黄骅坳陷的天然气勘探始终是与石油勘探同时进行的。新一轮资源评价结果表明:本区天然气资源丰富,探明程度较低,剩余资源潜力较大;这些资源主要分布在板桥、歧口凹陷大于3 500 m的深层。同时,本区上古生界煤系地层分布范围也很广,煤成气资源也十分丰富。因此,为实现大港油田天然气生产的良性循环,应坚持科技创新和油气并举的原则,加快对黄骅坳陷天然气新领域的勘探步伐,加快气田(藏)的高效开发和老区的滚动挖潜。
地下储气库在调峰和保证供气安全上有重要作用,对石油安全也有重要贡献。 介绍了大张蛇地下储气库的基本地质情况。重点分析了大张坨储气库的运行机理。该储气库从2000年底建成投产到2003年3月,累计注气8.25亿m~3,累计采气8.03亿m~3。该储气库的运行特点为:①注气井的吸气能力受储层有效渗透率和平均有效厚度影响;②在注气压力能够克服水体渗流阻力的情况下,气藏边部水体的低压区(板中)缓慢移动,引起库扩大;③只要地层压力不低于储气库下限运行压力,单井产量可达50～60万m~3/d;④气水边界随着压力上升而外移;⑤该库平面连通性好;⑥有效工作气量小。 介绍了对大张坨地下储气库采取的优化运行措施。
开采实践说明千米桥潜山凝析气藏存在严重的非均质性。从地质角度来看,落实潜山顶面精细构造形态、搞清奥陶系内幕构造成因和样式、描述和评价潜山碳酸盐岩储层、查明气藏类型和分布及其连通性问题是千米桥潜山凝析气藏当前勘探开发工作的主要难点。为此建议:①采用速度各向异性的选前深度成像开展地震解释方法攻关;②应用露头区构造模拟方法深入研究潜山内幕构造成因及形成时限;③采用新技术精细表征裂缝性储层;④建立准确的地质模型,搞好适合岩溶储层特点的地震储层预测;⑤强化多学科综合研究,准确判定气藏类型及分布特征。
大港探区上古生界煤系地层分布范围广、烃源岩发育和显微组分中富氢组分含量高。据计算,大港探区煤系地层二次成烃的天然气资源量为1994×10~8m~3;可见,煤成气勘探潜力大。介绍了大港探区上古生界煤系烃源岩的分布、显微组分特征、有机质丰度和有机质类型。认为:黄骅坳陷南区烃源岩保存最完整且具有持续深埋和二次成烃条件好等特点,该坳陷是寻找煤成气的有利区。
黄骅坳陷南区古生界天然气主要源于同期的海相―海陆交互相煤系地层。该区古生界天然气经历了复杂的运移和充注过程,这些过程贯穿在整个中生代和新生代构造演化史中。气藏的聚集过程和充注机制以及重组期间的迁移路径不可避免地受到印支、燕山和喜山旋回构造的约束。印支―早燕山阶段古生界逆掩和走滑构造是研究区煤系烃源岩排烃和中生代、新生代早期油气藏分布的关键约束条件――为天然气聚集提供着必要的驱动应力和充注通道。而第三纪断块翘倾和构造反转活动则约束着天然气的再充注形式和控制着早期油气藏的改造与重组。黄骅坳陷南区天然气藏的最终分布、聚集特点及分布形式受古生界复杂断裂体系和储层非均质性的影响,并表现出了隐蔽油气藏的某些特点,但与第三纪晚期定型的构造圈闭无关。
根据黄骅坳陷大港探区煤系烃源岩的有机岩石学、沉积学和有机地球化学特征,将该区烃源岩的沉积有机相划分为4种类型,即高位沼泽有机相、浅沼森林有机相、深沼森林有机相和流水沼泽有机相,其中森林沼泽有机相是本区烃源岩的主要类型,流水沼泽有机相壳质组含量最高、生烃能力最强。
千米桥潜山凝析气田是我国东部地区近年发现的大型气田。千米桥潜山凝析气藏是一个以中高凝析油含量和饱和型凝析气藏为主体的复合气藏。该气藏的构造为道冲构造侵蚀而成的残丘山,储集体为奥陶系碳酸盐岩溶蚀缝洞孔体系,流体呈层状分布(集中分布于奥陶系峰峰组和上马家沟组上段)。千米桥潜山凝析气藏温度高,压力系统正常,处于封闭水文地质体系中(无活跃边、底水),具有弹性气驱生产特征。
