文档介绍：气体钻井技术在高效开发低渗致密砂岩气藏中的应用
李皋孟英峰唐洪明李永杰肖春平赵峰
(油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学) 成都 610500)
近几十年来,世界上一些含油气盆地陆续发现了非常规低渗砂岩气藏,其巨大的资源潜
力,使低渗砂岩气藏的开发成为非常规气藏开采的焦点。我国的低渗致密砂岩气藏资源十分
丰富,广泛分布在鄂尔多斯上古、四川西部中生代和塔里木库车山前白垩系等地区,其中致
密砂岩气资源量约 12×1012m3[1]。低渗致密砂岩气在非常规油气资源中占有十分重要的地
位,是缓解我国石油天然气资源供应的紧张形势和保持国民经济可持续发展的重要保证。相
比于中高渗油气藏,该类气藏储层地质条件复杂,易受储层损害且难以解除困,采用常规的
钻井完井技术很难满足高效开发的需要。气体钻井技术采用气体作为钻井循环介质,避免钻
井固液相对储层的损害,从而达到保护储层的目的。目前,气体钻井技术已经打开了在我国
低渗致密气的勘探开发的新局面。本文从储层特征及损害特征入手,分析常规钻井技术开发
低效的原因,讨论气体钻井技术在该类气藏高效开发中的应用及相关问题。
1 低渗致密砂岩气藏地质特征
岩石学及孔隙结构特征
低渗致密砂岩一般碎屑颗粒粒径较细,碎屑成分以长石、石英和岩屑为主,富含粘土和
碳酸盐胶结物。以川西低渗致密砂岩气藏为例[2],蓬莱镇组气藏为细到粉砂岩,石英占 30%~
50%,长石占 20%~60%,岩屑占 12%~52%,其它碎屑组分为 1%~5%云母及电气石、锆
石、石榴石、磷灰石等重矿物,重矿物含量一般小于 %,以粘土矿物和碳酸盐岩胶结物
为主;须二段气藏为细到粉砂岩,石英占 %~%,长石占 %~%,岩屑占 %~
41%,主要为自生粘土矿物、碳酸盐岩和硅质胶结。
低渗致密砂岩储层成岩作用以压实、胶结、溶蚀和破裂作用发育为特征[3]。压实作用和
胶结作用是导致砂岩低渗致密化的主要成岩作用,溶蚀作用和破裂作用在一定程度上改善储
集性能和渗流性能,因此低渗砂岩气藏的物性条件和孔隙结构取决于多种成岩作用的综合效
应。岩石低渗致密化的过程中,对于浅层低渗致密砂岩,胶结作用起着主要作用;对于深层
低渗致密砂岩,压实成岩作用强烈,并且破裂作用普遍较浅层发育。
原始远源搬运和细粒沉积背景,加上成岩作用的改造,决定了低渗砂岩的孔隙结构特征。
低渗砂岩原生粒间孔多被溶蚀和胶结作用改造,孔隙类型以残余粒间孔(图 1)、溶蚀孔( 图
2)和晶间孔发育为特征。压实作用和溶蚀作用相对较强,颗粒之间以线接触和凹凸接触为
主,加之粘土矿物对孔隙空间的分割和充填作用,形成了以片状、弯片状喉道(图 3)以及
束状喉道(图 4)发育为主的特征。喉道细小,孔隙之间的连通性普遍较差,导致该类砂岩
的孔隙结构普遍较差,渗透率低。
裂缝普遍发育是该类气藏的重要特征,对提高该类储层渗透率具有十分重要的意义(图
5、图 6)。但不同的低渗致密砂岩储层类型其裂缝发育特征并不一样。以川西为例,随埋藏
深度增加,微裂缝发育程度增加,裂缝发育的角度也逐渐由水平缝向高角度缝变化。浅层的
蓬莱镇组低渗致密气藏以低角度和水平微缝为主,显裂缝欠发育;而深层的须二段气藏则