世界海相碳酸盐岩勘探开发现状与展望课件.ppt

1、全球油气资源评价研究中国石油重大科技专项中国石油重大科技专项 汇报人：汇报人：XXXXXX1 1、引言、引言2 2、碳酸盐岩资源现状、碳酸盐岩资源现状3 3、碳酸盐岩油气勘探技术与方法、碳酸盐岩油气勘探技术与方法4 4、碳酸盐岩油气主要开发技术、碳酸盐岩油气主要开发技术5 5、碳酸盐岩勘探开发技术展望、碳酸盐岩勘探开发技术展望6 6、结论与认识、结论与认识 从世界范围看多数含油气盆地的生油岩是海相沉积，从世界范围看多数含油气盆地的生油岩是海相沉积，世界上产世界上产油量、储量规模最大的含油区在中东地区油量、储量规模最大的含油区在中东地区,石油产量、储量占世界石石油产量、储量占世界石油总产量、储量

2、的油总产量、储量的70%70%以上以上,而这一地区生油岩是以海相地层为主。而这一地区生油岩是以海相地层为主。海相生成的石油广泛丰富海相生成的石油广泛丰富,而陆相生成的石油具局限性。而陆相生成的石油具局限性。海相盆海相盆地具有优越稳定的水下环境。海洋的咸水环境比陆相淡水环境更有地具有优越稳定的水下环境。海洋的咸水环境比陆相淡水环境更有利于有机质的保存。利于有机质的保存。陆相沉积盆地多分布在山前、山间活动区域陆相沉积盆地多分布在山前、山间活动区域,规规模相对较小模相对较小,受造山运动、断裂活动影响受造山运动、断裂活动影响,油藏保存条件不好。而海油藏保存条件不好。而海相盆地规模大相盆地规模大,构造运

3、动相对稳定简单、面积大构造运动相对稳定简单、面积大,利于大型构造油气利于大型构造油气藏的形成藏的形成,油气藏保存相对好。油气藏保存相对好。发达国家碳酸盐岩勘探开发技术日趋成熟。随着油气地质学理发达国家碳酸盐岩勘探开发技术日趋成熟。随着油气地质学理论的进展，勘探技术水平的提高，世界碳酸盐岩勘探开发方兴未艾。论的进展，勘探技术水平的提高，世界碳酸盐岩勘探开发方兴未艾。1 1、引言、引言2 2、碳酸盐岩资源现状、碳酸盐岩资源现状3 3、碳酸盐岩油气勘探技术与方法、碳酸盐岩油气勘探技术与方法4 4、碳酸盐岩油气主要开发技术、碳酸盐岩油气主要开发技术5 5、碳酸盐岩勘探开发技术展望、碳酸盐岩勘探开发技术

4、展望6 6、结论与认识、结论与认识152.1 2.1 世界碳酸盐岩油气储量世界碳酸盐岩油气储量 碳酸盐岩分布占全球沉积岩总面积的碳酸盐岩分布占全球沉积岩总面积的20%,20%,所蕴藏的油气储量占世界总所蕴藏的油气储量占世界总储量的储量的52%52%，全球高达，全球高达90%90%的油气储量发现于海相地层，的油气储量发现于海相地层，世界上现已查明以世界上现已查明以碳酸盐岩为主要烃源岩的含油气盆地众多，碳酸盐岩为主要烃源岩的含油气盆地众多，世界碳酸岩油气探明可采总量世界碳酸岩油气探明可采总量为为1434.51434.5亿吨，探明可采石油亿吨，探明可采石油750.1750.1亿吨，探明可采天然气亿吨

5、，探明可采天然气684.4684.4亿吨。亿吨。碳碳酸盐岩油田的储量一般情况下比较大酸盐岩油田的储量一般情况下比较大,碳酸盐岩大油田的平均可采储量为碳酸盐岩大油田的平均可采储量为5.65.6亿吨亿吨,而砂岩大油田的平均可采储量是而砂岩大油田的平均可采储量是2.92.9亿吨亿吨,两者相差近两者相差近1 1倍。目前世倍。目前世界碳酸盐岩油气田界碳酸盐岩油气田313313个，油田个，油田208208个，气田个，气田105105个。个。图图1 1 全球碳酸盐岩油气探明储量历程全球碳酸盐岩油气探明储量历程162.1 2.1 世界碳酸盐岩油气储量世界碳酸盐岩油气储量 中国也有近中国也有近300300101

6、04 4kmkm2 2的碳酸盐岩分布的碳酸盐岩分布,约占陆上国土面积的约占陆上国土面积的1/3,1/3,其中塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地和华北地区广泛发其中塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地和华北地区广泛发育，为潜在的油气勘探区。育，为潜在的油气勘探区。中国碳酸岩探明石油中国碳酸岩探明石油15.215.2亿吨，探明率亿吨，探明率为为6.5%6.5%，探明天然气，探明天然气1.361.36万亿方，探明率为万亿方，探明率为28.65%28.65%。图图1 1 全球碳酸盐岩油气探明储量历程全球碳酸盐岩油气探明储量历程172.2 2.2 世界碳酸盐岩油气产量世界碳酸盐岩油气产量 世界碳酸盐岩储层

