致密砂岩气藏气体钻井高效建产的机理分析及展望

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2023.06.17.01

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (4): 87-95.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.06.17.01

致密砂岩气藏气体钻井高效建产的机理分析及展望

李皋^1,2, 张毅¹, 李红涛^1,2, 孟英峰^1,2, 杨旭^1,2

1. 油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学, 四川成都 610500;
2. 油气钻完井技术国家工程研究中心欠平衡/气体钻井实验室, 四川成都 610500

收稿日期:2023-06-17 发布日期:2025-07-25
通讯作者: 李皋，E-mail:swpuligao@qq.com
作者简介:李皋，1976年生，男，汉族，四川武胜人，研究员，博士研究生导师，主要从事工程地质力学、储层保护及欠平衡钻井系列技术等方面的研究工作。E-mail:swpuligao@qq.com
张毅，1998年生，男，汉族，四川资阳人，博士，主要从事储层保护、高温岩石力学、岩石断裂力学等方面的研究工作。E-mail:swpu_zhangyi@126.com
李红涛，1988年生，男，汉族，河南周口人，副研究员，主要从事深井、超深井、复杂井钻井井筒多相流瞬态流动理论建模、实验仿真及工程应用等方面的研究工作。E-mail:lihongtao053@aliyun.com
孟英峰，1954年生，男，汉族，河北保定人，教授，博士研究生导师，主要从事储层保护及欠平衡钻井系列技术等方面的研究工作。Email:cwct-myf@vip.sina.com
杨旭，1988年生，男，汉族，四川武胜人，讲师，博士（后），主要从事地质工程一体化、井壁稳定、非常规油气储层保护和产能评价等方面的研究工作。E-mail:yangxuzq@sina.com
基金资助:
国家自然科学基金（61731016，51674217，51904264）；四川省自然科学基金（2023NSFSC0929）

Mechanism Analysis and Prospect of Efficient Production of Gas Drilling in Tight Sandstone Gas Reservoirs

LI Gao^1,2, ZHANG Yi¹, LI Hongtao^1,2, MENG Yingfeng^1,2, YANG Xu^1,2

1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploration, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China;
2. Underbalanced/Gas Drilling Laboratory, National Engineering Research Center of Oil & Gas Drilling and Completion Technology, Chengdu, Sichuan 610500, China

Received:2023-06-17 Published:2025-07-25

摘要/Abstract

摘要： 气体钻井开发致密砂岩气藏具有避免储层损害的天然优势，然其机理尚不够清晰；致使高效建产存在偶然性。为此，系统性回顾了气体钻井开发致密砂岩气藏的经验与教训，以迪北、川西地区气体钻井开发致密气藏实践为例，基于甲烷浓度、出口湿度等随钻监测数据，结合岩屑X射线衍射、测井资料分析高效建产机理。研究发现，高产井产气点井深与砂泥岩岩性界面高度对应，证实了其衍生的缝网系统为主要储气空间和产气通道，是井轨迹的重点穿越目标，未来应加强提高气体钻进安全穿越砂泥岩夹层的能力。受断裂带影响，有水气藏中下部地层水会运移至断层下降盘的上部，因此应以构造高点、断层上升盘为井位部署依据，并结合成藏演化与构造运动历史进行优化。后续还需深入工程地质力学研究，关注岩性界面缝的有效性和有水气藏中气水关系及其影响，同时发展复杂环境下的气体钻完井工艺及工具。

关键词: 致密砂岩气藏, 气体钻井, 岩性界面, 井位部署, 储层保护

Abstract: Gas drilling for the development of tight sandstone gas reservoirs is of natural advantages in avoiding reservoir damage. However, the lack of clear understanding of its mechanisms introduces uncertainties regarding its ability to achieve efficient production. To address this issue, a systematic review was conducted on the experiences and lessons learned from gas drilling for the development of tight sandstone gas reservoirs. The gas drilling practices in the Dibei and western Sichuan regions were used as examples. Based on drilling monitoring data such as methane concentration and outlet humidity, and through the analysis of cuttings' X-ray diffraction and logging data, the mechanisms for efficient production were examined. The study revealed that productive gas points in high-yield wells corresponded to the height of the sandstone-shale lithological interface, confirming that the derived fracture network system serves as the primary gas storage space and gas production pathway, making it a crucial target for wellbore trajectory. Influenced by fault zones, water from the lower part of aquifers could migrate to the upper part of the fault drop zone. Therefore, well deployment should be based on high structural points and fault uplift zones, taking into account reservoir evolution and tectonic movement history for optimization. It is believed that further in-depth research in engineering geological mechanics is needed, focusing on the effectiveness of lithological interface fractures, the relationship between gas and water in aquifers, and their impacts. Additionally, the development of gas drilling and completion techniques and tools for complex environments should be pursued.

Key words: tight sandstone gas reservoir, gas drilling, lithological interface, wellbore deployment, reservoir protection

中图分类号:

TE32

李皋, 张毅, 李红涛, 孟英峰, 杨旭. 致密砂岩气藏气体钻井高效建产的机理分析及展望[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2025, 47(4): 87-95.

LI Gao, ZHANG Yi, LI Hongtao, MENG Yingfeng, YANG Xu. Mechanism Analysis and Prospect of Efficient Production of Gas Drilling in Tight Sandstone Gas Reservoirs[J]. Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition), 2025, 47(4): 87-95.

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