采油气工程有复杂断层的半背斜断块油气藏开发设计方案

采油气工程有复杂断层的半背斜断块油气藏开发设计方案 本文关键词：背斜，油气藏，断层，油气，设计方案

采油气工程有复杂断层的半背斜断块油气藏开发设计方案 本文简介：中国石油工程设计大赛方案设计类作品比赛类别采油气工程单项组完成日期2016年4月日中国石油工程设计大赛组织委员会制作品简介本方案设计根据基础数据所给定的3井油气的采收，针对该区块A油田实际地质情况、储层特点、已知地层层系划分进行相关分析，采用复合射孔技术先射孔同时产生一定裂缝为后期进一步改造油气藏打

采油气工程有复杂断层的半背斜断块油气藏开发设计方案 本文内容：

中国石油工程设计大赛

方案设计类作品

比赛类别

采油气工程单项组

完成日期

2016

年

4

月

日

中国石油工程设计大赛组织委员会制

作品简介

本方案设计根据基础数据所给定的3井油气的采收，针对该区块A油田实际地质情况、储层特点、已知地层层系划分进行相关分析，采用复合射孔技术先射孔同时产生一定裂缝为后期进一步改造油气藏打下基础。根据油气藏属于低压、低渗、易水敏和酸敏的特点，再结合到地层实际情况、经济合理化以及环境清洁化，特别采取了先进的二氧化碳压裂技术。通过对比分析选择气举排水采气，并根据该区块气藏的特点选择连续油管技术气举排出返排液，并根据环保标准进行处理。分析制定了合理的返排及生产制度，发挥油气田的最大潜力。对使用的设备进行了优选，通过各种措施，尽量使油气藏开发经济价值的最大化。方案中针对存在的潜在隐患及有可能的突发事件，制定了一套应急措施处理方案。

目录

第1章

区域概况.1

第2章

基本地质特征

2

2.1地层特征2

2.2地化特征3

2.3储集特征3

2.4含气性特征4

2.5储层特点4

2.

5.1岩相特征.

4

2.6沉积环境特征.

5

第3章

井身结构设计

7

3.1井身结构7

3.

1.1影响井身设计的因素.7

3.1.2套管柱的设计原则.

7

第4章

页岩保护技术

9

4.1页岩层损害的机理.

9

4.2页岩层保护措施.

9

第5章

射孔工艺.10

5.1影响射孔的因素.

10

5.2射孔方式及工艺选择.

10

5.2.1污染带研究.

10

5.2.2射孔参数设计.

10

5.3射孔工艺优选.

12

5.3.1电缆输送套管枪射孔.12

5.3.2水力喷射定向射孔.

13

5.

3.3复合射孔.

13

5.4射孔液优选.

14

5.5YY5井射孔方案优选.

16

第6章

压裂方案设计

17

6.1压裂方式的选择.

17

6.2二氧化碳和甲烷的分离技术.19

6.

2.1联合工艺.

20

6.3支撑剂优选.

20

6.3.1支撑剂的参数优选.

22

6.4压裂液优选.

23

6.4.1压裂类型优选.

23

6.4.2压裂液用量的确定.

23

6.5

3号井压裂施工设计

24

6.5.1油井的主要参数.

24

6.5.2套管情况.

24

6.5.4射开井段数据.

25

6.5.5生产情况：无.

25

6.5.6措施情况：无.

25

6.5.7目前井内管柱.

25

6.5.8气分析.

25

6.6施工原因及方案要求.

25

6.7油层及施工参数.

26

6.8压裂前施工步骤.

26

6.9压裂前各项准备工作.

26

6.9.1支撑剂准备.

26

6.9.2压裂液准备.

27

6.10压裂施工步骤.

27

6.11压后施工步骤.

28

6.12YY5井压裂施工程序.

29

6.13返排液处理.

29

6.13.1页岩气压裂返排废水处理现状.29

6.13.2生物处理法.

30

6.13.3膜处理技术.

30

6.13.4电化学法.

30

6.

13.5高级氧化法.

30

第7章

排水采气工艺

32

7.1排水采气工艺阶段分析.

32

7.2排水采气工艺.

33

7.

2.1排水采气工艺选择原则.33

7.2.2排水采气工艺优选.

34

7.

2.3气举排水采气的优化.35

7.3采气设备优选.

36

2）

7.3.1气井井口.

36

第8章

健康、安全和环境保护

39

8.1岗位职责39

8.

1.1采气队队长HSE职责.39

8.1.2采气队生产副队长HSE职责.39

8.1.3排采工HSE职责.

40

8.2健康安全和环保要求.

40

8.2.1安全要求.

40

8.2.2环保要求.

42

8.2.3健康要求.

