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user: 2. 产能建设关键技术 近年来，为响应国家开发清洁能源号召，临兴地区面临较大产能建设压力，针对目前开发现状，通过储层精细建模提升地质认识提供井位部署精度，针对垂向多层含气地质特点及储量分布情况进行差异化井网部署最大化动用地质储量达到规模化、立体开发目的，地质工程相结合的增产改造方式提升单井产能，从而达到快速建产的目的，提升气田开发效益。 2.1. 相控储层精细建模 目前，常规层约束下的内插叠前同时反演(Vp/Vs)技术在国内外致密砂岩气储层预测中得到了广泛的应用，但是这种方法预测精度不强，为了能提高反演结果的预测精度，本文主要基于沉积微相控制下进行叠前地质统计学反演方法，在储层精细刻画的基础上，对储层及物性三维空间进行表征。其具体步骤分为以下三个方面：① 通过明确不同类型储层的测井与地震响应特征，建立有利储层分布模式，编制小层沉积相展布图；② 在小层沉积相展布的基础上，对储层开展叠前地质统计学预测；③ 在叠前地质统计学反演基础上结合对储层及物性三维空间进行表征，开展三维地质建模。 2.1.1. 建立有利储层分布模式 依据高分辨率层序地层学开展井–震匹配下的层段对比与界面识别追踪，建立了“段–小层”井震吻合的精细地层格架，层段约束下开展小层的精细对比与地震可识别尺度界面的追踪并在全区进行追踪对比(如图1)；精细落实构造与断裂的发育特征，为后续小层级别精细储层精细雕刻和构造建模奠定基础。以“沉积微相下的岩性组合–测井响应特征–地震响应特征”的分析思路，应用地震沉积学技术，井震结合开展小层级别的精细沉积微相平面分布预测，并构建目的层段精细的沉积相模型。 图1. 过L-1~L-15~L-14~L-17~L-43~L-62连井小层对比剖面 2.1.2. 储层精细预测 基于相控叠前确定性反演对石盒子组砂体进行了较好的预测。由于受地震分辨率的限制，相控叠前同时反演的垂向分辨率有限，但相控叠前同时反演能够比较好的反应出砂体的平面展布范围，尤其是砂体尖灭位置及砂体叠置发育特征。所以，在此基础上继续开展相控叠前地质统计学反演提高垂向分辨率高，同时该方法砂体的横向展布与确定性反演一致，能够保持确定性反演的横向预测性，并能更加清晰的刻画出砂体的展布范围及尖灭位置。 根据相控叠前同时反演结果得到H4-3小层的砂岩厚度，其平面规律基本与沉积微相一致。反演结果总共用31口盲井验证，其中有12口井与平面规律不吻合，吻合率仅为61%；而通过相控叠前地质统计学反演得到H4-3小层的砂岩厚度，与地质认识也相吻合，同样用了31口盲井去验证反演结果，其中仅有5口井不吻合，反演结果与井的吻合率可以提高到87%。 2.1.3. 三维地质建模 将地质–地球物理充分结合，利用沉积微相中的有利相带进行三维地质建模，得到精细的沉积模型。之后利用地质建模的沉积模型，开展以沉积相模型控制下的岩石物理参数模型。常规的井插值模型对于横向非均质性很强的地质背景下的储层刻画较差，通过沉积微相分析，研究区主要是水下分流河道的沉积特征，横向变化快，非均质性强。因此，常规的井插值模型并不能满足精细储层建模的要求，利用精细储层预测结果作为约束条件，进一步对前述储层模型进行处理，建立精细储层预测约束下的三维孔渗饱模型指导井位优化及部署。 2.2. 强非均质性储层的多层立体开发的差异化井位部署 结合工区储层厚度薄、致密、非均质性强，砂、泥、煤、灰互层的特点，综合考虑地质、工程、经济等因素，建立了水平井差异化部署技术体系，实现井位设计与地质条件的匹配达到最优。 2.2.1. 基于砂体规模确定井距 根据地质统计结果，临兴中区有效单砂体厚度主要分布在2.11~4.47 m，平均2.48 m。研究区有77.8% 的有效单砂体厚度 < 3 m，90% 的有效单砂体厚度 < 3.5 m。根据沉积及反演预测有效砂体宽度分布范围100~600 m，长400~2100 m。同时，根据区块内已投产时间较长的16口井利用不稳定产量法计算2019年平均动储量为3473万方，平均井控面积0.51 km 2 ，平均渗流半径304.8 m，渗流半径范围178.4~541.2 m，故研究区采取600 × 800不规则井距较为合理。 2.2.2. 基于砂体叠置模式确定井型 结合地质条件和开发效果，认为区块发育4种有效砂体组合模式(图2(a)~(d))。一类有效砂体呈块状厚层型，厚度大，连续性强，是研究区开发最有利的一种有效砂体组合模式，适宜钻探水平井(图d)；二类有效砂体呈多期叠置，厚度较大，连续性较强，与一类有效砂体相比，含气层比例有所降低，适宜水平井和直定向井联合开发(图a)；三类有效砂体连续性一般，厚度中等，适合钻探大斜度井及普通定向井(图c)；四类有效砂体较分散，含气层叠合度高，适合钻探直、定向井(图b)。 