千米桥潜山凝析气藏的发现是20世纪末在渤海湾盆地的重大发现。千米桥潜山凝析气藏储层岩性为碳酸盐岩。由于储集空间类型既有基质孔隙型又有裂缝和溶蚀孔隙型,储层的定量评价难度很大。随着成像测井技术(尤其是微电阻率成像测井FMI技术)的研制成功,已经可以对近井壁地质现象进行直观、定量的评价;但受探测深度的限制,该技术不能对距离井壁较远储层的储集类型和储集性能的变化做出有效预测。以对千米桥潜山储层的成功评价为实例,介绍了在系统取心刻度测井的基础上采用将3700常规测井资料与成像测井资料相结合的对岩性进行识别的方法,和将有效孔隙分为(与宏观岩心观察和微观分析化验资料相吻合的)基质孔隙、裂缝孔隙和溶洞孔隙的对储集类型和储集性能进行定量评价的方法。同时还介绍了应用CMR核磁共振测井技术定性判别流体性质的方法。
根据板桥凹陷勘探实际和该凹陷天然气的成因、演化、生储组合和烃类相态特征,将该凹陷天然气藏划分为3种类型(自生自储型带油环凝析气藏,下生上储型带油环凝析气藏,新生古储型带油环凝析气藏)。总结了带油环凝析气藏的成藏条件,认为:气源丰富是板桥凹陷带油环凝析气藏形成的物质基础;特殊的地质背景决定了带油环凝析气的“赋存”状态;次生孔隙发育为带油环凝析气聚集提供了有效储集空间;高压是带油环凝析气运移和聚集的动力;大型构造背景为带油环凝析气的聚集提供了场所。
板桥断裂构造带位于板桥凹陷的东侧,受板桥凹陷和大张坨断层控制。该带富集的天然气除来源于自身烃源岩外,主要来源于板桥凹陷。板桥凹陷气源丰富(有机质丰度高,母质类型好,具有较完整的烃源岩演化序列)、圈闭形成时间早(为天然气早日成藏提供了场所)、油气充注时间晚(前后有4个油气充注期)、盖层封盖能力强(最好的烃源岩同时又是区域盖层)。将板桥凹陷油气藏分为3套成藏组合:①沙一段中部自生自储型咸藏组合;②沙三段生气、沙二段和沙一段下部储气的下生上储型成藏组合;③沙三段自生自储型成藏组合。
以大港探区天然气地质特征和热演化程度为基础,将该区天然气按成因类型划分为生物气、低温混合气、低熟气、成熟气、高成熟气和煤成气等6大类型并分析了各类型天然气在大港探区的分布特征。研究了该探区天然气的气体组份和碳、氢同位素地球化学特征,总结了各类型天然气的判别标志,指出了该区主要的天然气类型。
乌马营潜山是黄骅坳陷南区凹陷内深埋的潜山。鸟深1井在奥陶系顶部风化壳钻遇了具工业价值的古生古储的潜山天然气藏。探讨了该气藏的成因后指出:乌马营潜山天然气主要来源于石炭―二叠系煤系地层;天然气碳同位素与环烷指数显示出天然气不同成分间存在较大的成熟度差异,且天然气同位素发生倒转;乌深1井天然气为同源多阶天然气复合注入的产物。根据古构造恢复及包裹体研究认为,乌马营潜山天然气藏显示出两期成藏特征――早期(中生代)古气藏的改造和晚期(第三纪)少量天然气的混入。
在以往对鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩气层的地震检测中,由于目的层埋藏深、气层厚度小、围岩与气层的波阻抗差小,“亮点”技术的应用受到较大的限制,即不能发现气藏内存在的明显物性或流体界面。为充分发挥地震迭前信息对检测天然气层的敏感性,我们以苏里格庙气田盒8储层为检测对象,首先将CMP道集的小角度部分道集及大角度部分道集分别迭加形成近、远道迭加剖面,然后分析常规迭加剖面和具有AVO特征的近、远道迭加剖面对气层的响应特征,最后证明,这种方法可用于气层的综合识别。
利用地震亮点反射进行气藏直接检测在国内外天然气勘探中有许多成功的实例并且带来了良好的勘探效益。但由于地下地质情况非常复杂,即使在墨西哥湾“亮点”勘探成熟地区“亮点”勘探也曾遭受过失败。纵向序列岩石物理学特点、产层埋深和地震资料质量等是能否对油气藏进行地震直接检测的影响因素。在充分研究了北大港浅层纵向序列岩石物理特点的基础上,以地震地质模型为指导,利用地震亮点反射进行了气藏直接检测并在具有高质量地震资料的地区取得了较好的应用效果。
