PDF《渤海中深层天然气田钻完井关键技术现状及展望》

middle-deep natural gas field;

well drilling and completion;

key technology;

development direction 基金项目:中海石油(中国) 有限公司综合科研项目 渤中 19/25 围区中深层钻井关键技术研究 (编号:YXKY-2018-TJ-03) . 第一作者:邓建明(1969-) ,

1989 年毕业于天津大学钻井工程专业, 现主要从事钻完井技术研究与管理工作, 教授级高级工程师.通讯地 址: (300452) 天津市滨海新区海川路

2121 号渤海石油管理局大厦 A 座.E-mail:[email protected]

678 渤中凹陷西南环带深层含油气构造是渤海湾乃 至我国东部迄今发现最大的中深层天然气田[1-2] , 对我国华北地区冬季天然气保供和绿色低碳发展具 有重要意义.渤中凹陷包括渤中 19-

6、 渤中 21/22 和渤中 13-2 三个含油气构造, 总体资源规模烃类气

1 561 亿m3 、 凝析油

10 307 万m3 , 开发潜力巨大 [3-5] . 渤海中深层天然气以孔店组、 太古界潜山为主要目 的层, 埋深均超过

4 000 m3 , 具有储层埋藏深、 成藏 地质复杂、 地层压力异常、 可钻性差等特点[6-8] , 给钻 探作业带来诸多挑战, 如何安全、 环保、 高效地开展 钻井作业成为攻关的方向. 自2010 年渤海湾第

1 口深层科探井 BZ21-2-1 井开始钻探, 至2017 年BZ19-6-4/5 井测试获得中深 层天然气重大勘探发现, 近十年以来, 针对渤海中深 层的储层特点和技术难题, 借助国家科技重大专项、 中国海洋石油集团有限公司重大科技专项、 渤海油 田稳产

3 000 万吨重大科技专项以及自主研究等平 台, 渤海油田通过技术攻关逐渐形成一套中深层安 全、 环保、 高效的钻完井关键技术体系.实践证明, 该关键技术体系可为今后海上类似的中深层天然气 井钻完井作业提供经验借鉴和参考.

1 气藏地质特征 渤中 19-6 构造经历了加里东、 印支、 海西、 燕山、 喜山多期构造运动的改造, 太古界变质岩潜山断裂 发育, 主要发育

3 组断裂体系, 分别为近 SN 向的走 滑断裂体系以及 NEE 向的张性断裂体系, 局部发育 NW 向断裂体系, 形成了裂缝型储集层[9] .太古界 潜山储层岩性主要为二长片麻岩、 斜长片麻岩和混 合片麻岩等, 靠近大断裂处可见断层角砾岩, 研磨性 极强.储层纵向分带性明显, 储集空间以裂缝为主, 亦可见沿缝发育的溶蚀孔隙.孔隙度 2.7%~12.8%, 均值为 5.3%, 渗透率 0.01~11.81 mD, 均值为 0.733 mD;

在裂缝发育段孔隙度可达 12.5%~12.8%, 渗透 率可达 11.81 mD.已钻探井在太古界潜山测试获得 的地层温度和压力资料表明, 潜山构造压力系数为 1.15~1.26, 属弱超压凝析气田;

地温梯度为 3.3~3.4 ℃ /100 m, 为正常的温度系统, 局部异常高温可达

150 ℃以上[9-10] . 潜山上覆地层自上而下分别为新近系明化镇 组、 馆陶组, 古近系东营组和沙河街组, 构造区南部 局部发育孔店组.明化镇组发育塑性泥岩, 东下段 及沙河街组均发育异常压力, 实测地层压力系数最 高1.52, 孔店组厚层砂砾岩研磨性极强.

2 勘探钻井历程 渤海中深层勘探主要集中于渤中 21/

22、 渤中 13-2 和渤中 19-6 等含油气构造, 作业时间开始于

2010 年, 第1口钻探井为渤海湾中深层科学探索井 BZ21-2-1 [11-12] .该井的成功钻探, 发现天然气控制 地质储量 497.74 亿m3 , 原油控制地质储量 304.56 万t, 天然气探明储量 89.39 亿m3 , 证明了渤中潜山 地层具有良好的资源前景和开发潜力.同时, BZ21- 2-1 井也是渤海湾第