摘　要：四川盆地普光氣田大灣區(qū)塊氣藏具有埋藏深、構(gòu)造復(fù)雜、礁灘相儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、展布不穩(wěn)定等特點(diǎn)。借鑒普光氣田主體的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，以培育高效井為目標(biāo)，根據(jù)氣藏地質(zhì)特點(diǎn)，構(gòu)建開發(fā)地質(zhì)和開發(fā)工程一體化研究平臺(tái)，研究工作深度交叉，形成了一套培育高效井關(guān)鍵技術(shù)。在開發(fā)建設(shè)中，融合超深礁灘相儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)和儲(chǔ)層含氣性預(yù)測(cè)技術(shù)，定量預(yù)測(cè)礁灘相氣層，跟蹤優(yōu)化井身軌跡，實(shí)現(xiàn)開發(fā)井鉆井成功率達(dá)l00％，單井平均鉆遇氣層厚度為596m；集成應(yīng)用氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化技術(shù)、射孔參數(shù)優(yōu)化技術(shù)和分段酸壓增產(chǎn)技術(shù)，充分挖掘氣井生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)開發(fā)井投產(chǎn)作業(yè)成功率達(dá)l00％，單井實(shí)測(cè)無阻流量介于380×10⁴～680×10⁴m³／d，完全達(dá)到了開發(fā)方案配產(chǎn)的要求。既為高效開發(fā)大灣區(qū)塊奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為類似氣田的高效開發(fā)提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：四川盆地  普光氣田  大灣區(qū)塊  高效井  儲(chǔ)集層  含氣性  增產(chǎn)  技術(shù)措施  優(yōu)化  高效開發(fā)

Critical technologies in cultivating high-efficiency wells in the Dawan Block, Puguang Gas Field，Sichuan

 Basin

Abstract：The Dawan Block of the Puguang Gas Field in the Sichuan Basin is characterized by great burial depth，complex structure,strong heterogeneity and unsteady distribution of reef bank facies reservoirs．Based on the geologic characteristics and the previous development experience there，a research platform integrating development geology with development engineering is established to cultivate more high efficiency wells．Therefore，a set of critical technologies are developed with intensive intersections among research results.In the field development，the technologies in predicting ultra-deep reef bank facies reservoir and gas bearing properties are comblned to quantitatively predict the gas reservoir of the reef-bank facies，track and optimize the wellbore traiectorv，thus，helping realize a 100％ successful drilling rate of development wells and an average depth of wells targeting the gas zones with the thickness of up to 596m．The technologies of optimizing production intervals of gas wells and perforating parameters，as well as staged acid fracturing stimulation are integrated to thoroughly stimulate the production capacity of each gas well．As a result，the successful drilling rate of development wells is l00％；the successful rate of the wells put into production is also l00％，and the measured open tlow capacity of a smgle well reaches 3，800 to 6，800 thousand m³／d，completely meeting the requirement of the production allocation in the development plan．In conclusion，these technologies lay a solid foundation for the efficient development of the Dawan Block and provide reference for analogous gas fields．

Key words：Sichuan Basin，Puguang Gas Field，Dawan Block，high-efficiency well，  reservoir，gas bearing property，stimulaLion，technical measures．Optimization

四川盆地普光氣田大灣區(qū)塊已探明含氣層段主要為上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組及下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組，為特高含硫化氫白云巖氣藏。飛仙關(guān)組和長(zhǎng)興組呈南厚北薄的特征，厚度變化較大(相差l76～33lm)，構(gòu)造復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，儲(chǔ)層厚度變化大。多培育高效井是實(shí)現(xiàn)

大灣區(qū)塊高效開發(fā)的關(guān)鍵^[1]。

1　超深礁灘相儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)和含氣性預(yù)測(cè)技術(shù)

大灣區(qū)塊氣藏埋深一般在4000m左右，同時(shí)受上部膏鹽巖影響，造成飛仙關(guān)組和長(zhǎng)興組地震響應(yīng)特征弱，再加上發(fā)育逆斷層、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、厚度變化大等因素，大大增加了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和含氣性預(yù)測(cè)的難度。通過融合超深礁灘相儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)和含氣性預(yù)測(cè)技術(shù)，定量預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)氣層空間展布特點(diǎn)，及時(shí)優(yōu)化井身軌跡，確保盡量多鉆遇優(yōu)質(zhì)氣層^[2]。

1．1　超深礁灘相儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)

