總結(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)開發(fā)好大氣田

1、 總結(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)開發(fā)好大氣田 西 南 石 油 大 學(xué)CNPC特殊氣藏開發(fā)重點(diǎn)研究室1中國已進(jìn)入了世界產(chǎn)氣大國的行列，開發(fā)好大氣田已提到議事日程 我國定義為地質(zhì)儲(chǔ)量3001000億立方米的為大氣田，可采儲(chǔ)量超過一萬億立方米可稱巨型（超大型）氣田。 19491989的40年間，探明少。 19902004的14年間，已探明26個(gè)，探明儲(chǔ)量2.5萬億立方米，占中國總儲(chǔ)量的65。 現(xiàn)列出21世紀(jì)初世界巨型氣田, 剩余可采儲(chǔ)量總和約2510123。2表21世紀(jì)初世界可采儲(chǔ)量1萬億立方米的天然氣田序號(hào)名稱國別儲(chǔ)量（10123）1North-south Pars卡塔爾、伊朗13.4502Urengoy(烏連戈

2、伊)俄羅斯10.2003Yambury(楊堡)俄羅斯5.2424Bovanenko(波瓦年科)俄羅斯4.3855Zapolyarnoye(扎波利亞爾)俄羅斯3.5326Stokmanov(什托克馬諾夫)俄羅斯2.7627Arktichesky(北極)俄羅斯2.7628Astrakhan(阿斯特拉罕)俄羅斯2.7119Gronigen(格羅寧根)荷蘭2.68010Hassi RMel(哈西魯邁爾)阿爾及利亞2.54911Medvezhye(麥德維熱)俄羅斯2.2703續(xù)表12Panhandle-Hugoton(潘漢德-胡果頓)美國2.03913Orenberg(奧倫堡)俄羅斯1.89814Dan

3、letabad-Donmez(道列達(dá)巴德-頓麥茲)土庫曼1.60215Ghawar(賈瓦爾)沙特1.50016Pazanan(帕扎楠)伊朗1.41417Karachaganak(卡拉恰甘納克)哈薩克1.34518Pars(帕爾斯)伊朗1.32619Troll(特羅爾)挪威1.30820Kharasavey(哈拉薩維伊)俄羅斯1.2621South-Tambey(南坦別伊)俄羅斯1.00622Dorra(多拉)不詳1.0004截止2001年，世界探明天然氣儲(chǔ)量149.510123 俄羅斯4710123，占世界儲(chǔ)量31.4； 伊朗3110123，占15.4； 卡塔爾11.110123，占7.5。因

4、此，很需要了解和學(xué)習(xí)俄羅斯氣田開發(fā)經(jīng)驗(yàn)本文介紹四個(gè)巨型氣田的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，翹首盼望我國能發(fā)現(xiàn)具有萬億立方米巨型氣田。5一、巨型氣田開發(fā)簡(jiǎn)介 俄羅斯最大巨型氣田，世界第二。1978年主力氣藏上部西諾曼氣藏首先投入開發(fā)。1987年高峰年產(chǎn)量27651083/年 (4%采氣速度)，占當(dāng)時(shí)全俄羅斯產(chǎn)量的50。（一）烏連戈伊氣田（俄羅斯） 61、地質(zhì)特征 1）地理位置 北秋明地區(qū)油氣田分布圖 同亞姆布爾、梅德維日等巨型氣一起位于西西伯利亞北部普爾納迪姆油氣區(qū)。72）構(gòu)造 （1）位于西西伯利亞盆地北部烏連戈伊亞 姆布爾坳陷烏連戈伊長(zhǎng)垣構(gòu)造帶。（2）呈南北走向，構(gòu)造主體有南、北兩個(gè) 高點(diǎn)。還有延一亞欣、佩斯佐夫