7、的油气产量约占油气总产量的世界碳酸盐岩储层的油气产量约占油气总产量的60%60%。中东地区。中东地区石油产量约占全世界产量的石油产量约占全世界产量的2/32/3，其中，其中80%80%的含油层产于碳酸盐岩。的含油层产于碳酸盐岩。碳酸盐岩油田的产量较高。碳酸盐岩油田的产量较高。世界目前已确认的世界目前已确认的7 7口日产量达到口日产量达到1 1万吨以上的油井万吨以上的油井,也都产自碳也都产自碳酸盐岩油气田。至于日产量稳产千吨以上的油井酸盐岩油气田。至于日产量稳产千吨以上的油井,也绝大多数是在碳也绝大多数是在碳酸盐岩油气田中。酸盐岩油气田中。182.3 2.3 世界碳酸盐岩油气藏及分布世界碳酸盐岩

8、油气藏及分布 世界上在一些沉积盆地中发现了大量的岩性地层油气藏。如在世界上在一些沉积盆地中发现了大量的岩性地层油气藏。如在美国、加拿大、苏联、墨西哥、利比亚、印度和中国都在碳酸盐中美国、加拿大、苏联、墨西哥、利比亚、印度和中国都在碳酸盐中发现了这类油气藏，其中有一些属于大油气田。由于碳酸盐岩沉积发现了这类油气藏，其中有一些属于大油气田。由于碳酸盐岩沉积体系的多样性及成岩作用的复杂性体系的多样性及成岩作用的复杂性,很难对碳酸盐岩油气藏的类型进很难对碳酸盐岩油气藏的类型进行定义及分类。行定义及分类。根据碳酸盐岩储层的分布及几何形态根据碳酸盐岩储层的分布及几何形态,可以划分出六可以划分出六种油气藏类

9、型，即碳酸盐滩、生物建隆、泥质白云岩种油气藏类型，即碳酸盐滩、生物建隆、泥质白云岩/泥灰岩、白垩、泥灰岩、白垩、不整合及岩溶型、晚期埋藏成岩型不整合及岩溶型、晚期埋藏成岩型（图）。（图）。192.3 2.3 世界碳酸盐岩油气藏及分布世界碳酸盐岩油气藏及分布 世界碳酸盐岩油气田类型图世界碳酸盐岩油气田类型图 世界世界3535个大碳酸盐岩油气藏中个大碳酸盐岩油气藏中,跟裂缝作用有关的有跟裂缝作用有关的有1212个个,占占34%,734%,7个最大的个最大的油田其油层产能主要依靠裂缝。油田其油层产能主要依靠裂缝。裂缝是碳酸盐岩储层中油气流动重要因素裂缝是碳酸盐岩储层中油气流动重要因素,关系关系到油气

10、田的高产、稳产。裂缝发育成都影响油气田最终采收率。到油气田的高产、稳产。裂缝发育成都影响油气田最终采收率。1 1、引言、引言2 2、碳酸盐岩资源现状、碳酸盐岩资源现状3 3、碳酸盐岩油气勘探技术与方法、碳酸盐岩油气勘探技术与方法4 4、碳酸盐岩油气主要开发技术、碳酸盐岩油气主要开发技术5 5、碳酸盐岩勘探开发技术展望、碳酸盐岩勘探开发技术展望6 6、结论与认识、结论与认识3.1 3.1 碳酸盐岩地质理论碳酸盐岩地质理论 碳酸盐岩油气地质研究的焦点集中在储层性质和圈闭类型上。碳碳酸盐岩油气地质研究的焦点集中在储层性质和圈闭类型上。碳酸盐岩油气藏常常具有形态不规则、成因多样、分布隐蔽和纵横向上酸盐

11、岩油气藏常常具有形态不规则、成因多样、分布隐蔽和纵横向上的突变等特征。的突变等特征。国内外已发现较多的碳酸盐岩油气藏存在于岩性地层国内外已发现较多的碳酸盐岩油气藏存在于岩性地层圈闭中，因此应用常规的构造圈闭理论和勘探方法行不通。需要用新圈闭中，因此应用常规的构造圈闭理论和勘探方法行不通。需要用新的油气藏地质理论和特殊的勘探方法及技术。的油气藏地质理论和特殊的勘探方法及技术。Scholle(1983)Scholle(1983)通过实验和现场研究，认为碳酸盐岩埋藏过程中发通过实验和现场研究，认为碳酸盐岩埋藏过程中发生成岩作用时，其孔隙度的减小主要是由于物理和化学的压实作用的生成岩作用时，其孔隙度的

12、减小主要是由于物理和化学的压实作用的结果。结果。发现在不同的沉积盆地内，碳酸盐岩的成岩作用都有相似的变发现在不同的沉积盆地内，碳酸盐岩的成岩作用都有相似的变化趋势。化趋势。3.1 3.1 碳酸盐岩地质理论碳酸盐岩地质理论 Schmidi(1983)Schmidi(1983)研究指出，研究指出，成岩作用能在致密岩层内形成成岩作用能在致密岩层内形成“成岩成岩圈闭圈闭”。成岩圈闭可以在漫长的成岩过程的各个阶段中形成，包括早成岩圈闭可以在漫长的成岩过程的各个阶段中形成，包括早期期(埋藏前埋藏前)、中期、中期(埋藏期埋藏期)及晚期及晚期(埋藏后埋藏后)等阶段。等阶段。因而成岩作用有因而成岩作用有可能把各

