油气勘探开发是创新性思维到实践认识的工作,油气首先在地质家的头脑里,勘探家要不断解放思想,要充满找油的激情,要用发展的眼光看问题,重新认识自我,重新认识地下,重新认识地质工程一体化的潜力,通过认识的不断发展研究油气藏地质情况。重新认识延1井的勘探发现,总结鄂尔多斯盆地油气藏勘探开发实践和野外地质考察,形成断缝体油藏理论。勘探开发理论认识的持续创新实现了鄂尔多斯盆地勘探开发的不断突破,年产油气当量超8 000×10⁴ t,成为中国含油气盆地之首。总结中国石化华北油气分公司在鄂尔多斯盆地油气勘探开发中的经验,实事求是深化油藏认识成为油气藏勘探突破的关键,辩证思考的哲学方法能够在不同阶段获得油气地质新认识,精细描述油气藏是编制开发方案的基础,地质工程一体化实现致密油气藏效益开发。面对鄂尔多斯盆地油气勘探开发对象的复杂化,油气勘探要着眼于全盆地重新认识油气藏规律,通过勘探开发理论创新突破发现不同类型油气藏。

针对鄂尔多斯盆地杭锦旗东部盒1段南部和北部砂岩储层宏观非均质性的差异性大及其与气藏类型的关系不明确的问题,以盒1段砂岩储层为研究对象,通过砂岩分类明确储层和隔层的识别标准,建立砂体组合样式。根据研究区储层发育特征,优选砂地比值、储地比值、隔层个数、隔层分布频数及分布密度表征盒1段储层宏观非均质性特征,对盒1段储层宏观非均质性与气藏类型的关系进行了研究。①将盒1段砂岩划分为3类,Ⅰ类储层箱型心滩微比Ⅱ类储层齿化箱型河道充填微相物性好;②建立了盒1段3种砂体组合模式,南部以Ⅰ类和Ⅱ类砂岩组合模式为主,北部以Ⅲ类砂体组合模式为主;③盒1段储层宏观非均质性呈现出南强北弱的特征;④南部储地比小于0.3,发育岩性气藏;北东部储地比大于0.3,储层连通性好,主要作为天然气运移通道,有利于形成构造气藏、构造—岩性复合气藏。整体上南部Ⅰ类储层含气性较北部好。研究结果表明：盒1段储层宏观非均质性南部强,北东部弱;储层宏观非均质性影响了气藏的类型,南部为岩性气藏区,北东部为构造—岩性复合气藏区,南部储地比小于0.3的Ⅰ类储层为井位部署有利目标区,为该区盒1段气藏勘探选区指明了方向。

杭锦旗地区十里加汗区带二叠系下石盒子组盒1段砂岩平均孔隙度8.3 %,平均渗透率0.89×10^-3 μm²,为典型的致密砂岩储层,而微裂缝对改善致密砂岩储层物性起着重要作用,因此,开展微裂缝研究是该区储层研究的重点。通过微观薄片观察,结合压汞、岩心物性以及构造特征,对该区微裂缝的类型与成因、形成期次、控制因素以及微裂缝对物性的影响进行研究。结果表明,研究区盒1段致密砂岩按照接触关系可分为粒内缝、粒缘缝和穿粒缝,按照充填程度可分为未充填缝、不完全充填缝和完全充填缝。根据成因分析,研究区至少存在三期微裂缝。其发育程度受内因（砂岩粒度、岩石碎屑成分、岩屑和填隙物含量以及颗粒间的接触关系等）和外因（构造应力）的联合控制。微裂缝主要影响储层的渗透率,多因素影响是微裂缝性致密储层的一个基本特点,平均喉道半径对储层渗透率起主要控制作用。