5、等高點(diǎn)，加上北烏連戈伊構(gòu)造，構(gòu)成了氣田的整體（3）氣藏面積超過4000 km2。3）勘探簡(jiǎn)史 1966年勘探發(fā)現(xiàn)，1974-1976年證實(shí)延一亞欣、佩斯佐夫構(gòu)造含氣。84）儲(chǔ)量探明天然氣儲(chǔ)量11.210123。其中上白堊統(tǒng)西諾曼組6.759810123；下白堊統(tǒng)1.610123；上侏羅統(tǒng)阿奇莫夫組2.8510123。西諾曼組氣藏，烏連戈伊主力區(qū)4.8525210123；延一亞欣區(qū)1.316210123；北烏連戈伊氣藏5890.31083。5）氣藏類型層狀塊狀砂巖氣藏，襯托著底水。三個(gè)巨型氣藏均處于同一水動(dòng)力系統(tǒng)上。有統(tǒng)一的氣水界面，氣藏埋深11931199m。96）儲(chǔ)層（1）巖性為砂巖、粉砂巖

6、，泥巖膠結(jié)性差，河 流相沉積。（2）氣層厚度大。高部位最厚達(dá)211m，一般3 152m。（3）埋深11001250m。（4）物性好。平均孔隙度2127，平均滲 透率160550 md。大于500md為好儲(chǔ)層； 500100md為中等儲(chǔ)層；差儲(chǔ)層小于 100md。10（5）單井產(chǎn)量高達(dá)1002001043/天（6）下白堊統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)為凝析氣藏7）地層壓力和溫度 原始地層壓力11.83MPa，地層溫度31 oC8）流體性質(zhì)天然氣：C195.499.3，干氣，CO2 0.35， 不含H2S，相對(duì)密度0.564，低熱值7878 kcal/m3 112、開發(fā)特征 1）1978年西諾曼組高產(chǎn)氣藏優(yōu)先投產(chǎn)、

7、上產(chǎn)期8年（19781985）、穩(wěn)產(chǎn)期8年按2500 1083/年水平，穩(wěn)產(chǎn)到1992年，采氣速度4 。1996年產(chǎn)量調(diào)到15161083/a，主力區(qū)采出程度60.9。主力區(qū)生產(chǎn)井777口，延一亞欣區(qū)261口，佩斯佐夫145口，北烏連戈伊104口。預(yù)計(jì)到2025年，采出程度89.389.5。2）經(jīng)歷了分階段分區(qū)設(shè)計(jì)、分期分區(qū)投入開發(fā)和不斷調(diào)整修改階段12 3）開發(fā)中幾個(gè)問題（1）均衡開采問題大區(qū)之間形成了較大的地層壓降漏斗，如塔普-亞欣區(qū)長(zhǎng)期未投入開發(fā)，氣體向其他區(qū)越流，地層壓力下降了2.74.7MPa。（2）壓縮機(jī)站建設(shè)滯后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施滯后。（3）氣井出水和出砂問題（4）開發(fā)后期應(yīng)著重研究

8、水淹地層剩余氣儲(chǔ)量研究出砂的防治低于5MPa地層壓力時(shí)的修井液研制13（二）亞姆布爾巨型氣田（俄羅斯）地質(zhì)特征與烏連戈伊相似，氣藏面積3825 km2，原始地質(zhì)儲(chǔ)量5.7610123。濱海相與沖積三角洲沉積，主力區(qū)塊有效厚度90175 m，孔隙度2431.5，絕對(duì)滲透率10002110 md。1984年制定開發(fā)方案，1986年該氣藏開發(fā)，開采6年后年產(chǎn)量達(dá)到18501083/a，有13年的穩(wěn)產(chǎn)階段，（單井平均產(chǎn)量11063/d，一個(gè)叢式井組鉆48口定向井）。1996年總井?dāng)?shù)782口，采氣井676口，實(shí)際生產(chǎn)井668口，分布于106個(gè)叢式井組中。14開發(fā)特點(diǎn)： 層狀塊狀氣藏，襯托著底水。 199

