,分析了其优势和挑战,结合我国西南地区的CO_(2)排放及分布情况、封存地质条件、源汇匹配关系,针对性提出了建设路径和政策建议。研究结果表明:①打造中国西南地区CCUS区域中心具有企业减碳和增产的需求巨大、高耗能行业企业碳源丰富且较为集中、地质封存潜力大且分布集中、源汇匹配情况较好、地方政府积极支持等5大优势;②当前面临的主要问题是缺乏顶层设计和统一规划、缺乏全产业链协同技术攻关的共享平台、缺乏碳减排的激励和约束政策体系等;③下一步应聚焦CCUS-EGR、CCS、DACCS等3条路径,分启动、扩展、规模化发展3个阶段打造西南地区CCUS区域中心,形成两个千万吨级产业集群和3个百万吨级产业集群,并比选技术路径和商业化路径。结论认为,要重点从完善顶层设计,出台统一的战略规划;强化科技攻关体系建设,加快形成技术成熟、经济可行的CCUS全链条技术;强化政策支持、推动国际合作等3个方面入手,加快推动中国西南地区CCUS区域中心建设。

关键词：西南地区四川盆地 CCUS 区域中心产业集群源汇匹配建设路径政策建议

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成岩流体对超深致密砂岩储层构造裂缝充填及溶蚀改造的影响:以塔里木盆地克拉苏油气田为例

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地学前缘 2024年第3期31卷 312-323页

作者：王俊鹏曾联波徐振平王珂曾庆鲁张知源张荣虎蒋俊中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023 中国石油大学(北京) 北京102249 中国石油塔里木油田分公司新疆库尔勒841003

塔里木盆地克拉苏油气区是我国“西气东输”的重要气源地,也是我国已建成的最大超深油气田。该区主要目的层组白垩系巴什基奇克组为一套中厚层细中砂岩夹薄层泥岩建造,埋深主要介于6000~8000 m,储层基质孔隙度普遍低于10%,孔喉结构复杂... 详细信息

塔里木盆地克拉苏油气区是我国“西气东输”的重要气源地,也是我国已建成的最大超深油气田。该区主要目的层组白垩系巴什基奇克组为一套中厚层细中砂岩夹薄层泥岩建造,埋深主要介于6000~8000 m,储层基质孔隙度普遍低于10%,孔喉结构复杂,构造裂缝普遍发育,且有效裂缝网络对该类气藏高产稳产至关重要。同时,深埋高温压条件下,成岩流体沿裂缝快速活动,对储层裂缝有效性产生了差异影响。本文针对井下大量岩心构造裂缝开展CT扫描、主体薄片、阴极发光、激光共聚焦、扫描电镜等实验分析,系统研究了成岩流体在微裂缝尺度、岩心裂缝尺度、圈闭尺度、油气田尺度上对构造裂缝的成岩类型、配置关系、裂缝有效开度及影响分布范围。认为成岩流体对克拉苏油气田白垩系巴什基奇克组构造裂缝有效性的影响主要表现为裂缝面本身及周围储层孔喉的胶结充填及溶蚀作用,主体裂缝(超60%)胶结充填率不足5%,有效开度介于0.2~2 mm,成岩流体沿微裂缝胶结沉淀或溶蚀改造,但仅影响裂缝周围约4 mm~20 m范围,在岩石的差异矿物之间(一般为石英颗粒及长石颗粒)更易发生溶蚀;成岩流体垂向上沿背斜储层中上部50~150 m内的裂缝网络发生胶结、溶蚀作用,整体充填率约为60%~80%,在底水层中裂缝胶结充填率达60%~90%;平面上,成岩流体沿先期沉积水系迹线、顺构造裂缝活动,南北向影响距离为20~40 km,主要为方解石充填与胶结。由于高效沟通的裂缝网络位于目的层中上部,应考虑在中部或中上部地层中钻完井,避开顶部的“基底式胶结”层,在北部区块针对裂缝中的方解石充填物大开度裂缝实施酸化压裂措施,提升储层整体渗流能力。

关键词：超深层成岩流体裂缝有效性致密储层塔里木盆地

深层—超深层优质碎屑岩储层成因及主控因素——以河套盆地临河坳陷古近系渐新统临河组为例

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石油勘探与开发 2024年第3期51卷 478-489页

作者：史原鹏刘占国王少春伍劲刘喜恒胡延旭陈树光冯广业王标王浩宇中国石油华北油田公司河北任丘062552 中国石油杭州地质研究院杭州310023

基于岩心、钻井和测井等新资料,结合大量岩矿测试分析,对河套盆地临河坳陷古近系渐新统临河组深层—超深层碎屑岩储层特征、成岩作用类型、异常高孔储层成因及发育控制因素开展系统分析。研究表明:(1)临河组深层—超深层碎屑岩异常高孔... 详细信息

基于岩心、钻井和测井等新资料,结合大量岩矿测试分析,对河套盆地临河坳陷古近系渐新统临河组深层—超深层碎屑岩储层特征、成岩作用类型、异常高孔储层成因及发育控制因素开展系统分析。研究表明:(1)临河组深层—超深层碎屑岩异常高孔储层储集空间以原生孔为主,抗压实能力强的物质组构基础、弱压实成岩动力场和流体弱压实-弱胶结成岩环境等3大有利成岩要素耦合利于原生孔大量保存;(2)临河组碎屑岩先存物质组构优越,石英、长石和刚性岩屑总含量平均值可达90%,抗压实能力强;(3)临河坳陷地温梯度低,仅为(2.0~2.6)℃/100 m,与早期长期浅埋—晚期快速深埋的埋藏方式共同形成弱压实成岩动力场环境;(4)咸化湖盆沉积地层的成岩环境中,成岩流体产生的压实作用弱,同时古盐度具有分异性,低盐度区胶结作用弱,利于原生孔保存;(5)沉积水动力条件、咸化湖盆古水体盐度分异和砂体厚度等3大因素共同控制临河组优质储层分布。

关键词：河套盆地临河坳陷古近系渐新统临河组深层—超深层异常高孔储层成因

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