以东胜气田什股壕气区盒2+3段为研究对象,刻画该区沉积相类型及平面展布,开展沉积微相与天然气分布的关系研究。由于复杂的古地貌特征对沉积体系展布特征的影响,通过古地貌精细刻画,明确了沉积碎屑搬运通道及沉积体系展布空间。在岩心观察的基础上,归纳出14种岩相类型和5种岩相组合,识别出盒2+3段,发育了心滩、辫流水道和河漫沉积3种沉积微相。剖析典型井的垂向沉积序列,以粒度较粗的正粒序为主,形成单期大套厚层的含砾中粗砂岩。刻画出辫状河沉积相垂向及平面展布特征,砂体呈近南北向条带状展布,河道侧向迁移摆动频繁。结合储层物性参数,总结不同微相类型对储层物性的影响,分析含气储层在沉积微相中的分布规律,确定辫状河中心滩微相物性及含气性好,具有较大的天然气开发潜力。

川西坳陷新场地区须家河组受多期构造运动叠加,地层起伏较大,总体呈“马鞍”形特征,同时发育多组逆断层,断穿层位各异,断层交切关系多样。常规的建模方法不能精确表征该区复杂的构造-地层特征,模型难以满足实际生产需要。因此,采用VBM建模方法对新场须二气藏进行了构造地层模型建立。依据地震解释数据和钻井分层信息,获取须二段层面和断层控制数据。建立断层框架模型,精细调整断面形态和断层交切关系。以层面数据为输入数据,计算每一砂组的地层厚度,恢复并构建原状地层模型。利用断层与层面的相关参数控制,精准调控断层与层面之间的关系,实现现今构造-地层格架模型的建立。结果表明：VBM方法通过体积守恒原理和非结构化网格表征技术,对复杂构造模型能够做到精准刻画,较好处理复杂的地层接触和断层展布问题。新建立的地层格架模型相比传统角点网格建立的模型具有更高的网格质量,且保持了复杂断层处的断层组合关系以及层序地层特征,为后续的储层地质建模提供了更可靠的模型框架基础。

四川须家河组致密砂岩裂缝性储层储量丰富,但非均质性较强。重点分析川西坳陷须家河组致密砂岩裂缝性储层的实际情况,针对致密砂岩裂缝性储层呈现非均质的特点,基于岩石物理分析,推导出储层特征参数与各向异性参数之间的映射关系,开展针对致密砂岩储层的各向异性参数弹性阻抗反演流程。基于提出的裂缝参数反演方法,分别进行模型和实际工区数据的反演方法测试。结果表明,该方法具有良好的抗噪性,反演结果与测井值吻合较好,估算的各向异性参数能够较好地反映裂缝储层位置,能够实现致密砂岩储层裂缝特征的有效描述。

致密砂岩储层基块孔喉细小,同时气藏开发全过程易产生水相圈闭损害,制约致密气开发进程。矿场试验与室内实验研究均已证明储层热处理技术可以解除储层水相圈闭损害并增加渗透率,但受限于其适应的储层物性条件不清而一直未推广应用。选取库车凹陷、惠民凹陷、冀东凹陷地区典型致密砂岩岩心,为模拟热处理压裂液滞留的裂缝面或生产过程水相聚集的近井带,利用3 % KCL溶液完全饱和实验岩心,开展了升温速率为2 ℃/min的热激实验,测试了不同RQI（储层品质系数）的致密砂岩热激前后渗透率,分析了储层品质系数RQI与增渗幅度之间关系。研究表明,致密砂岩岩样从室温加热至100 ℃,渗透率变化不明显,加热至200 ℃,渗透率略微降低,加热至300~400 ℃,部分岩样渗透率增幅达200 %~500 %,但也有部分岩样渗透率无明显变化,这与岩样的储层品质系数RQI有关;适合热激增渗的含水致密砂岩储层品质系数临界值为0.25,当RQI值小于0.25时,岩样热激增渗幅度与RQI值呈单调递减的函数关系;在RQI值一定且热激温度大于200 ℃的情况下,温度越高热激增渗效果越好。

