砂泥岩互层型气藏水平井开发问题分析与对策

林孝礼　张鹏

摘 要：水平井开发低孔、低渗类单砂体气藏在国内外均取得了较好的成绩，并且近几年在国内多个油田迅速推广。文章主要针对砂泥岩互层型气藏复杂的地质条件及利用水平井开发过程中遇到的困难进行分析，包括单砂体横向展布预测、目标砂体的选择与着陆和钻井轨迹控制问题，提出相应的技术对策。以西部某气田JSN气藏为例，采用对应的技术措施克服困难后，证实了水平井开发在砂泥岩互层型气藏开发中能够取得较好效果。

关键词：砂泥互层型气藏 水平井开发 轨迹控制

中图分类号：TE324 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（c）-0071-02

Problems of Horizontal Wells Development in the Gas Pool of sand shale and thin interbed and Countermeeasures corresponded

Lin Xiaoli1 Zhang Peng2

（1.Petroleum Engineering Supervision Center of Southwest Petroleum Branch Company，SINOPEC，Deyang Sichuan，618000；2.Geologic Logging Campany of Southwest Oil Engineering Co，SINOPEC，Mianyang Sichuan，621000，China）

Abstract：The horizontal wells development has made good achievement at home and abroad in low porosity and low permeability gas-pool with definite single formation，then，it is rapidly promoted in many domestic oilfield in recent years，In the article the complicated geological conditions in the Gas Pool of sand shale and thin interbed and some problems of Horizontal Wells Development are discussed，such as distribution of sand bodies.selection of target formation and direction control，then some corresponding countermeasures are come up with.JSN gas reservoir in a western gas field as an example，once corresponding technical measures be taken to overcome the problems，it is confirmed that favourable effects must be obtained in horizontal wells development in the Gas Pool of sand shale and thin interbed.

Key Words：Gas Pool of sand shale and thin interbed；Horizontal Wells Development；Direction control

国内外的水平井经验表明，水平井技术在有效增加油气产量、提高油气采收率、降低油气开发成本等方面取得了较好的效果，特别是对改善低孔、低渗类低效油气田开发效果，是一个很好的技术手段，使得最近几年水平井技术迅速在各大油田推广应用[1-4]。但是，在实际的实施过程中，复杂的井下地质因素，以及实际的钻井轨迹控制，往往使水平井开发陷入难以取舍的境地。本文主要针对西部某气田砂泥互层型气藏利用水平井开发过程中遇到的诸多问题进行探讨，提出相应的技术对策，确保利用水平井开发此类气藏能够大幅提升油气产能。

1 地质特征及难点分析

1.1 地质特征

沉积特征：西部某气田遂宁组以水下分流河道非常发育和具有频繁改道与废弃的性质为显著特征，地层厚度340 m左右，埋深1700-2100 m之间。区域上遂宁组为一个完整的长期基准面升降旋回。根據最大湖泛面可将遂宁组划分为上下两段，即遂二段（JSN1气层）和遂一段（JSN2气层）。该区域的油气产层主要集中在遂二段，遂二段平均厚度220 m左右。该段地层上部为棕色泥岩夹粉、细砂岩；中下部浅灰、浅褐灰、褐灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩与棕褐色泥岩、粉砂质泥岩互层。遂二段可划分为三个含气砂层组（JSN11、JSN12和JSN13）。

储层及含气特征：（1）储层品质差，纵向上分布不连续。该气田遂宁组JSN11+2储层孔隙度一般为1.64%～7.86%，平均为4.26%。孔隙度集中分布在3%～5%，储层基质渗透率一般为0.002～1.14×10-3μm2，平均值为0.05×10-3μm2，属于特低孔-低渗近致密储层，单砂体储层主要以II、III类储层为主（表1）。已钻井资料表明砂层组纵向上砂泥岩交错发育，单个含气砂体厚度薄且分布不稳定，含气砂体厚度仅占纵向多套砂体总厚度20%左右。（2）含气厚度小，分布不连续。由于该区岩相快速变化，砂岩粒度较细，砂岩致密，造成储层在横向上发育不连续。

1.2 水平井开发难点分析

针对该气田遂宁组砂泥互层型气藏，在利用水平井开发过程中主要存在以下几个问题。

1.2.1 地震属性预测单砂体横向展布精度低

水平井开发基于目标砂体在空间的展布预测，准确的储层描述才能保证水平段在砂体中的有效钻遇率，从而提高水平井的采气剖面，达到提高产能的目的。目前井间砂体横向展布预测的手段中，地震预测是最主要的手段，但是在目前的地震勘探技术下，对于此类砂泥互层类储层，地震属性反映的是砂组的总体含气性，并不能单独刻画出纵向多层某一单层砂体地震响应特征，因此，这并不能完全满足水平井开发明确砂体的实际需要。

1.2.2 目标砂体的选择及着陆难度大

对该气田遂宁组气藏，在纵向上砂体发育，累计厚度在50～100m之间，但是由于是砂泥互层，各单砂体之间砂岩颗粒大小、储层发育程度均有较大差异，造成砂体间的含气性差异较大，加之隔夹层的影响，使得含气砂体在纵向剖面上不连续分布，这给钻前设计造成较大困难。

同樣，在实钻过程中，对于目标砂体为单砂体的气藏钻水平井，一般只要钻遇目的砂体即表示着陆，而对于遂宁组砂泥互层型气藏，含气砂体在纵向多层砂体中仅占总砂体厚度的20%左右，钻头在进入遂宁组后就录井就显示出明显的砂泥互层特征，如何预测和甄选有效的含气砂体进行着陆，存在一定的困难。