總體思路就是優(yōu)選多種地震屬性參數(shù)和有效預(yù)測(cè)方法，克服礁灘相儲(chǔ)層埋藏深、地震響應(yīng)弱和地質(zhì)復(fù)雜造成的困難，實(shí)現(xiàn)分類預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的目標(biāo)^[3]，為“多打高效井”提供了技術(shù)保證。包括：①引入Xu-White模型，在剛性孔隙的基礎(chǔ)上增加微裂縫，擴(kuò)展到巖石模型中，擬合不同類型儲(chǔ)層的彈性參數(shù)，利用交匯圖法確定能夠區(qū)分不同類型儲(chǔ)層的彈性參數(shù)；②在合成地震標(biāo)定中，采用井控制下的基于模型的子波相位—幅度譜估算方法，通過多種質(zhì)量控制于段，沿井軌跡方向進(jìn)行時(shí)深標(biāo)定，提高水平井的標(biāo)定精度；③采用三維建模技術(shù)，建立大灣區(qū)塊逆斷層地質(zhì)模型，消除斷層附近儲(chǔ)層因?qū)游慌で斐傻念A(yù)測(cè)精度低的問題；④利用石灰?guī)r與白云巖的波阻抗差異明顯這一特點(diǎn)，采用高頻濾波技術(shù)建立非均質(zhì)低頻模型，消除儲(chǔ)層非均質(zhì)的影響，定量預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層空間展布特點(diǎn)(圖1)。

儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果表明，平面上儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、厚度差異大。北部?jī)?chǔ)層分布相對(duì)穩(wěn)定，連續(xù)性好，儲(chǔ)層厚度100～200m；南部局部發(fā)育儲(chǔ)層，Dl02井區(qū)儲(chǔ)層現(xiàn)對(duì)發(fā)育，最厚在100m左右，臨近的Dl01井區(qū)儲(chǔ)層不發(fā)育。大灣區(qū)塊北部是部署開發(fā)井有利區(qū)域。

1．2　超深礁灘相儲(chǔ)層含氣性預(yù)測(cè)技術(shù)

地震數(shù)據(jù)體結(jié)構(gòu)特征是指地震數(shù)據(jù)體中每一地震道離散數(shù)據(jù)點(diǎn)按時(shí)間順序排列所顯示的波形特征。應(yīng)用地震數(shù)據(jù)體結(jié)構(gòu)特征預(yù)測(cè)儲(chǔ)層含氣性，就是研究地震數(shù)據(jù)的排列組合特征與含氣性的關(guān)系，達(dá)到預(yù)測(cè)儲(chǔ)層含氣性范圍和品質(zhì)的目的^[3]，為“不打無效井”提供技術(shù)保證。包括：①提取每一地震道的振幅數(shù)值、速度和頻率等屬性參數(shù)值，并進(jìn)行累加生成處理；②建立每一個(gè)地震道數(shù)值GM模型并確定異常值范圍；③分析井上含氣層與初步確定的灰色異常段的對(duì)應(yīng)情況，并進(jìn)行區(qū)內(nèi)關(guān)聯(lián)分析；④根據(jù)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果進(jìn)行排序，確定異常時(shí)段，預(yù)測(cè)氣層縱橫向展布特點(diǎn)及氣層品質(zhì)。

研究認(rèn)為，大灣區(qū)塊存在上下兩套地震數(shù)據(jù)體結(jié)構(gòu)特征異常段，上含氣層為飛仙關(guān)組，下含氣層為長(zhǎng)興組，主要呈北東一南西向分布。飛仙關(guān)組預(yù)測(cè)有利含氣面積49.0km²，長(zhǎng)興組預(yù)測(cè)有利含氣面積l3.3km²，全區(qū)為62.3km²。其中DW2和MB4、MB6井區(qū)為l類有利含氣區(qū)，是培育高產(chǎn)井有利區(qū)域(圖2)。

為培育高產(chǎn)井，依據(jù)儲(chǔ)層分類預(yù)測(cè)和含氣性預(yù)測(cè)成果，結(jié)合工程論證意見，把7口新鉆開發(fā)井全部設(shè)計(jì)成水平井^[4-5]，并實(shí)時(shí)跟蹤優(yōu)化井身軌跡^[2]，實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)塊開發(fā)井鉆井成功率l00％，單井實(shí)鉆氣層厚度平均596m，為培育高效井奠定了氣層基礎(chǔ)。同時(shí)，地質(zhì)與工程技術(shù)人員共同論證，在7口水平井中優(yōu)選3口井裸眼完井。一方面可節(jié)約投資，另一方面為充分挖掘氣井產(chǎn)能創(chuàng)造了有利條件。