13、类致密的碳酸盐岩变成有封闭性的可能把各类致密的碳酸盐岩变成有封闭性的“储渗岩体储渗岩体”。称之为。称之为“成岩圈闭成岩圈闭”，能有效地阻止油气运移并发生聚集而成为油气藏。，能有效地阻止油气运移并发生聚集而成为油气藏。Dravis(1987)Dravis(1987)研究了世界上许多沉积盆地内中新生代碳酸盐岩研究了世界上许多沉积盆地内中新生代碳酸盐岩的成岩作用后发现，的成岩作用后发现，在埋藏较深的成岩作用时期，会使原生孔隙度降在埋藏较深的成岩作用时期，会使原生孔隙度降低，同时使储层产生较多的分散的次生孔隙，有时这类孔隙占有较大低，同时使储层产生较多的分散的次生孔隙，有时这类孔隙占有较大的优势，有减

14、有增，故碳酸盐岩储层孔隙性变差，不能简单地用压实的优势，有减有增，故碳酸盐岩储层孔隙性变差，不能简单地用压实作用来解释。作用来解释。如欧洲的侏罗系以及中东白垩系碳酸盐岩储层，都是以如欧洲的侏罗系以及中东白垩系碳酸盐岩储层，都是以次生孔隙占优势，四川盆地海相碳酸盐岩储层也是以后生的孔洞缝为次生孔隙占优势，四川盆地海相碳酸盐岩储层也是以后生的孔洞缝为主。主。3.2 3.2 碳酸盐岩烃原岩碳酸盐岩烃原岩 碳酸盐岩烃原岩的类型有暗色细粒的、无颗粒或少含颗粒的、富碳酸盐岩烃原岩的类型有暗色细粒的、无颗粒或少含颗粒的、富含有机质的石灰岩、藻灰岩、礁灰岩、含泥石灰岩、泥灰岩及部分生含有机质的石灰岩、藻灰岩、

15、礁灰岩、含泥石灰岩、泥灰岩及部分生物灰岩等。物灰岩等。特别是含泥石灰岩及泥灰岩等是最好的碳酸盐岩短源岩。特别是含泥石灰岩及泥灰岩等是最好的碳酸盐岩短源岩。自中、新元古代以来自中、新元古代以来,特别是寒武纪以来特别是寒武纪以来,碳酸盐岩发育有减少的趋势，碳酸盐岩发育有减少的趋势，稳定区比活动区碳酸盐岩发育。碳酸盐岩烃原岩的有机质含量比泥质稳定区比活动区碳酸盐岩发育。碳酸盐岩烃原岩的有机质含量比泥质岩中的低岩中的低,有机碳含量一般为有机碳含量一般为0.3%0.3%0.5%,0.5%,处于泥质烃原岩的下限附近。处于泥质烃原岩的下限附近。碳酸盐岩有机质丰度下限值变化很大碳酸盐岩有机质丰度下限值变化很大

16、,从从0.07%0.07%0.5%0.5%。在进行勘探地。在进行勘探地区的对比选择时区的对比选择时,应该优先考虑短源岩有机质含量高的地区。应该优先考虑短源岩有机质含量高的地区。中国四川盆地碳酸盐岩中国四川盆地碳酸盐岩有两种情况，一类是巨厚层碳酸盐岩，暗有两种情况，一类是巨厚层碳酸盐岩，暗色泥质岩极少；另一类是较薄层的碳酸盐岩和泥质岩共生，组成间互色泥质岩极少；另一类是较薄层的碳酸盐岩和泥质岩共生，组成间互或间夹层。具有多套生油气层系及多套储油气层系的特点。碳酸盐岩或间夹层。具有多套生油气层系及多套储油气层系的特点。碳酸盐岩生油岩地球化学指标都较低。震旦系到中三叠统海相碳酸盐岩生油岩地球化学指标

17、都较低。震旦系到中三叠统海相碳酸盐岩有机炭有机炭含量普遍偏低，平均含量为含量普遍偏低，平均含量为0.190.19。氯仿沥青氯仿沥青“A A”平均含量为平均含量为0.0180.018。3.3 3.3 碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层 碳酸盐岩储层从岩性分为白云岩及石灰岩两大类。碳酸盐岩储层从岩性分为白云岩及石灰岩两大类。大型碳酸盐岩油气田大型碳酸盐岩油气田中中,晚前寒武纪奥陶纪及三叠纪碳酸盐岩储层多数为白云岩储层晚前寒武纪奥陶纪及三叠纪碳酸盐岩储层多数为白云岩储层,而白垩纪而白垩纪第三纪碳酸盐岩储层主要为石灰岩。第三纪碳酸盐岩储层主要为石灰岩。世界主要碳酸盐岩油气田地质时代分布世界主要碳酸盐岩油气田地质

18、时代分布3.3 3.3 碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层世界主要碳酸盐岩油气田地质时代与岩性世界主要碳酸盐岩油气田地质时代与岩性3.3 3.3 碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层 碳酸盐岩储层发育的沉积环境多样。碳酸盐岩储层发育的沉积环境多样。统计统计202202个碳酸盐岩油气田，除陆棚个碳酸盐岩油气田，除陆棚及碳酸盐缓坡相粒屑灰岩、生物礁灰岩及生屑滩灰岩为较好的储集岩外及碳酸盐缓坡相粒屑灰岩、生物礁灰岩及生屑滩灰岩为较好的储集岩外,陆棚陆棚相及盆地相的泥质碳酸盐岩也是较好的储集岩。相及盆地相的泥质碳酸盐岩也是较好的储集岩。世界主要碳酸盐岩油气田沉积类型世界主要碳酸盐岩油气田沉积类型3.3 3.3 碳酸盐岩储层