9、7年已采出了33儲(chǔ)量 有178口氣井出砂 平均產(chǎn)氣層段為54氣層厚度 初始57年間，氣藏在氣驅(qū)方式下開發(fā)， 隨后出現(xiàn)弱彈性水驅(qū)。1997.1.1侵入水量占含氣孔隙體積5，水上升高度為135m。預(yù)測(cè)到2025年，全氣藏水淹井總數(shù)85口，水淹區(qū)占44氣藏孔隙體積。15開發(fā)特點(diǎn)（續(xù)）： 平均滲流參數(shù)比1984年方案設(shè)計(jì)時(shí)變壞0.51倍站區(qū)間存在著壓差，引起了區(qū)間的氣體越流，1997.1.1，從氣體處理站3、4和7號(hào)區(qū)越流的氣量達(dá)14841083。從8號(hào)站區(qū)流入1號(hào)站區(qū)的越流氣量3261083。氣藏中央部位的壓降漏斗。1997.3.18研究了1700、1600和15001083/年三套開發(fā)方案，分別需

10、補(bǔ)鉆131、86和47口井。15001083方案較好。對(duì)氣藏監(jiān)測(cè)很重視 16地質(zhì)特征與烏連戈伊、亞姆布爾巨型相似（三）梅德維日巨型氣田（俄羅斯） 梅德維日-內(nèi)金氣田布井圖171）叢式井組開采每井組34口井，叢式井組間距0.92.5km，1995年1月1日79個(gè)叢式組，473口井中有觀察井和測(cè)壓井90口，生產(chǎn)井383口，開發(fā)井已鉆完。2）產(chǎn)層具很高產(chǎn)能保證氣井11063/d平均產(chǎn)量，初期要保持生產(chǎn)壓差0.1470.245MPa，2010年完成該氣田開發(fā)，停止長(zhǎng)輸?shù)墓I(yè)采收率為90.2，累計(jì)產(chǎn)氣量1.79510123。1995.1.1侵入地層水量占29.7原始地層孔隙體積。有50口自行停噴井（要

11、定期放大壓差放噴，才能生產(chǎn)）。183）生產(chǎn)中存在的問題（1）局部地區(qū)壓力下降不均衡。1979年決定消減中央?yún)^(qū)產(chǎn)量，增加南區(qū)產(chǎn)氣量，壓力分布逐步趨均衡。為達(dá)到各井區(qū)均衡負(fù)載，有43口井從一個(gè)處理站調(diào)整進(jìn)入另一個(gè)站。（2）固井質(zhì)量是個(gè)大問題。固井質(zhì)量不高的井占總井?dāng)?shù)35。有出現(xiàn)套管外氣體竄槽的嚴(yán)重問題。（3）出水出砂。1994年460次測(cè)試中有58次超過當(dāng)時(shí)定的防止出砂的允許壓差0.140.43MPa。出水的極限壓差應(yīng)不超過0.10.15MPa（而氣驅(qū)氣藏為0.50.6MPa），出水助長(zhǎng)出砂。19（4）試井和動(dòng)態(tài)分析到1994年，共進(jìn)行了460次氣體動(dòng)力學(xué)試井，132次穩(wěn)定試井。在20余年開發(fā)過程

12、中產(chǎn)出剖面也基本未變，占總厚度1020。（5）注N2后期開發(fā)水淹氣藏的研究梅德維日氣田，水層延伸幾百公里，排水不是最佳方案。戴爾薩爾基索夫教授們做了大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，選擇了試驗(yàn)區(qū)（含63口井），開展了開發(fā)后期注N2研究。20計(jì)算結(jié)果表明：到注N2 13年后，注入N2總量相當(dāng)于2倍氣藏孔隙體積，即27.5試驗(yàn)區(qū)原始孔隙體積。水封氣剩余體積下降了60，自由態(tài)低壓氣體積幾乎增長(zhǎng)了一倍（其中13為N2氣）。向輸氣干線輸氣的時(shí)間延長(zhǎng)了5年，多采了1101083氣；工業(yè)采收率由衰竭開發(fā)的91.7，提高到95.5。最終采收率從93.5提高到97.4，提高了3.9OGIP。21（四）格羅寧根巨型氣田（荷蘭）氣田發(fā)