2　長(zhǎng)井段氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化技術(shù)和射孔參數(shù)優(yōu)化技術(shù)

2．1　長(zhǎng)井段氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化技術(shù)

長(zhǎng)井段氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化結(jié)果直接影響著氣井控制儲(chǔ)量、產(chǎn)能、無水采氣期、最終采收率等關(guān)鍵開發(fā)指標(biāo)。首先，集成應(yīng)用數(shù)值模擬和工程模擬技術(shù)，確定單井氣層最優(yōu)射開程度；然后，結(jié)合氣井工程情況和投產(chǎn)作業(yè)要求，完成氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化^[6]。

2．1．1應(yīng)用氣藏?cái)?shù)值模擬評(píng)價(jià)氣井最優(yōu)打開程度

建立氣藏屬性數(shù)值模型，模擬評(píng)價(jià)氣藏開發(fā)動(dòng)態(tài)特征，預(yù)測(cè)氣藏開發(fā)指標(biāo)。模擬研究認(rèn)為，大灣區(qū)塊發(fā)育在D403和M503井區(qū)的局部底水非常有限，對(duì)氣井開發(fā)影響很??；氣井氣層打開程度越高，穩(wěn)產(chǎn)期、最終采收率等開發(fā)指標(biāo)越好^[6]。

2．1．2應(yīng)用工程模擬評(píng)價(jià)氣井最佳射開位置及程度

建立耦合模型計(jì)算天然氣流入井動(dòng)態(tài)、氣井井筒流出動(dòng)態(tài)和井筒壓力分布，評(píng)價(jià)長(zhǎng)井段氣井射開位置、射開段數(shù)和射開程度對(duì)氣井產(chǎn)能綜合影響。研究認(rèn)為，在考慮到工程施工等因素的基礎(chǔ)上，為了不影響氣井產(chǎn)能，氣層射開程度不能低于氣藏?cái)?shù)值模擬確定的氣層打開程度的83％。

2．1．3根據(jù)模擬評(píng)價(jià)結(jié)果

結(jié)合單井井身結(jié)構(gòu)、同井質(zhì)量等因素，具體優(yōu)化氣井投產(chǎn)層段。如D402H井鉆遇氣層750m，含氣井段跨度l055.3m，固井質(zhì)量?jī)?yōu)秀?？紤]該井井段跨度大，飛三段氣層有鄰井控制，為降低投產(chǎn)作業(yè)難度和節(jié)約投資，對(duì)于氣層相對(duì)分散的飛三段氣層(厚度33m，跨度ll0m)不射孔(圖3)。通過投產(chǎn)層段優(yōu)化，在不影響單井產(chǎn)能等開發(fā)指標(biāo)的前提下，合理避射氣層，降低了投產(chǎn)作業(yè)費(fèi)用。

2．2　長(zhǎng)井段氣井射孔參數(shù)優(yōu)化技術(shù)

大灣區(qū)塊氣井氣層井段長(zhǎng)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層交錯(cuò)分布^[7]。射孔參數(shù)優(yōu)化必須以充分發(fā)揮射孔在氣井增產(chǎn)中的作用為目標(biāo)，模擬評(píng)價(jià)射孔參數(shù)對(duì)酸壓(化)效果的影響，充分挖掘氣井產(chǎn)能。影響長(zhǎng)井段氣井產(chǎn)能的射孔參數(shù)較多，孔密、相位、彈型為主要影響因素。為了評(píng)價(jià)射孔參數(shù)對(duì)氣井產(chǎn)能的影響，在分析氣藏地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，建立氣井產(chǎn)能評(píng)價(jià)物理模型以及考慮非達(dá)西效應(yīng)的氣體三維滲流數(shù)學(xué)模型，建立氣藏滲流與井筒耦合的半解析產(chǎn)能評(píng)價(jià)模型，研究射孔參數(shù)對(duì)氣井產(chǎn)能的影響規(guī)律。

模擬研究認(rèn)為孔密超過l6孔／m時(shí)，氣井產(chǎn)能增加幅度有限；相位角對(duì)產(chǎn)能的影響很明硅，作為酸壓(化)井，60°和l20°相位角比較合適，120°產(chǎn)能最高(圖4)；產(chǎn)能隨孔眼深度的增加而增加，當(dāng)孔深增加到一定程度時(shí)，氣井產(chǎn)能增加的幅度明顯變緩；氣井產(chǎn)能對(duì)孔徑十分敏感，產(chǎn)能隨孔徑增大增加明顯，在孔眼穿透污染帶以后這種影響更為顯著。

綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素，為確保有效穿透污染帶，對(duì)于定向井采用114槍，水平井采用102槍進(jìn)行射孔。根據(jù)儲(chǔ)層分布特征，采用變孔密射孔，Ⅰ類儲(chǔ)層6～8孔／m，Ⅱ類儲(chǔ)層1 0～13孔／m，Ⅲ類儲(chǔ)層16孔／m。對(duì)于直井和定向井采用60°相位角，套管水平井根據(jù)底水分布情況，采用120°或60°相位角，這有利于分段酸壓(化)施工和提高氣井產(chǎn)能。

3　分段酸壓增產(chǎn)技術(shù)

大灣區(qū)塊飛仙關(guān)長(zhǎng)興組氣藏為高含硫化氫氣藏。為了確保安全環(huán)保，鉆井過程中采用鉆井液的相對(duì)密度遠(yuǎn)高于地層壓力系數(shù)，導(dǎo)致儲(chǔ)層污染嚴(yán)重^[8]。氣井投產(chǎn)前均需優(yōu)選增產(chǎn)技術(shù)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造，以充分釋放氣井產(chǎn)能^[9]。

針對(duì)大灣區(qū)塊水平井井段長(zhǎng)、跨度大的特點(diǎn)，結(jié)合完井方式^[10]、儲(chǔ)層特點(diǎn)和室內(nèi)模擬酸巖試壓、導(dǎo)流能力試驗(yàn)和酸壓(化)模擬研究成果，優(yōu)選分段酸壓工藝和膠凝酸體系。

根據(jù)投產(chǎn)地質(zhì)設(shè)計(jì)和要求，在投產(chǎn)井段各分段范圍內(nèi)優(yōu)選大排量籠統(tǒng)注酸工藝，在解除儲(chǔ)層污染的同時(shí)，消除射孔形成的壓實(shí)層傷害和同體微粒堵塞，提高近井地帶裂縫導(dǎo)流能力^[11]。為了盡可能使Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層壓開裂縫，采用前置酸解除近井地帶鉆井液污染和屏蔽暫堵，降低施工壓力；采用膠凝酸多級(jí)注入壓開地層并使裂縫向地層深部延伸，同時(shí)降低酸液的濾失；采用鹽酸作為閉合酸化階段的酸化工作液，用于提高閉合裂縫導(dǎo)流能力，溝通儲(chǔ)層的有效天然裂縫系統(tǒng)。

根據(jù)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)結(jié)論及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究成果，并以解除污染和提高殘酸返排率為主要目的，不斷優(yōu)化酸液體系配方。形成了適合大灣區(qū)塊儲(chǔ)層特點(diǎn)的工藝技術(shù)模式和液體體系，解決了以下技術(shù)問題：①采用了降阻能力好、性能穩(wěn)定性高的酸液體系和分段酸壓技術(shù)，解決了水平井水平段長(zhǎng)，均勻布酸困難的難題，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層的針對(duì)性改造，提高了儲(chǔ)層的動(dòng)用程度；②優(yōu)選了合適的緩蝕劑和鐵離子穩(wěn)定劑，有效控制了沉淀的產(chǎn)生，有效防止了硫化氫和二氧化碳對(duì)管柱的腐蝕，解決了水平井由于改造施工時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備及管柱的腐蝕問題；③采取多級(jí)注入分段改造技術(shù)，達(dá)到均勻改善井壁周圍地層的滲流能力，降低酸液濾失，提高酸液的波及范圍，改善產(chǎn)氣剖面和吸液剖面的目的，提高了裂縫導(dǎo)流能力；④針對(duì)大灣水平井，優(yōu)化酸液配方，加入高效起泡劑，提高殘酸返排能力，解決殘酸返排不利的問題。

在投產(chǎn)層段和射孔參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，優(yōu)選分段酸壓增產(chǎn)技術(shù)，充分挖掘氣井產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)氣井一次性投產(chǎn)作業(yè)成功率l00％，單井實(shí)測(cè)無阻流量380×10⁴～680×10⁴m³／d，達(dá)到或超過地質(zhì)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了培育高效井的目標(biāo)。