19、碳酸盐岩储层 碳酸盐岩储层发育有原生基质孔隙及次生裂缝、溶孔、溶洞组成。孔隙碳酸盐岩储层发育有原生基质孔隙及次生裂缝、溶孔、溶洞组成。孔隙型、溶洞型、裂缝型为基本储集类型，孔洞型、缝洞型、孔缝型、孔缝洞复型、溶洞型、裂缝型为基本储集类型，孔洞型、缝洞型、孔缝型、孔缝洞复合型为过渡类型。合型为过渡类型。全球全球202202个大型碳酸盐岩油气田的统计表明个大型碳酸盐岩油气田的统计表明,溶蚀作用、白溶蚀作用、白云岩化作用及构造作用是最为主要的成岩作用。云岩化作用及构造作用是最为主要的成岩作用。世界主要碳酸盐岩油气田成岩作用世界主要碳酸盐岩油气田成岩作用3.3 3.3 碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层 世界碳

20、酸盐岩储层的孔隙度介于世界碳酸盐岩储层的孔隙度介于4 41616之间。之间。这一区间的储层这一区间的储层数占其总数的数占其总数的82.582.5。而孔隙度。而孔隙度41616者者占占15.515.5。其中以晶间孔粒间孔型储层的孔隙度最高，而裂缝基。其中以晶间孔粒间孔型储层的孔隙度最高，而裂缝基质孔隙型储层的孔隙度最低。质孔隙型储层的孔隙度最低。世界上碳酸盐岩储层的渗透率多在世界上碳酸盐岩储层的渗透率多在1 11010-3-35005001010-3-3mm2 2之间。之间。这个区间储层数占其总数的这个区间储层数占其总数的80.380.3。15005001010-3-3mm2 2者只占其总数的者

21、只占其总数的1010。其中以溶孔溶洞型储层的渗透率最高。晶洞孔粒间孔型储层。其中以溶孔溶洞型储层的渗透率最高。晶洞孔粒间孔型储层的渗透率最低。的渗透率最低。四川海相碳酸盐岩储层累积厚度约四川海相碳酸盐岩储层累积厚度约3000m3000m，其中有孔段只有，其中有孔段只有250m250m左右。只占其总厚度的约左右。只占其总厚度的约1010。其孔隙度一般为。其孔隙度一般为3 36 6，渗透率多数，渗透率多数在在0.010.011010-3-31 11010-3-3mm2 2之间，属孔渗性极低的储层。之间，属孔渗性极低的储层。3.4 3.4 碳酸盐岩盖层碳酸盐岩盖层 碳酸盐岩油气藏的盖层主要为页岩、蒸

22、发岩及致密碳酸盐岩。世界碳酸盐岩油气藏的盖层主要为页岩、蒸发岩及致密碳酸盐岩。世界201201个个大型碳酸盐岩油气田的统计表明大型碳酸盐岩油气田的统计表明,细粒碎屑岩盖层占了细粒碎屑岩盖层占了51%,51%,蒸发岩盖层占蒸发岩盖层占21%,21%,致密碳酸盐岩占致密碳酸盐岩占20%20%。世界主要碳酸盐岩油气田盖层岩性统计世界主要碳酸盐岩油气田盖层岩性统计 统计统计206206个大型碳酸盐岩油气田，个大型碳酸盐岩油气田，74%74%的盖层发育于深水陆棚至盆地环境或的盖层发育于深水陆棚至盆地环境或蒸发环境蒸发环境,湖相盖层仅占湖相盖层仅占3%3%。世界主要碳酸盐岩油气田盖层沉积环境世界主要碳酸盐

23、岩油气田盖层沉积环境 在碳酸盐岩油气藏勘探中在碳酸盐岩油气藏勘探中,要注意区域性盖层的分布研究要注意区域性盖层的分布研究,在区域性盖在区域性盖层发育的地区进行勘探会提高勘探成功率。层发育的地区进行勘探会提高勘探成功率。3.4 3.4 碳酸盐岩盖层碳酸盐岩盖层 碳酸盐岩既有自生自储自盖的能力碳酸盐岩既有自生自储自盖的能力,又可与其他岩类又可与其他岩类,如泥岩、蒸发岩有煤层等组成生储盖组合如泥岩、蒸发岩有煤层等组成生储盖组合,也可形成混合岩类生储盖组合。也可形成混合岩类生储盖组合。碳酸盐岩的生储盖组合主要类型为自生自储自盖沉积旋回式生储盖碳酸盐岩的生储盖组合主要类型为自生自储自盖沉积旋回式生储盖组

24、合、新生古储型的生储盖组合。组合、新生古储型的生储盖组合。碳酸盐岩可分为构造圈闭、地层岩性圈闭及复合圈闭三大类。统碳酸盐岩可分为构造圈闭、地层岩性圈闭及复合圈闭三大类。统计计198198个大型碳酸盐岩油气田，无论是数量还是原始储量个大型碳酸盐岩油气田，无论是数量还是原始储量,构造圈闭均是碳酸盐岩油气藏最为重要的构造圈闭均是碳酸盐岩油气藏最为重要的圈闭类型圈闭类型。图中构造圈闭包括褶皱相关、逆断层相关、正断层相关、压扭断层相关、基底隆升相关、。图中构造圈闭包括褶皱相关、逆断层相关、正断层相关、压扭断层相关、基底隆升相关、盐底辟相关；地层圈闭包括礁、成岩、不整合遮挡、上倾储层尖灭；复合圈闭包括古潜