13、現(xiàn)于1959年，西歐重要能源基地1、地質(zhì)特征1）儲(chǔ)量：生產(chǎn)15年后確認(rèn)的探明地質(zhì)儲(chǔ)量2.510123，（初期為1.410123 ）2）氣藏類型：層狀塊狀類型，氣水界面在2970m處。驅(qū)動(dòng)方式為彈性氣驅(qū)3）儲(chǔ)層產(chǎn)層為早二疊赤底統(tǒng)，凈厚度從70m（南）240m（最北部），除北部外，其余被三面斷層封隔。22儲(chǔ)層為砂巖，質(zhì)純，均質(zhì)孔隙度1020，滲透率50600 mdKV/KH=0.3格羅寧根巨型氣田北海德國232、開發(fā)特征滲透率高，產(chǎn)量大，叢式井組開采為防止出砂，初期產(chǎn)量限制在751043/d，后取消限制，1979年擴(kuò)大到2.51063/d頭一個(gè)叢式井組氣體處理站處理能力為61063/d，因氣藏中沒

14、有干擾問題，產(chǎn)量擴(kuò)大到141063/d，1979年新增裝置的處理能力已達(dá)到241063/d 。24集氣系統(tǒng)和售氣管線標(biāo)準(zhǔn)井完井示意圖25格羅寧根氣田叢式井井組井位布置圖263氣藏動(dòng)態(tài)天然氣中水含量：14單位體積水/106單位體積氣彈性氣驅(qū)保持氣藏均衡開采，1983年保證全氣藏最大地層壓差不超過2MPa下配產(chǎn)監(jiān)測(cè)水侵措施北部沿氣水邊界鉆一批觀察井，用斯侖貝謝脈沖中子測(cè)井測(cè)氣水界面變化，到1979年未見水流動(dòng)北部含氣部分下面襯托著底水，為避免小范圍采氣集中、壓降過大引起水錐，在叢式井組中布置定向井，擴(kuò)大排氣范圍，避免采氣集中。最低射孔處離氣水面50米以上。27在下襯底水的位于Siddebureu叢

15、式井組的中心地區(qū)鉆幾口生產(chǎn)井，穿過氣水界面，作水錐試驗(yàn)，允許大產(chǎn)量生產(chǎn)，早期產(chǎn)生水錐的痕跡。在累計(jì)采出3001083氣后未見氣水界面的移動(dòng)。出砂問題開始限制氣井產(chǎn)量在751043/d左右，沒有發(fā)現(xiàn)出砂后最大允許產(chǎn)量可達(dá)到2501043/d。地表沉降問題預(yù)測(cè)最大可沉降可為30cm 28二、值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)（一）整體部署、分步實(shí)施、立體開發(fā)西西伯利亞三個(gè)巨型氣田開發(fā)的思路是：（1）主力氣藏（西諾曼組氣藏）先行開發(fā)，主力區(qū)塊先行開發(fā)，逐步加深，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊和層間的接替。烏連戈伊深部上侏羅統(tǒng)深層、大面積、異常高壓原油凝析氣藏，2007年準(zhǔn)備與德國的公司合作開發(fā)。（2）宜開辟試驗(yàn)區(qū)，先試采，再大規(guī)模開發(fā)，積累

16、經(jīng)驗(yàn)，逐步推進(jìn)。29（二）井型、完井方式和井網(wǎng)井距優(yōu)化是開發(fā)巨型、大型氣田的關(guān)鍵1、努力尋找高產(chǎn)發(fā)育區(qū)，采用地質(zhì)、開發(fā)綜合技術(shù)，進(jìn)行儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)。借用油田開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，只要對(duì)氣田的地質(zhì)特征有比較客觀、實(shí)際的認(rèn)識(shí)，開發(fā)的技術(shù)和方法總會(huì)有的。2、長(zhǎng)慶經(jīng)驗(yàn)：長(zhǎng)慶氣田下古氣藏，以地層作為氣藏物質(zhì)基礎(chǔ)，走多學(xué)科綜合研究的道路。地質(zhì)方面，通過加里東期末古構(gòu)造研究，前石炭紀(jì)奧陶系巖溶古地貌研究，小幅度構(gòu)造研究和裂縫分布規(guī)律研究，配合沉積成巖微相研究，對(duì)天然氣富集條件進(jìn)行分析，劃分有利區(qū)。30氣藏工程方面通過氣井生產(chǎn)反映特征和壓力系統(tǒng)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)反映良好區(qū)和流體連通區(qū)劃分。地質(zhì)和氣藏工程綜合劃分布井有利區(qū)。地球物理