图2. 砂体叠置样式 2.2.3. 差异化井位部署 根据临兴中区致密砂岩气藏有效砂体的地质特征，结合垂向砂体叠置率，在沉积砂体精细刻画的基础上，提出工区开发井位部署原则：1) 气层叠合厚度较大地区且含气范围小于1 km 2 以直井、定向井为主；2) 单层含气范围大于1 km 2 则需要辅助部署水平井高效动用储量；3) 气层集中度较高地区则以水平井为主，直井、定向井为辅。 1) 井网设计 考虑气层集中程度、剩余储量及砂体叠置模式等因素，以储量控制程度为标准，针对不同砂体分布模式，提出如下井网设计模式：① 对于气层集中度好的区域，依据储集层展布方向在多边式叠合发育区沿主砂体展布方向部署两口水平井，控制区内本层剩余储量；其余层系采用5口直/定向井双半径井网进行开发(如图3(a))；② 在上古生界砂体多层式叠合发育区，采用米字型布井，避免开采后剩余储量高度碎片化(如图3(b))；③ 在上古生界砂体孤立式叠合发育区，采用台子井作为导向井，沿有效砂体分布方向部署６口水平井，提高层内储量动用程度(如图3(c))；最终形成“丛式混合井组、多层系立体开发”的模式。 图3. 临兴中区不同井型、井网样式 2) 水平井井位部署 对储量集中度高的单层甜点区，采用水平井井型开发 [ 10 ] [ 11 ] ，对水平井多种地质参数设计进行了优化研究，形成了以“顺河道靠中心”为主线的水平井设计原则，在钻探过程中根据钻头位置判断、地层视厚度分析及相应的轨迹调整指导水平井井位部署及随钻跟踪，水平井钻探效果稳步提升。 对于河道宽度小于1000 m的气藏，物性较好储层一般分布在河道中心位置，储层物性向河道两边逐渐变差，对于此类气藏，水平井井眼在平面展布位置尤为重要，水平井的方位不但要考虑最大主应力的方向，同时要考虑水平井段在不同方向渗流的影响。通过数值模拟方法设置水平段在不同的河道位置、不同的河道砂体与水平段夹角、不同水平段长度条件下，模拟其对控制储量、气井累计产量的影响。计算结果表明，水平段越偏离河道中部，相应指标越低。在该类型砂体部署水平井时，应尽量靠近河道中部，尽量部署在距河道中心50~100 m范围内，留足泄气半径，避免轨迹钻到河道边部，造成后期压裂及产能贡献低的问题。 另一方面，对于含水饱和度较高，后期产水风险较大的气层，水平井靶点位置设计不但要考虑河道展布方向、与主应力夹角同时还要考虑水平段轨迹的起伏 [ 12 ] [ 13 ]。 根据水平井临界携液原理可知，气水同出的井在积液程度较高时，由于气量与液体接触更充分，在达到一定流速时，就更容易将积液表面的液体转变为波状分层流，从而使液体被携带走。水平井实际生产过程中，如果水平井A靶点高于B靶点，或者轨迹中间有起伏，产出液体在携液过程中会有一部分留在井底或者水平段中间，并在重力流作用下慢慢聚集在B靶点或者低洼部位，随着生产进行地层能量逐渐降低，井底积液会越来越严重，最终会使水平井水平段完全被水淹而停产。在临兴中区上石盒子组部分低阻气藏部署水平井时，设计时应该采用砂体中下部中靶，中上部完钻的原则，同时要注意保持水平井段平滑，尽量避免起伏，以有利于气井携液和后期排水采气。 2.3. 地质工程一体化的分段压裂增产改造 2.3.1. 前期压裂存在的主要局限性 直井：临兴地区早期增产压裂方式为气层、差气层一次性全部射开，逐层上返压裂，中间多次进行起压井作业，造成单层测试无阻流量每压井一次损失近一半(图4)，投产后的产能表现远低于测试阶段，生产表现不佳。 图4. 压井前后产能损失对比图 水平井：早期水平井采用裸眼分隔器投球滑套的压裂方式，压裂起裂点无法精确控制，水平段泥岩段压后遇水容易垮塌，同时压裂自然选择起裂点无法有效避开潜在产液层，压后产能普遍偏低，部分井压后没有产能。 2.3.2. 地质工程一体化的裂缝布局和测试技术 直井：由于一体化管柱排量控制，将砂层全部射开单孔排量较低，压裂效果受限，经过研究论证，结合地质、测井的认识，认为控制射开有效气层厚度不超过3 m，便于集中压裂，提升改造效果。经过优化后采用完井压裂一体化管柱对于所有要压裂的气层进行分压合试，一次性射孔后进行投球分段压裂，中间无压井作业，采用该方法后单层产能较原来提升30%以上。 水平井：采用套管固井射孔压裂完井，含气性甜点、破裂甜点、工程实施甜点“三甜点”综合优化布缝方式。主要采用Imaba方法预测应力薄弱带、利用钻时比值法预测裂缝发育程度。裂缝发育程度，泥页岩非储层与储层段的钻时比值显示，一般储层段大于1.5，高压储层或裂缝发育段多大于4.0。钻时比高代表应力薄弱带，裂缝易起裂，结合随钻测井、岩性及气测显示，寻找地质上好的气层发育位置及工程上易压裂的位置进行选段、分簇，同时，利用一段多簇的密切割技术重点改造含气性好的气层，结合缝内暂堵技术实现精细切割、剁碎储层，最大限度形成复杂裂缝，提高气井产量。