4　應(yīng)用效果

從論證大灣區(qū)塊開發(fā)方案開始，就根據(jù)氣藏地質(zhì)特點(diǎn)，著力構(gòu)建開發(fā)地質(zhì)和開發(fā)工程一體化研究平臺(tái)，以期形成合力，多培育高效井，實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)塊高效開發(fā)。在開發(fā)建設(shè)中，集成應(yīng)用了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、含氣性預(yù)測(cè)、長(zhǎng)井段氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化、射孔參數(shù)優(yōu)化和分段酸壓增產(chǎn)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了開發(fā)井鉆井成功率l00％，投產(chǎn)作業(yè)成功率100％，單井產(chǎn)能完全達(dá)到開發(fā)方案配產(chǎn)要求，為實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)塊高效開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。希望能為類似氣田的高效開發(fā)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]孔凡群，王壽平，曾大乾，等．普光高含硫氣田開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(3)：l-4．

KONG Fanqun，WANG Shouping，ZENG Daqian，et al．Key techniques for the development of the Puguang Gas Field with a high content of H2S[J]．Natural Gas Industry，2011，31(3)：1-4．

[2]何生厚，孔凡群，王壽平，等．普光氣田高效井設(shè)計(jì)技術(shù)[J]．中國(guó)工程科學(xué)，2010，12(10)：24-28．

HE Shenghou，KONG Fanqun，WANG Shouping，et al．Design techniques of high effective wells in Puguang Gas Field[J]．Engineering Sciences，2010，12(10)：24-28．

[3]何生厚，曹耀峰．普光高酸性氣田開發(fā)[M]．北京：中國(guó)石油化工版社，2010：60，73．

HE Shenghou，CAO Yaofeng．Development of Puguang High Sour Gas Field[M]．Beijing：China Petrochemical Press．2010：60，73．

[4]趙海洋，鄔藍(lán)柯西，劉青山，等．不同完井方式下水平井不穩(wěn)定產(chǎn)能研究[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，34(5)：133-136．

ZHAO Haiyang，WULAN Kexi，LIU Qingshan，et al．A study on different completiun methods of horizontal well productivity[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science＆Technology Edition，2012，34(5)：133-136．

[5]靳秀菊，畢建霞，劉紅磊，等．水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在普光氣田產(chǎn)能建設(shè)中的應(yīng)用[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(5)：58-60．

JIN Xiuju，BI Jianxia，IAU Honglei，et al．An optimal design of horizontal wells applied in the productivity construction of the Puguang Gas Field[J]．Natural Gas Induslry，2011，31(5)：58-60．

[6]彭鑫嶺，張世民，張雪松，等．普光氣田氣井投產(chǎn)層段優(yōu)化方法與效果口]．天然氣工業(yè)，2011，3l(5)：61-63．

PENG Xinling，ZHANG Shimin，ZHANG Xuesong，ct al．An optimization method for the production pay zone of a gas well and its performance in the Puguang Gas Field[J]．Natural Gas Industry，2011，31(5)：61-63．

[7]曾大乾，彭鑫嶺，劉志遠(yuǎn)，等．普光氣田礁灘相儲(chǔ)層表征方法[J]．天然氣工業(yè)，2011，31(3)：9-13．

ZENG Daqian，PENG Xinling，LIU Zhiyuan，et al．Characterization methods of reef_beach facies reservoirs in the Puguang Gas Field[J]．Natural Gas Industry，2011，31(3)：9-13．

[8]強(qiáng)子同．碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)[M]．東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2007：98-101．

QIANG Zitong．Carbonate reservoir geology[M]．Dongying：China University of Petroleum Press，2007：98-101．

[9]何生厚．高含硫化氫和二氧化碳天然氣田開發(fā)工程技術(shù)[M]．北京：中國(guó)石油化工出版社，2008：207-212．

HE Shenghou．Engineering techniques for the development of gas fields with high contents of hydrogen sulfide and carbon dioxide[M]．Beijing：China Petrochemical Press，2008：207-212．

[10]王春江，楊玉坤．普光氣田鉆井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化及管材優(yōu)選技術(shù)[J]．中國(guó)工程科學(xué)，2010，12(10)：39-43．

WANG Chunjiang，YANG Yukun．The optimization techniques of well structure design and tubing selection for Puguang Gas Field[J]．Engineering Sciences，2010，12(10)：39-43．

[11]石俊生，古小紅，王木樂，等．普光離含硫氣出裸眼水平井投產(chǎn)工藝技術(shù)[J]．天然氣工業(yè)，2012，32(1)：71-74．

SHI Junsheng，GU Xiaohong，WANG Mule，et al．Techniques and technology of putting horizontal open holes in to production in the Puguang Gas Field with high H2S contents[J]．Natural Gas Industry，2012，32(1)：71-74．

本文作者：彭鑫嶺  張世民  劉佳  耿波  梁梅生，

作者單位：中斟石化中原油田普光分公司

  中國(guó)石化中原油田石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院