大牛地气田下古气藏地层水矿化度高、呈偏酸性,多采用井下节流工艺,导致气田广泛使用的两性泡排剂起泡、稳泡性能差,无法满足高效、低成本排水采气的需求。国内外虽已形成几十种泡排剂,但针对大牛地气田下古气藏特性研制的泡排剂未见报道。针对下古气藏流体和工艺特点,考虑高矿化度地层水的影响、对pH的敏感度及泡沫通过节流器时的稳定性等因素,构建一种以磺化AEO₃（椰油醇聚氧乙烯（3）醚）与月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱为主剂、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺为助泡剂、油患子精华素为稳泡剂的新型两性非离子复合型泡排剂。室内评价表明,两性非离子复合型泡排剂在高矿化度、酸性环境下具有较强的起泡、稳泡、二次起泡和携液能力;现场试验应用后,气井排液能力提升、油套压差降低、产气量增加,应用效果和经济效益前景良好。两性非离子复合型泡排剂填补了大牛地气田下古气藏泡排剂的空缺,可改善下古气藏气井携液不足的技术难题,具有推广应用价值。

针对川中秋林地区致密砂岩储层天然裂缝欠发育,低孔、低渗且空间非均质性强的问题,通过室内物模实验确立了“段内多簇+高强度加砂+造长缝”的改造理念,在此基础上构建基于有效应力理论的井周应力场计算模型,并结合水平井渗流—应力耦合裂缝延伸模型,明确了簇间距对裂缝竞争扩展及缝间渗流干扰的影响机制,形成了考虑应力干扰及渗流阴影的河道砂体非均匀布缝方法,确定了秋林地区致密砂岩水平井段内多簇射孔最优簇间距为7~12 m,使射孔簇开启率高达92.3 %以上,有效提高了致密气储层改造效果。

中江气田沙溪庙组气藏高效开发面临着河道精细刻画、高产富集模式建立、开发技术政策制定、工程压裂改造技术配套4大难点。针对窄河道砂采用多域多属性精细刻画及储层精准预测技术,对多期叠置河道砂空间展布特征刻画效果较好,实现了最薄8 m、最窄50 m河道砂的刻画,且河道砂的沉积时间顺序也非常清晰,采用基于射线参数域的改进三参数叠前反演技术实现了薄层高精度定量预测,储层厚度、孔隙度预测误差均低于10 %;通过建立烃源岩断层与河道砂有效搭配模式,古今构造高或古构造高、今构造低,同时储层物性好的区域有望获得气井高产、稳产;采用井组立体部署、井型优选及水平井优化设计等技术,极大提升了窄河道致密砂岩气藏储量动用程度,同时节约了投资成本;采用地质工程一体化水平井分段压裂改造技术,单井测试产气量稳步提升,改造效果提高至实施前的10.6倍。所形成的窄河道致密砂岩气藏高效开发技术实现了中江气田的高效勘探开发,建成了年产气量超10×10⁸ m³的中国石化川西第一大气田。

为了认识驱替压差对不同类型储层气相渗流能力的影响,明确不同类型储层的合理开采压力,以丹风场气田须家河组主力储层Ⅱ类和Ⅲ类致密砂岩为研究对象,借助核磁共振技术开展两类储层致密岩样在不同驱替压差下的气驱水实验,分析了驱替压差对两类储层气相流动能力的影响。结果表明：驱替压差对Ⅱ类和Ⅲ类储层岩样中气相流动特征的影响程度不同。Ⅱ类储层岩样中气相流动特征主要受驱替压差的影响,驱替压差越大,气相流动能力越强,且主要影响小孔喉中的流动能力;Ⅲ类储层岩样中气相流动特征不仅受驱替压差影响,而且还受储层的孔隙结构约束,当驱替压差与储层毛管压力相接近时气相流动能力最强。因此,对于丹凤场气田不同类型致密砂岩储层,在开采时应采用最佳生产压力使气相流动处于最佳状态。