25、山、坡覆背盐底辟相关；地层圈闭包括礁、成岩、不整合遮挡、上倾储层尖灭；复合圈闭包括古潜山、坡覆背斜、构造相变组合、断层相变组合、水动力。斜、构造相变组合、断层相变组合、水动力。世界主要碳酸盐岩油气田圈闭统计世界主要碳酸盐岩油气田圈闭统计3.5 3.5 碳酸盐岩生储盖组合碳酸盐岩生储盖组合 碳酸盐岩油气勘探方法有地质法、地球物理法、地球化学勘探法、碳酸盐岩油气勘探方法有地质法、地球物理法、地球化学勘探法、钻井法、采用多学科综合勘探是碳酸盐岩油气勘探发展方向。钻井法、采用多学科综合勘探是碳酸盐岩油气勘探发展方向。3.6 3.6 碳酸盐岩油气勘探方法碳酸盐岩油气勘探方法海上碳酸盐岩油气勘探海上碳酸盐

26、岩油气勘探1 1、引言、引言2 2、碳酸盐岩资源现状、碳酸盐岩资源现状3 3、碳酸盐岩油气勘探技术与方法、碳酸盐岩油气勘探技术与方法4 4、碳酸盐岩油气主要开发技术、碳酸盐岩油气主要开发技术5 5、碳酸盐岩勘探开发技术展望、碳酸盐岩勘探开发技术展望6 6、结论与认识、结论与认识 多分支井是在水平井、定向井基础上发展起来的，指在一口主井眼多分支井是在水平井、定向井基础上发展起来的，指在一口主井眼(直井、直井、定向井、水平井定向井、水平井)中钻出若干进入油气藏的分支井眼。分支井可以从一个井眼中钻出若干进入油气藏的分支井眼。分支井可以从一个井眼中获得最大的总水平位移，在相同或不同方向上钻穿不同深度的

27、多套油气层。中获得最大的总水平位移，在相同或不同方向上钻穿不同深度的多套油气层。4.14.1多分支井技术多分支井技术多分支井开发油气示意图多分支井开发油气示意图 多分支井在油田开发中解决如下问题：多分支井在油田开发中解决如下问题：一是通过提高井眼与油藏一是通过提高井眼与油藏的接触长度，增加泄油面积，来提高井生产能力；二是降低井数，并的接触长度，增加泄油面积，来提高井生产能力；二是降低井数，并且降低打井时的地面设备，对于海上油田可减小平台尺寸重量；三是且降低打井时的地面设备，对于海上油田可减小平台尺寸重量；三是降低钻井和生产的单位成本降低钻井和生产的单位成本,从而降低油田的整体开发成本；四是有从

28、而降低油田的整体开发成本；四是有效地应用有限的空间；五是减少岩屑和泥浆的排放，减少对环境的污效地应用有限的空间；五是减少岩屑和泥浆的排放，减少对环境的污染。染。哈里伯顿公司哈里伯顿公司拥有分支井的全套钻井、完井、开采和分支井重新拥有分支井的全套钻井、完井、开采和分支井重新进入等配套技术和工具装备，拥有多数专利技术，进入等配套技术和工具装备，拥有多数专利技术，技术处于世界领先技术处于世界领先地位。地位。4.14.1多分支井技术多分支井技术 图是沙特阿拉伯国家石油公司图是沙特阿拉伯国家石油公司GhawarGhawar油田多分支井，储层为海相碳酸盐和石膏互油田多分支井，储层为海相碳酸盐和石膏互层沉积

29、。为智能完井管柱。层沉积。为智能完井管柱。每一个分支的流量可控制，如果某一分支井眼含水超过每一个分支的流量可控制，如果某一分支井眼含水超过4040，就关闭这一分支井眼的生产，因此智能完井管柱可以，就关闭这一分支井眼的生产，因此智能完井管柱可以实现分层开采，缓解层间矛实现分层开采，缓解层间矛盾改善开发效果。盾改善开发效果。4.14.1多分支井技术多分支井技术沙特沙特GhawarGhawar油田智能完井管柱油田智能完井管柱 水平井射孔最理想的方向是在地层最大应力方向上。水平井射孔最理想的方向是在地层最大应力方向上。水平井定向射孔技水平井定向射孔技术可以保证枪身在复杂情况下射孔弹的发射方位；射孔枪与

30、枪之间采用隧道术可以保证枪身在复杂情况下射孔弹的发射方位；射孔枪与枪之间采用隧道传爆及导爆索加传爆管逐级接力方式传爆，满足长井段射孔的要求。传爆及导爆索加传爆管逐级接力方式传爆，满足长井段射孔的要求。哈里伯顿公司水平井定向射孔技术哈里伯顿公司水平井定向射孔技术（Horizontal Oriented Perforating Horizontal Oriented Perforating System in short HOPS)System in short HOPS)能够在高井斜角、长间隔的水平井眼进行定向射孔。能够在高井斜角、长间隔的水平井眼进行定向射孔。HOPSHOPS系统应用特殊金属制

31、造，采用重心偏移技术，射孔枪身和自由旋转连接系统应用特殊金属制造，采用重心偏移技术，射孔枪身和自由旋转连接器，使射孔枪的射孔方向可以自动设定。当射孔枪到达指定位置，炸药被激器，使射孔枪的射孔方向可以自动设定。当射孔枪到达指定位置，炸药被激发，在目标油藏位置进行射孔（图发，在目标油藏位置进行射孔（图1111）。）。4.2 4.2 水平井定向射孔技术水平井定向射孔技术4.14.1多分支井技术多分支井技术哈里伯顿公司哈里伯顿公司水平井定向射孔技术水平井定向射孔技术 复合射孔是目前发展最快的射孔增产技术，机理是导爆索在引爆射孔弹复合射孔是目前发展最快的射孔增产技术，机理是导爆索在引爆射孔弹的同时引燃推

