工程技術(shù)研究院瑪湖1井區(qū)儲層改造團隊在技術(shù)開發(fā)過程中組織研討。
本版圖片由報通訊員 裘新農(nóng) 攝 工程技術(shù)研究院瑪湖1井區(qū)儲層改造團隊。
????技術(shù)背景
????在初期勘探、中期評價儲層改造的過程中，由于瑪湖1井區(qū)主力層系，上烏爾禾組、百口泉組主要巖性為砂礫巖，平面上具有儲、隔層厚度變化大、非均質(zhì)性強，縱向上具有甜點體分散、厚度不均、砂泥巖交互發(fā)育等特點，嚴(yán)重制約了瑪湖1井砂礫巖儲層的高效開發(fā)。
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????技術(shù)研發(fā)
????經(jīng)過多年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，科研團隊取得了一系列技術(shù)突破和創(chuàng)新：
????創(chuàng)新形成了應(yīng)力精準(zhǔn)預(yù)測及改造方式?jīng)Q策技術(shù)，建立了瑪湖1井區(qū)應(yīng)力精準(zhǔn)計算模型，應(yīng)力計算誤差從攻關(guān)前的15%-20%降低到攻關(guān)后的5%以內(nèi)。
????研究形成了瑪湖1井區(qū)砂礫巖儲層壓裂參數(shù)優(yōu)化方法。
????創(chuàng)新形成了瑪湖1井區(qū)砂礫巖儲層多元復(fù)合縫高干預(yù)+支撐劑縱向有效鋪置技術(shù)。
????技術(shù)應(yīng)用
????2018年至2019年，砂礫巖儲層多元復(fù)合縫高干預(yù)+支撐劑縱向有效鋪置技術(shù)應(yīng)用于瑪湖1井區(qū)上烏爾禾組、百口泉組勘探、評價共計97井次，平均獲油率為71.4%，較攻關(guān)前（2018年以前）平均獲油率提升15.4%，增強了油氣勘探開發(fā)力度。
????作為“跳出斷裂帶，走向斜坡區(qū)”勘探思路的重要成果，“瑪湖大發(fā)現(xiàn)”獲得了國家科技進步獎一等獎，也曾吸引了國內(nèi)外關(guān)注者的目光。而在這沉甸甸榮譽的背后，并非一路坦途。面對通往成功路上接踵而至的難題，瑪湖勘探團隊中每一個油田單位、每一支科研團隊、每一個石油人都付出了不懈的努力。
????其中，面對因特殊巖性而產(chǎn)生的一系列工程難題，工程技術(shù)研究院的科研團隊迎難而上、攻堅克難，先后依托中石油“新疆大慶”重大科技專項、中石油勘探技術(shù)攻關(guān)項目以及新疆油田公司科研項目，持續(xù)不斷開展瑪湖1井區(qū)億噸級儲量勘探配套壓裂改造技術(shù)攻關(guān)，取得了多項技術(shù)突破。
????巖性制約高效開發(fā)
????團隊面臨技術(shù)難題
????瑪湖凹陷斜坡區(qū)是準(zhǔn)噶爾盆地最富油生烴凹陷，面積約五千平方公里，在2012年至2013年瑪北、瑪西斜坡區(qū)三疊系百口泉組相繼獲得發(fā)現(xiàn)后，初步展現(xiàn)出了瑪湖百里大油區(qū)的場面。
????然而，在瑪湖1井初期勘探、中期評價儲層改造的過程中，勘探團隊遭遇了許多前所未有的難題。
????作為瑪湖1井區(qū)主力層系，上烏爾禾組、百口泉組的主要巖性為砂礫巖，平面上具有儲、隔層厚度變化大、非均質(zhì)性強，縱向上具有甜點體分散、厚度不均、砂泥巖交互發(fā)育等特點，嚴(yán)重制約了瑪湖1井砂礫巖儲層的高效開發(fā)。