新场气田JS₂²气层为三角洲前缘亚相分流河道微相砂体沉积,部分砂体区域发育泥岩隔层,形成两期河道沉积,部分双层砂体发育气井仅射孔压裂其中一层,另一层砂体可能受泥岩隔层隔挡未被动用,但目前泥岩隔层分布规律认识不清,隔层垂向封隔性能尚未有先例验证,制约了该层剩余气的开发。通过建立JS₂²气层隔层测井曲线识别标准,对单井进行小层对比划分,开展隔层发育规模和平面分布规律研究,利用老井挖潜探索河道砂岩内部泥岩隔层垂向封隔性能。结果表明,泥岩隔层主要分布在JS₂²气藏东部,厚1~15 m,总体表现为两厚夹一薄特征。利用A1井挖潜实践,原未射孔压裂层经射孔和加砂压裂后增产明显,首次证实A1井区10 m泥岩隔层具有较好垂向封隔性能,该成果将对JS₂²气层剩余气开发提供新思路和实践依据,对提高整个气藏采收率具有重要意义。

南堡油田M区是冀东油田的主力注水开发区块,目前已进入中含水阶段,主体区域注水效果显著,局部区域受井间砂体连通性认识不清的影响,注水效果不明显,水驱储量动用程度较低。准确判定井间的砂体连通性,对于完善该区注采井网,提高采收率意义重大。该区砂体横向变化快,纵向砂体层数多而薄,叠置关系复杂,井间砂体连通认识难度大。针对这个问题,通过地质、地震、测井、油藏等多学科综合技术来判定井间砂体连通性,其中包括地震相技术、地震属性技术、地震反演技术、油藏动态分析技术等。井震藏结合的技术手段,已广泛应用于该区的井间砂体连通性判定,并在开发实践中取得了良好效果。研究成果提高了该区井间砂体连通性判定的准确率,为指导该区的油藏开发调整提供了有利依据,对同类型油藏的井间砂体连通性判定具有较好的借鉴意义。

溶洞是缝洞型碳酸盐岩油藏中主要的储集空间,开采缝洞型油藏的基本思路是通过水力压裂产生裂缝沟通井眼和溶洞。基于TOUGH-AiFrac耦合求解器,分别研究了不同注水压力和溶洞内压对水力裂缝扩展的影响规律。结果表明,随着注水压力的增加,水力裂缝受地应力的影响逐渐减弱,更加倾向于沿着初始方向起裂并扩展。当注水压力大于1.6倍水平最大主应力时,裂缝起裂方向变化幅度明显减小,起裂方向趋于稳定;注水压力大于2.4倍水平最大主应力时,裂缝扩展形态趋于稳定。溶洞内压越大,溶洞对水力裂缝的作用越强,内部压力达到2倍水平最大主应力的溶洞对水力裂缝存在吸引作用,且其吸引作用随着溶洞内压的增加而增强,随着注水压力的增加而减弱。研究成果对于根据储层地质条件优化压裂作业参数提高采收率具有一定的指导意义。

对于塔河9区下油组油藏,充足的底水能量和复杂的韵律层分布,导致了常规数值模拟技术难以表征复杂的底水上升规律和油藏提高采收率措施的效果。以塔河9区三叠系下油组油藏为例,介绍了不粗化地质模型背景下的高精细数值模拟技术,通过早期可动水模拟、单一隔板绕流和多重隔板绕流以及动态相渗3个技术进行油藏历史拟合研究,油藏整体产量拟合程度达到95.23 %。同时,采用高精细数值模拟技术对现场提液和注气措施进行了预测,与现场生产效果保持了高度的一致性。在高精度数值模拟过程中,水平井的见水模式由常规模拟中的水脊,转变为“点出水”模式,流场的主控因素为压力场和物性参数场协同控制。