32、进剂，由于射孔弹的爆轰和推进剂的燃烧存在时间差，所以射的同时引燃推进剂，由于射孔弹的爆轰和推进剂的燃烧存在时间差，所以射孔弹先在套管和地层间形成一个通道，推进剂燃烧释放的高压气体随即对射孔弹先在套管和地层间形成一个通道，推进剂燃烧释放的高压气体随即对射孔孔道进行冲刷、压裂，破坏射孔压实带，并使孔眼周围和顶部形成多道裂孔孔道进行冲刷、压裂，破坏射孔压实带，并使孔眼周围和顶部形成多道裂缝，达到改善近井地带导流能力的目的。缝，达到改善近井地带导流能力的目的。超正压射孔超正压射孔技术基本原理是由于射孔弹在发射时所产生压力，超过了地技术基本原理是由于射孔弹在发射时所产生压力，超过了地层岩石的应力和强度，

33、使射流在岩石中形成孔道的同时产生一个非常高的聚层岩石的应力和强度，使射流在岩石中形成孔道的同时产生一个非常高的聚应力，此应力释放时对射孔孔道产生压力并形成裂缝，在形成裂缝的同时，应力，此应力释放时对射孔孔道产生压力并形成裂缝，在形成裂缝的同时，立即施加一个大于地层破裂值的压力，对孔道进行压裂和冲刷，使裂缝增大立即施加一个大于地层破裂值的压力，对孔道进行压裂和冲刷，使裂缝增大延长，以达到改善流动通道的目的。延长，以达到改善流动通道的目的。其典型的作业方法是其典型的作业方法是:将射孔枪、起爆装将射孔枪、起爆装置、封隔器利用油管下入井内，校深、调整管柱，连接高压注人管线，注氮置、封隔器利用油管下入井

34、内，校深、调整管柱，连接高压注人管线，注氮车在地面向井筒内施加大于储层岩石的破裂压力，当压力加到一定值后，点车在地面向井筒内施加大于储层岩石的破裂压力，当压力加到一定值后，点火射孔，使射孔和压裂同时进行。火射孔，使射孔和压裂同时进行。4.3 4.3 复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术 压裂技术是碳酸盐岩开发过程中的关键技术压裂技术是碳酸盐岩开发过程中的关键技术,压裂对产层进行改压裂对产层进行改造造,以提高生产层的产量。以提高生产层的产量。目前国外针对不同储层采用的压裂技术主目前国外针对不同储层采用的压裂技术主要有交联凝胶压裂、加砂水力压裂、不加砂水力压裂和氮气

35、泡沫压裂。要有交联凝胶压裂、加砂水力压裂、不加砂水力压裂和氮气泡沫压裂。在生产实中还可采用了多次压裂。在生产实中还可采用了多次压裂。哈利伯顿哈利伯顿CobraMax Fracturing serviceCobraMax Fracturing service系统的优点是：在一次系统的优点是：在一次起下作业中可以完成射孔与压裂两项工作，起下作业中可以完成射孔与压裂两项工作，不需要安装机械封隔器，不需要安装机械封隔器，避免了作业完后要起出封隔器的操作。该系统应用在气井中，底部钻避免了作业完后要起出封隔器的操作。该系统应用在气井中，底部钻具组合没有作业温度限制。即复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术具组

36、合没有作业温度限制。即复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术1919（图（图1212）。）。4.3 4.3 复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术哈里伯顿公司哈里伯顿公司射孔压裂技术射孔压裂技术4.3 4.3 复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术哈利伯顿哈利伯顿 CobraMax Fracturing ServiceCobraMax Fracturing Service 4.3 4.3 复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术复合射孔、超正压射孔与压裂联作技术 酸化分两种，基质酸化和酸化解堵。酸化分两种，基质酸化和酸化解堵。基质酸化用于恢复和

37、改善地层近井基质酸化用于恢复和改善地层近井地带的渗透性。为了改善地层的渗透性，可用酸溶解地层的岩石，扩大孔隙地带的渗透性。为了改善地层的渗透性，可用酸溶解地层的岩石，扩大孔隙结构的喉部。这种酸化的注酸压力低于地层的破裂压力，一般用不稠化酸，结构的喉部。这种酸化的注酸压力低于地层的破裂压力，一般用不稠化酸，除了为控制酸与地层的反应速度而用到稠化酸外。除了为控制酸与地层的反应速度而用到稠化酸外。解堵酸化是溶蚀解除造成储层活集的堵塞物。解堵酸化是溶蚀解除造成储层活集的堵塞物。4.4 4.4 酸化技术酸化技术Q4000深水多功能服务船深水多功能服务船 来源：来源：www.HelixESG.com 哈利

38、伯顿哈利伯顿CarbonateCarbonate 20/20 Acidizing Service 20/20 Acidizing Service系统可以系统可以提高远井眼的碳提高远井眼的碳酸岩地层渗透率，延长生产井的寿命。酸岩地层渗透率，延长生产井的寿命。该系统在复杂裂缝中应用良好，该系统在复杂裂缝中应用良好，可进可进行下列酸化：碳酸岩完井酸化；碳酸岩乳化酸化；碳酸岩增注酸化；提高采行下列酸化：碳酸岩完井酸化；碳酸岩乳化酸化；碳酸岩增注酸化；提高采收率酸化；干热岩酸化；分层酸化。收率酸化；干热岩酸化；分层酸化。4.4 4.4 酸化技术酸化技术CarbonateCarbonate 20/20 A