????彼時，一系列技術(shù)難題擺在工程技術(shù)研究院儲層改造團隊面前——
????一是儲層縱向跨度大、砂泥巖交互發(fā)育，有精細(xì)分層壓裂改造技術(shù)需求，但缺少分層分壓標(biāo)準(zhǔn)；缺少砂礫巖儲、隔層應(yīng)力計算模型，造成應(yīng)力計算不準(zhǔn)確，無法有效判斷隔層的有效性；影響裂縫縱向延伸主控因素不清楚，缺少有效隔層厚度標(biāo)準(zhǔn)，無法保證分壓的成功率。
????二是瑪湖1井區(qū)儲層有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度等影響壓后產(chǎn)量的地層因素差異大，為了使水力裂縫參數(shù)與地層參數(shù)匹配，促使試油產(chǎn)量達到最優(yōu)，需要對裂縫半長、導(dǎo)流能力及鋪砂濃度進行優(yōu)化。
????三是針對砂體厚度大，上部為高應(yīng)力泥巖隔層，頂部油氣顯示好、下部差，常規(guī)壓裂易造成裂縫過度向下延伸、支撐劑沉降易形成無效鋪置，影響壓后產(chǎn)量，需進一步探索精細(xì)控制裂縫延伸范圍、提高支撐劑鋪置效率的技術(shù)手段。
????千磨萬擊咬牙堅持
????立足困難找尋方法
????面對這一系列技術(shù)難題，工程技術(shù)研究院瑪湖1井區(qū)儲層改造團隊選擇直面挑戰(zhàn)。
????由于瑪湖1井區(qū)地層壓力變化大，平面非均質(zhì)性強，前期勘探地質(zhì)資料較少，給壓裂帶來了巨大的挑戰(zhàn)和難題。為了保證每口井的壓裂效果和施工成功率，技術(shù)人員對每口井都會進行地質(zhì)資料的詳細(xì)收集，并做好鄰井分析，與勘探事業(yè)部、西部鉆探錄井公司、測井公司及勘探開發(fā)研究院的技術(shù)人員探討最終確定壓裂方案。
????很長一段時間里，工程技術(shù)研究院從院到所、從所到室、從領(lǐng)導(dǎo)干部到技術(shù)專家，每位科研人員都一心撲在技術(shù)革新上。大家自愿犧牲周末、節(jié)假日的休息時間，只為助力瑪湖地區(qū)500萬噸原油上產(chǎn)戰(zhàn)略部署。
????期間，為保證瑪湖1井區(qū)初期勘探、中期評價各井獲得試油高產(chǎn)，同時也為了給后期水平井壓裂提供豐富的地質(zhì)、工程資料，技術(shù)人員需要進行大量的巖石力學(xué)、壓裂液、儲層傷害等實驗。對此，工程技術(shù)人員每次都會認(rèn)真、細(xì)心地統(tǒng)計全區(qū)每一口取芯井、每一層的巖心數(shù)據(jù)，并按儲層改造需求對各層進行實驗。
????由于該區(qū)砂礫巖膠結(jié)差，成巖作用弱，水敏性粘土礦物含量差異大，取芯及實驗苦難重重，成倍增加了科研人員的工作量，但為了使實驗樣本符合實驗要求，同時保證實驗數(shù)據(jù)及后期分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，技術(shù)人員一筒一筒、一段一段地找合適巖芯，生怕漏掉一個標(biāo)準(zhǔn)樣，最終完成有效樣品實驗近一千余項，給后期儲層改造提供了寶貴的數(shù)據(jù)資料。