17、方面利用Strata、Jason等先進(jìn)地震軟件進(jìn)行精細(xì)處理、解釋。結(jié)合地質(zhì)、氣藏工程綜合研究成果，綜合優(yōu)選開發(fā)井位，提高開發(fā)綜合效益。313、世界上許多巨型氣田多采用了叢式井組（單井為直井或定向井）開采卡塔爾北方氣田和伊朗南帕爾斯氣田估計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量為4210123，僅北方氣田估計(jì)的儲(chǔ)量為25.210123，水深60.96m，1991年生產(chǎn)，產(chǎn)層Khuff（晚二疊、早三疊系地層）為石灰?guī)r、白云巖儲(chǔ)層，五個(gè)層組，K1-K4為產(chǎn)層，埋深3045-3869m左右。同時(shí)含H2S和CO2。早期開發(fā)為直井油管，后采用7”油管，優(yōu)化的大井眼又為，也采用定向井。Ras Gas有限公司已鉆了40口單井直筒井，4

18、5口優(yōu)化大井眼井，前者產(chǎn)能為3.51063/d，后者為5.61063/d。 32北方氣田井型比較（a）開發(fā)初期完井方式（b）擴(kuò)大油管直徑（c）優(yōu)化大井徑（OBB）CRA防腐合金；SCSSV井下安全閥33北方氣田典型定向井剖面Vertical Depth垂深；Displacement位移；ROB鉆速。 344、巨型、大型氣田開發(fā)井網(wǎng)布署原則（1）因地制宜原則，不同類型氣藏應(yīng)有不同的井網(wǎng)部署（2）均衡開采原則，努力保持均衡開采，水驅(qū)氣藏更要注意，防止邊水舌進(jìn)或底水錐進(jìn)（3）水驅(qū)氣藏延長(zhǎng)氣井無水采氣期的原則（4）高低滲，高低產(chǎn)區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則，用“高密低稀”的布井方式，將高、低滲透區(qū)的采氣速度保持一

19、定比例（長(zhǎng)慶采取3左右） 35（5）裂縫孔隙型碳酸鹽巖氣藏，火山巖氣藏，都要努力尋找裂縫發(fā)育帶布井的原則（6）層系與井網(wǎng)有效組合的原則（7）井網(wǎng)部署分步實(shí)施原則（8）因地制宜發(fā)展叢式井組（直井，定向井）和水平井復(fù)雜結(jié)構(gòu)井原則（9）留有余地原則井網(wǎng)部署中必須考慮預(yù)備井、觀察井。烏連戈伊等三個(gè)巨型氣田非常重視氣藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)36（10）經(jīng)濟(jì)效益原則這些原則的體現(xiàn)最終要通過數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行多種方案比照和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)確定。川東石炭系氣藏和長(zhǎng)慶靖邊下古氣藏的布井思路、方法和做法都可借鑒。37（三）優(yōu)化氣藏開發(fā)規(guī)模（采氣速度）和氣井產(chǎn)量1、優(yōu)化氣藏開發(fā)規(guī)模（采氣速度）和氣井合理配產(chǎn)。它是方案設(shè)計(jì)和隨后調(diào)整的主要任務(wù)，綜合考慮用氣需要、長(zhǎng)輸管道經(jīng)濟(jì)輸送量、快速建成高峰產(chǎn)量和大氣區(qū)間、氣藏所在氣區(qū)內(nèi)、氣田間的接替。382、氣井配產(chǎn)要合理，主要受到絕對(duì)無阻流量（反映儲(chǔ)層儲(chǔ)滲特征）、排泄區(qū)內(nèi)的壓降儲(chǔ)量和有無地層水干擾等三個(gè)主要因素限制。根據(jù)一個(gè)國家資源情況，能源政策和天然氣需求來定采氣速度，如前蘇聯(lián)，一般57，大氣田的采氣速度要低一些，中、小氣田要高些，水驅(qū)采氣速度比氣驅(qū)氣藏要低，在以下。39（四）氣藏驅(qū)動(dòng)方式的確定至關(guān)重要格羅寧根經(jīng)