39、cidizing 20/20 Acidizing试验效果图试验效果图 哈利伯顿哈利伯顿Power Safe-D-Scale ServicePower Safe-D-Scale Service技术是水基反应流体系统，该系技术是水基反应流体系统，该系统可解决因钻井液或循环液中含有碳酸钙或碳酸镁。统可解决因钻井液或循环液中含有碳酸钙或碳酸镁。该技术可以溶化井眼与该技术可以溶化井眼与钻柱之间的泥饼；可以溶解筛管上的聚合物残渣、泥饼以及碳酸钙；清洗安钻柱之间的泥饼；可以溶解筛管上的聚合物残渣、泥饼以及碳酸钙；清洗安装筛管过程中因使用钻井液对筛管造成的伤害；解决因钻井也漏失引起的储装筛管过程中因使用钻井液

40、对筛管造成的伤害；解决因钻井也漏失引起的储层伤害；将某些合金上的因完井过程而沉积的钻井液残渣和碳酸钙沉积清洗层伤害；将某些合金上的因完井过程而沉积的钻井液残渣和碳酸钙沉积清洗掉（图）。掉（图）。4.4 4.4 酸化技术酸化技术PowerSafe-D-Scale ServicePowerSafe-D-Scale Service 试验效果试验效果 斯伦贝谢斯伦贝谢多哈碳酸盐岩研究中心与世界各地的研究院所进行合作研究多哈碳酸盐岩研究中心与世界各地的研究院所进行合作研究,研研究重点是中东的碳酸盐岩油气藏。近年来究重点是中东的碳酸盐岩油气藏。近年来,成像测井和随钻测井技术的发展及成像测井和随钻测井技术的

41、发展及扫描系列仪器的问世扫描系列仪器的问世,推动了碳酸盐岩地层评价技术的进步推动了碳酸盐岩地层评价技术的进步,改善了碳酸盐岩改善了碳酸盐岩地层的天然裂缝评价、内部结构研究和含油饱和度评价。地层的天然裂缝评价、内部结构研究和含油饱和度评价。4.5.14.5.1评价裸眼井天然裂缝的声波扫描器评价裸眼井天然裂缝的声波扫描器 对于低孔隙度、致密的碳酸盐岩对于低孔隙度、致密的碳酸盐岩,开启的天然裂缝是重要的油气流动通道。开启的天然裂缝是重要的油气流动通道。因此因此,为了优化生产以及注水泥和完井设计、井位确定和油藏模拟为了优化生产以及注水泥和完井设计、井位确定和油藏模拟,需要全面需要全面了解裂缝属性了解裂

42、缝属性,包括开度和渗透率。包括开度和渗透率。声波扫描器是最新一代全波列声波采集仪声波扫描器是最新一代全波列声波采集仪器器,可以测量斯通利波可以测量斯通利波,改善带宽频率响应改善带宽频率响应,具有更高的波形保真度。对于高角具有更高的波形保真度。对于高角度裂缝度裂缝,斯通利波反射最小斯通利波反射最小,因此采集波形衰减数据即可评价渗透率。因此采集波形衰减数据即可评价渗透率。4.5 4.5 其它技术其它技术4.5.24.5.2精细探测碳酸盐岩性质的新型井眼成像仪器精细探测碳酸盐岩性质的新型井眼成像仪器 在碳酸盐岩地层在碳酸盐岩地层,成像测井能够显著改善地层层序描述成像测井能够显著改善地层层序描述,提供

43、类似提供类似于岩心的关于岩石组构、孔隙度、渗透率的描述。哈里伯顿公司推出于岩心的关于岩石组构、孔隙度、渗透率的描述。哈里伯顿公司推出的大范围微成像仪器（的大范围微成像仪器（XRMIXRMI）,优于常规电成像测井仪。新颖的图像优于常规电成像测井仪。新颖的图像刻蚀软件技术能够刻蚀软件技术能够生成井壁上裂缝和孔洞的高分辨率图像生成井壁上裂缝和孔洞的高分辨率图像,通过量化通过量化孔隙空间计算产能指数孔隙空间计算产能指数,并揭示渗透性通道的复杂网络。并揭示渗透性通道的复杂网络。4.5.3 4.5.3 低碳酸盐岩产层含油饱和度评价的突破低碳酸盐岩产层含油饱和度评价的突破 可靠的含油饱和度信息对于提高碳酸盐

44、岩油田的产量和采收率是可靠的含油饱和度信息对于提高碳酸盐岩油田的产量和采收率是极其重要的。最近极其重要的。最近,随钻测井中引入了体积热中子地层俘获截面测量随钻测井中引入了体积热中子地层俘获截面测量,用于评价低阻碳酸盐岩油气藏的含油饱和度。用于评价低阻碳酸盐岩油气藏的含油饱和度。随钻测井的俘获截面测随钻测井的俘获截面测量非常靠近钻头量非常靠近钻头,在发生严重泥浆滤液侵入之前即完成了测量在发生严重泥浆滤液侵入之前即完成了测量,这非常这非常有利于俘获截面测量在地层含油饱和度评价中的应用。有利于俘获截面测量在地层含油饱和度评价中的应用。4.5 4.5 其它技术其它技术1 1、引言、引言2 2、碳酸盐岩