????一次，瑪湖10井在首次現(xiàn)場施工中因加砂階段施工壓力過高而造成壓裂失敗，這讓技術(shù)人員一度心情復(fù)雜。但很快，大家就走出低迷、重拾信心，繼續(xù)投入新一輪的研發(fā)試驗中。最終，在結(jié)合軟件模擬重新認(rèn)識地質(zhì)特征后，得出了高近井地帶摩阻和多裂縫是造成此次加砂困難的結(jié)論，為后期施工總結(jié)了寶貴經(jīng)驗。同時，為應(yīng)對現(xiàn)場出現(xiàn)的突發(fā)施工復(fù)雜，科研人員還針對可能出現(xiàn)的狀況制定了詳細(xì)的正選及備選壓裂方案。在大家的齊心協(xié)力下，瑪湖10井順利完成壓裂施工。
????技術(shù)創(chuàng)新碩果不斷
????又穩(wěn)又準(zhǔn)突破難關(guān)
????終于，經(jīng)過多年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，在儲層應(yīng)力預(yù)測、裂縫縱向延伸主控因素、精細(xì)分層壓裂技術(shù)、裂縫形態(tài)優(yōu)化、裂縫縱向控底及支撐劑鋪置進行攻關(guān)與現(xiàn)場實踐，工程技術(shù)研究院的科研團隊取得了一系列技術(shù)突破和創(chuàng)新：
????創(chuàng)新形成了應(yīng)力精準(zhǔn)預(yù)測及改造方式?jīng)Q策技術(shù)。建立了瑪湖1井區(qū)應(yīng)力精準(zhǔn)計算模型，應(yīng)力計算誤差從攻關(guān)前的15%-20%降低到攻關(guān)后的5%以內(nèi)；綜合考慮7種不可控因素（地質(zhì)因素）和3種可控因素（工程因素），采用灰色關(guān)聯(lián)法結(jié)合多因素分析法及控制變量法分析各因素對縫高的影響程度，得到了影響裂縫延伸的地質(zhì)主控因素和工程主控因素，建立了適用于瑪湖1井區(qū)有效隔層界限圖版，解決了儲層縱向選擇合、分壓的技術(shù)難題，指導(dǎo)現(xiàn)場壓裂50余井次，圖版有效率95%以上。
????研究形成了瑪湖1井區(qū)砂礫巖儲層壓裂參數(shù)優(yōu)化方法。根據(jù)瑪湖1井區(qū)主力層系儲層地質(zhì)特征，結(jié)合壓裂參數(shù)優(yōu)化設(shè)計需求，將瑪湖1井區(qū)儲層分類進行裂縫參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，最終形成了瑪湖1井區(qū)最佳的裂縫參數(shù)，指導(dǎo)現(xiàn)場壓裂施工200余井次。
????創(chuàng)新形成了瑪湖1井區(qū)砂礫巖儲層多元復(fù)合縫高干預(yù)+支撐劑縱向有效鋪置技術(shù)。針對儲層厚度大，頂部油氣顯示好、下部差，砂體上部隔層遮擋強，人工裂縫易向下延伸的儲層，量化控底主控因素建立了控底需求綜合判斷準(zhǔn)則，通過固液耦合技術(shù)量化優(yōu)化排量、液體粘度、段塞粒徑及數(shù)量，形成多主控因素組合控底+支撐劑縱向有效鋪置技術(shù)，探索形成了兩項技術(shù)的壓裂技術(shù)參數(shù)，較攻關(guān)前縫高有效降低20%，提高了該類儲層有效動用程度。
????2018年至2019年，該項技術(shù)成功推廣應(yīng)用于瑪湖1井區(qū)上烏爾禾組、百口泉組勘探、評價共計97井次，平均獲油率為71.4%，較攻關(guān)前（2018年以前）平均獲油率提升15.4%。技術(shù)成果還有效推動了瑪湖1井區(qū)上烏爾禾組、百口泉組油藏前期勘探、中期評價，助力瑪湖1井區(qū)塊2018年新增石油控制儲量超1.3億噸，2019年新增石油探明儲量超1億噸，支撐了瑪湖地區(qū)500萬噸原油上產(chǎn)戰(zhàn)略部署，提升了油氣勘探開發(fā)力度。