千米桥潜山凝析气藏是20世纪末大港油田发现的规模较大的中等凝析油含量的凝析气藏,含油气目的层为奥陶系峰峰组和上马家沟组。该藏投入试采之后,初期产量较高,但压力和产量递减较快、各井间流体组成差异较大(主要表现在各井出水量及水气比变化规律不同)。通过对产出水的矿化度和水气比变化规律分析和溶解水与溶解气比实验研究证明,千米桥潜山生产井板深8井产出水以凝析水为主,而板深7井则存在游离形式的底水。
除对极少数凝析气藏采用循环注气方式开采以外,我国对绝大多数凝析气藏均采用衰竭式开采。衰竭式开采采出程度低,大部分资源损失在地下;若不改变这种开采方式就无法再采出剩余的资源。从室内实验和现场试验两个方面进行了凝析气藏注水开采研究。室内实验表明,注水可以提高凝析油采收率3.39％,可提高天然气采收率10.11％。采用油田污水现场回注于废弃气藏证实:截止2003年4月,板桥凝析气藏在累计注水127.06×10~4m~3后新增采油量6 638t、采气量5020×10~4m~3。实践表明:油田污水回注于废弃气藏是老油田挖潜和提高经济效益的一条新途径,并在拓宽凝析气藏的开发方式和提高凝析气藏开发水平方面有理论意义、在增加凝析气藏的油气可采储量和寻求油气藏接替资源方面有现实意义。
千米桥潜山凝析气藏的储层是由碳酸盐岩组成的。采用酸化压裂增加气井产能的方法已成为千米桥潜山凝析气藏所有探井和开发井的必要措施。通过不稳定试井测试对酸化压裂效果的分析证明:并非所有地层都不具备高产能力;对一些原来渗透性小而没有伤害的地层进行酸化压裂也能取得一定的效果,但是对生产井产能的提高作用是很有限的;地层伤害是影响酸化压裂效果的主要因素。
井下电磁感应加热技术是一种针对凝析气井近井地层的新型处理工艺,其解堵增产机理主要是利用近井地层温度的升高来减轻近井积液对产能的影响。依据凝析气藏渗流规律和开采特点以及油气水三相渗流运动方程、能量守恒和物质守恒原理,建立了凝析气藏电磁加热数学模型并运用到实际气藏中进行数值模拟研究,和分析了电磁加热生产条件下气藏近井带压力、凝析油饱和度及气相相对渗透率的变化规律。认为电磁感应加热技术可以有效减轻或解除气井近井堵塞问题和提高气井采收率。
带油环凝析气藏(凝析气顶油藏)是最复杂的油气藏类型之一,对其开采过程中的动态分析特别是动态储量的计算同样是非常复杂的。运用现代油气藏工程原理和分析方法并结合目前国内外同类油气藏开采的新方法、新技术,对板中北高点带油环凝析气藏的动态特征进行了研究。依据该油气藏的动态特征,准备了详细的参数并进行了动态储量计算。认为该研究和计算为油气藏的剩余油气分布研究和地质储量、可采储量管理提供了依据,为同类油气藏的高效开发提供了范例。
1998年底大港油田发现了千米桥潜山凝析气藏。该气藏投产后,初期产量较高,但随着生产的继续进行,产量和压力不断下降,气油比和含水量上升很快:这些情况反映了千米桥潜山凝析气藏的复杂性。该项研究在流体相态评价的基础上,首先建立了单井模型。然后针对气藏开发过程中出现的问题,运用单井模型和油藏数值模拟技术对气藏产量的递减规律、气油比和水气比的变化规律、基质和裂缝间的渗流关系进行了分析。根据分析结果认为,裂缝系统在整个开发过程中起主要作用。建议对带有边底水的这类气藏的开采速度不宜过高,同时必须控制底水锥进的速度。
板桥凝析油气田属于复杂断块油气田。目前该油气田已进入到开发后期,开采过程中各种矛盾日益加剧,加之地处盐田卤池和滩涂地区且生产井大部分为丛式井,严重制约了整个油气田的开发效果。为了完善该油气田开发的工艺技术、提高开发效果,对开采技术现状,主要是对具有代表性的深斜井分注、小泵深抽、斜井抽油、油气分输等工艺技术现状进行了分析及评价。
沧县隆起中南段的大港探区上古生界煤层保存完整,分布广泛(埋深浅于2 000 m的面积近1500km~2),预测有利煤层气资源量3228×10~8m~3。依据与该区相邻的沧县隆起大城地区的煤层气开发实验已取得初步成功之事实,认为该隆起大港探区也具有良好煤层气勘探开发前景。
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