45、资源现状、碳酸盐岩资源现状3 3、碳酸盐岩油气勘探技术与方法、碳酸盐岩油气勘探技术与方法4 4、碳酸盐岩油气主要开发技术、碳酸盐岩油气主要开发技术5 5、碳酸盐岩勘探开发技术展望、碳酸盐岩勘探开发技术展望6 6、结论与认识、结论与认识 发展本国自己的海相油气地质理论。加强碳酸盐岩油气田勘探技发展本国自己的海相油气地质理论。加强碳酸盐岩油气田勘探技术攻关术攻关,形成油气勘探配套理论与方法体系。加强国际合作形成油气勘探配套理论与方法体系。加强国际合作,为跨国勘为跨国勘探做技术准备和人才储备。探做技术准备和人才储备。碳酸盐岩储层预测研究的关键是沉积相带的分布研究碳酸盐岩储层预测研究的关键是沉积相带的

46、分布研究,有利储集有利储集相带的选择是寻找有利储层的前提。碳酸盐岩的岩性变化大、储集空相带的选择是寻找有利储层的前提。碳酸盐岩的岩性变化大、储集空间类型多、次生变化明显、非均质性强间类型多、次生变化明显、非均质性强,成岩作用的复杂性使碳酸盐成岩作用的复杂性使碳酸盐岩储层的非均质性增强岩储层的非均质性增强,其孔隙度和渗透率的分布难以预测。裂缝的其孔隙度和渗透率的分布难以预测。裂缝的分布规律复杂分布规律复杂,所以所以碳酸盐岩缝洞研究一直是国际性攻关难题。碳酸盐岩缝洞研究一直是国际性攻关难题。5 5 发展中国家碳酸盐岩油气勘探开发技术展望发展中国家碳酸盐岩油气勘探开发技术展望 碳酸盐岩地震的纵向和横

47、向分辨率都比在碎屑岩中低碳酸盐岩地震的纵向和横向分辨率都比在碎屑岩中低,特别是潜特别是潜山碳酸盐岩地层山碳酸盐岩地层,由于埋藏深、构造复杂由于埋藏深、构造复杂,从而造成潜山内部地震反射从而造成潜山内部地震反射弱弱,地震剖面上同相轴连续性差地震剖面上同相轴连续性差,利用地震资料直接进行储层预测显然利用地震资料直接进行储层预测显然有很大的困难。碳酸盐岩储集空间类型多、次生变化大、各向异性明有很大的困难。碳酸盐岩储集空间类型多、次生变化大、各向异性明显显,具有更大的复杂性和多样性。缝洞、孔洞储集体非均质性较强具有更大的复杂性和多样性。缝洞、孔洞储集体非均质性较强,储层非均质性是制约碳酸盐岩油气勘探的

48、瓶颈。储层非均质性是制约碳酸盐岩油气勘探的瓶颈。研究一套适合于海相碳酸盐岩地层易漏失、地层破碎、储层保护研究一套适合于海相碳酸盐岩地层易漏失、地层破碎、储层保护难、油层钻遇率低、含硫等特点的钻井完井配套技术。难、油层钻遇率低、含硫等特点的钻井完井配套技术。提高漏失层预提高漏失层预测精度测精度,提高堵漏成功率提高堵漏成功率,降低钻井液对储层损害降低钻井液对储层损害,提高油层钻遇率提高油层钻遇率,提提高单井产量和最终采收率。高单井产量和最终采收率。5 5 发展中国家碳酸盐岩油气勘探开发技术展望发展中国家碳酸盐岩油气勘探开发技术展望1 1、引言、引言2 2、碳酸盐岩资源现状、碳酸盐岩资源现状3 3、

49、碳酸盐岩油气勘探技术与方法、碳酸盐岩油气勘探技术与方法4 4、碳酸盐岩油气主要开发技术、碳酸盐岩油气主要开发技术5 5、碳酸盐岩勘探开发技术展望、碳酸盐岩勘探开发技术展望6 6、结论与认识、结论与认识 碳酸盐岩分布面积占全球沉积岩总面积的碳酸盐岩分布面积占全球沉积岩总面积的20%,20%,所蕴藏的油气储量所蕴藏的油气储量占世界总储量的占世界总储量的52%52%，全球高达，全球高达90%90%的油气储量发现于海相地层。世界的油气储量发现于海相地层。世界碳酸岩油气探明可采总量为碳酸岩油气探明可采总量为1434.51434.5亿吨，探明可采石油亿吨，探明可采石油750.1750.1亿吨，亿吨，探明可

50、采天然气探明可采天然气684.4684.4亿吨。亿吨。世界碳酸盐岩储层的油气产量约占油气总产量的世界碳酸盐岩储层的油气产量约占油气总产量的60%60%。中东地区中东地区石油产量约占全世界产量的石油产量约占全世界产量的2/32/3，其中，其中80%80%的含油层产于碳酸盐岩。的含油层产于碳酸盐岩。碳酸盐岩划分出六种油气藏类型，即碳酸盐滩、生物建隆、泥质碳酸盐岩划分出六种油气藏类型，即碳酸盐滩、生物建隆、泥质白云岩白云岩/泥灰岩、白垩、不整合及岩溶型、晚期埋藏成岩型。泥灰岩、白垩、不整合及岩溶型、晚期埋藏成岩型。世界世界3535个大碳酸盐岩油气藏中个大碳酸盐岩油气藏中,跟裂缝作用有关的有跟裂缝作用