42

第

2

章基本地质特征

第

1

章区域概况

第1章

区域概况

本次设计方案研究目标区块为一具有复杂断层的半背斜断块油气藏。工区面

积约5.5km2，东西宽约1858m，南北长约2980m。构造区距离最近港口油库为120

海里，区域水深1350～1525m，区域地形示意图见图1-1，区块海域等高线示意

图见图1-2，工区边界坐标详见表1-1。

图1-1

海区地形示意图

图1-2

区块海域等高线图

表1-1

工区边界坐标

X

Y

320555.8

2484703.1

320555.8

2481723.5

322413.9

2481723.5

322413.9

2484703.1

第2章

基本地质特征

2.1地层概况

A油田自上而下揭示的地层层系包括：第四系A组，新近系B1组、B2组，

古近系C1组、C2组（图2-1）。主力含油层系为C2组CPEDC3段。

图2-1

A油田地层综合柱状图

区域上将C2组细分为四段，本油田主要钻遇CPEDC1、CPEDC2、CPEDC3段。其中CPEDC3段又细分为上、中、下三个亚段。

CPEDC1段：地层厚度60.5～157.0m，以褐灰色泥岩为主，夹灰质页岩，局

部见薄层泥质白云岩，为一套特殊岩性段。

CPEDC2段：地层厚度41.5～115.0m，上部为褐灰色泥岩夹粉砂岩；下部灰

色泥岩与浅灰色细砂岩、含砾中粗砂岩不等厚互层。

CPEDC3段（未穿）：油田范围内CPEDC3上段地层缺失。CPEDC3中段钻井揭示的地层厚度204.5～746.5m，岩性以巨厚层浅灰色、褐灰色泥岩为主，在泥岩中部发育一套单井厚度18.5～166.5m的储层，为本油田的主要含油层系。CPEDC3

下段为红褐色泥岩与白灰色灰质粉砂岩不等厚互层。其中，探井3井至5井连线

储层剖面如图2-2。

图2-2

CPEDC3段3井-5井连线储层剖面图

浅层钻遇多套强振幅地震反射层，200m

左右存在疑似浅层气，钻井过程中

需做好风险准备。

2.2

构造特征

A油田构造形态为一被断层复杂化、北东走向的半背斜(图2-3)。

东侧边界断层纵穿该构造区，受其影响形成了一系列近东西向伴生断层，致使区内断裂较为发育。依据现有三维地震资料，在该地区解释了多条断层,主要活动期在CPEDC3与CPEDC2段，其他沉积时期活动渐弱。该地区发育三组断层：一组为东侧边界断层，呈北东走向，贯穿整个油田，该断层控制了该区构造和沉积演化；一组为北东东走向的断层，呈雁行排列，断距180～740m，延伸距离4.3～

6.4km；其它为更次一级断层，断距小，延伸距离短，使构造进一步复杂化（3

井附近小断层可忽略）。

图2-3

CPEDC3段油层顶面构造图

2.3

储层特征

2.3.1

储层岩石学特征

根据岩心、壁心、岩屑观察，结合薄片鉴定等研究成果综合分析，A

油田

CPEDC3

段储层岩性以细砂岩、含砾中粗砂岩为主，岩石学定名为长石岩屑砂岩和长石砂岩，矿物成分主要为石英、长石、岩屑，石英含量平均值33.7%，长石含量平均值34.9%，岩屑含量平均值31.4%。分选中等～好，磨圆度次圆～次棱状，粒度中值一般

14～479μm。X

射线衍射分析显示，粘土矿物以高岭石和伊/

蒙混层为主，其次为伊利石和绿泥石。

CPEDC2

段储层岩性以细砂岩、含砾中粗砂岩为主，岩石学定名为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩，矿物成分主要为石英、长石、岩屑，石英含量10.0%～42.0%，平均

28.5%，长石平均含量

39.8%，岩屑平均含量

31.7%。分选中等，磨圆度次圆～次棱状，粒度中值一般38～461μm。X射线衍射分析显示，粘土矿物以高岭石和伊/蒙混层为主，其次为伊利石和绿泥石。

2.3.2

储层物性特征

根据岩心分析资料，A油田孔隙度和渗透率有较好的相关性，为中孔中渗储层，储层物性统计如下：

CPEDC2段共进行了88块样品的常规孔隙度、渗透率分析，孔隙度分布范围4.5～40.1％，平均值22.5％，渗透率分布范围0.1～1687.8mD,平均值为267.9mD，储层毛管压力曲线以粗歪度为主，排驱压力0.013～0.298MPa，饱和度中值压力

0.112～2.433MPa，平均孔喉半径0.811～7.481μm，为中孔中渗储层。

CPEDC3段共进行了70块样品的常规孔隙度、渗透率分析，孔隙度分布范围

9.8～34.8％，平均值为

21.3％，渗透率分布范围

0.2～3535.1mD，平均值为382.3mD，储层毛管压力曲线以中～粗歪度为主，排驱压力

0.013～0.997MPa，饱和度中值压力0.098～15.529MPa，平均孔喉半径0.198～13.520μm，为中孔中渗储层。

2.4含油气性特征

2.4.1油田原油物性

A油田3井原油物性及组分分析

表3-2

A油田3井原油性质

序

号

项

目

数据

序

号

项

目

数据

1

凝点

℃

5.0

13

元

素

分

析

m%

C

86.14

2

0.101MPa，20℃密度

kg/m3

845.9

H

13.03

3

0.101MPa，50℃密度

kg/m3

824.5

S

0.12

4

含蜡量

m%

7.7

N

0.12

14

金属

元素

分析

ppm

Fe

22.9

5

胶质

m%

5.18

Cu

0.5

6

沥青质

m%

1.2

Hg

2.0

7

相对分子量

464.0

Na

443.0

8

盐含量

ppmNaCl

65.0

Ni

10.2

9

机械杂质

w％

0.01

Ca

37.5

10

酸值

mg-KOH/g

0.22

15

残炭

m%

2.74

11

低热值

kJ/kg

44070.0

16

灰分

m%

0.024

12

比热

kJ/（kg·℃）

2.0

根据测井解释成果表，储层油气主要分布在CPEDC2层位Ⅲ油层Ⅱ小层和CPEDC2层位Ⅱ油层Ⅵ

Ⅶ小层。原油类型为黑油，天然气类型为凝析气。

地层流体类型