1.2.3 轨迹控制难度大

水下分流河道频繁改道与废弃造成砂泥互层型储层物性非均质性强烈，纵向上砂体含气性差异大、横向上砂体展布不连续，在钻井过程中很容易遇到目标单砂体由于相变造成砂岩品质变差甚至尖灭，这对钻井轨迹的倾角、方位角调整造成极大困难。

2 水平井开发对策

针对以上水平井实施过程中遇到的困难，结合该气田气田遂宁组气藏地质特征，对水平井开发提出以下几点对策。

2.1 加强地层对比，掌握砂体发育规律

地层对比是开发地质研究的基础，对于砂泥岩互层型气藏该工作的开展显得更加重要，由于该区是开发老区，在区内已经部署了大量的开发井，井间距离在500～2000 m之间，因此，对于任何一个井位部署区域，其周围都有相应的对比井位，利用已有钻井资料建立三维地质模型（图1），在多方向上进行地层和砂体对比，预测各单砂体在井位部署区域纵横向的发育和展布情况。

2.2 单井分析结合地震预测成果，确定有利储层区域

对于该气田遂宁组这类特低孔-低渗近致密的气藏，储层物性的小幅度变化就会引起储层含气性的较大变化，物性的预测就显得尤为重要，在所有的资料中，测井曲线是最能全面反映井筒周围岩石地质特征的资料，自然伽马曲线能够对砂泥岩的识别以及对颗粒粗细的判断，声波、电阻率对砂泥岩地层物性和流体性质具有很强的敏感性，分析周围邻井测井曲线特征及综合解释成果，结合三维建模成果，可以对部署区域的储层和流体特征进行预测。

虽然在地震剖面上是多套砂泥互层情况的综合反映，但是利用阻抗属性对储集物性的预测方面仍有较大优点。在地震阻抗属性中的低阻属性主要反映两种地质体类型：一是具有较好物性的砂岩储层；另一个则是泥岩层段。利用周围邻井测井特征对波阻抗属性特征进行刻度，寻找低阻抗区域，结合三维建模对砂体展布的模拟预测成果，可在平面上实现综合评价区内储层的发育情况预测。

2.3 控制钻井轨迹，提高储层钻遇率

由于遂宁组地层含气砂体在纵向上并不连续分布，主要集中在JSN1底部和JSN2顶部，中间间隔泥岩隔层从2～15m不等，部分井区砂体横向展布变化快，单一砂体延伸距离短。因此可以在做好砂体对比、尤其是薄层泥岩识别的基础上，考虑实施多段式阶梯水平井或者大斜度井穿越薄泥岩层，尽量获得较长有效储层。

2.4 加大储层改造力度，贯通多个砂体，改善储层渗流能力

遂宁组砂体主要以细粒岩屑砂岩和粉砂岩为主，岩性致密，渗流条件较差，加之多发育5 m以下的泥岩隔层，不通过储层改造很难形成有效地油气运移通道。不过在现有的工程工艺条件下，可以对储层段进行整体加砂压裂改造，造出人工渗流通道[5]，将部分较薄的泥岩夹层进行有效改造，贯通相邻砂体，在纵向上增加储量动用程度。

3 实际应用效果

2011年在该气藏实施水平井3口，其中1口高效井和2口低效井。其中I井，地震响应为低阻抗特征，同时井间砂体对比表明，井间砂体展布稳定，说明区域含气性较好，整个水平段钻获多套有效含气砂体，之后采用套管分段压裂8段9缝改造储层，入地液量1223方，砂量121方，返排率70%，得到产量1.0万方/天，测试油压19.7 MPa，套压12.2 MPa，试采一个月逐渐提产达到2.6万方/天，油套压稳定。L井，地震响应为中低阻抗特征，井间对比表明由于沉积相变造成各单砂体井间连通性较差，钻后采用套管分段压裂8段8缝，入液量1131方，砂量120方，返排率76%，测试油压14.0 MPa，套压15.5 MPa，产量0.71万方/天，目前产量0.95万方/天，油套压基本稳定。两口井钻井情况见表2。

4 结论

（1）水平井开发方式能够提高砂泥岩互层型气藏开发井的产能水平，有助于难动用储量的有效动用。

（2）充分结合测井、地质和物探资料，搞清每个单砂体在空间的展布规律及含气特征，才能有效支撑这类气藏水平井部署和实钻经验轨迹控制调整。

（3）储层压裂改造，在纵向上贯穿多层砂体，可在一定程度克服砂体钻遇率不足的问题，能较大程度地提高水平井产能。

参考文献

[1] 吴忠胜，汪玉梅.大庆外围油田砂泥岩薄互层岩性隔层选择方法[J].大庆石油地质与开发，2010，31（3）：48-53.

[2] 刘正中.低渗砂岩气藏剩余气分布规律研究[D].成都：成都理工大学，2005.

[3] 李庆忠.岩性油气藏地震勘探若干问题的讨论（Ⅱ）—— 关于垂向分辨率的认识[J].岩性油气藏，2008，20（3）：1-5.

[4] 陈君，陈发亮.砂泥岩薄互层预测技术在东濮凹陷的应用[J].石油钻采工艺，2009，31（1）：44-47.

[5] 钟大康，朱筱敏.不同埋深条件下砂泥岩互层中砂岩储层物性变化规律[J].地质学报，2004，78（6）：863-871.