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美国Avalon页岩气开采陷入两囧之地

美国Avalon页岩气开采进入两囧之地

Avalon页岩区带位于二叠盆地最西部的Delaware盆地,且发育在Bone Spring地层之上。有时我们将Avalon-Bone Spring页岩区带也简称为Avalon页岩区带。人们曾经钻穿该页岩层以寻找其它油气藏,但在一段时间内并未发觉Avalon页岩的潜力。然而,机遇与风险往往并存,是否该冒险一试却值得我们深思。

运营商在Avalon非常规油气区的生产过程中,面临财政问题。

运营商常用“既充满风险,也充满机遇”来形容美国新墨西哥州的Avalon 页岩。尽管Avalon 页岩中液态烃比例很高,但是从整体的净现值(NPV)的角度观之,其石油和天然气开采价值值得深思。从地质学角度来看,Avalon 页岩空间展布面积大,横跨新墨西哥州和西德克萨斯州的八大县,但是主要的钻井、完井工作仅集中分布在新墨西哥州的Eddy县和Lea县。

美国Avalon页岩气开采进入两囧之地

Bone Spring地层是特拉华盆地中较厚的二叠纪沉积地层,而Avalon页岩(在Lea县的南部常被称为Leonard页岩)是Bone Spring地层的次级地层单元。由图2可知,Avalon页岩层位于Bone Spring 石灰岩层大概5~40英尺厚的区域下方,同时Bone Spring石灰岩层上覆Brushy Canyon层,而Brushy Canyon层是Delaware地层的次级地层单元,为砂泥岩互层段。

美国Avalon页岩气开采进入两囧之地

运营风险

一般来说,Avalon页岩层段的上部和下部由页岩层和砂岩层包裹,并以碳酸盐岩薄层作为划分和识别标志。大多数情况下,这些硅质胶结的页岩单元被认为是最具生产价值的,因此选择对其进行水平钻井和多级水力压裂。业界认为,Avalon油气区是一个常规、低渗透、达西系数下降的储层且属于非常规页岩综合储层。

运营商在对Avalon页岩的生产开发过程中面临诸多财政风险:

如果水力压裂时不慎穿透了Brushy Canyon地层,便会因此产出大量的卤水,然而这却并不是我们想要的结果。因此我们不得不耗费相当大的财力再将这些流体重新注入地层。

假如Avalon是主要页岩(即没有大量的砂岩夹层),并且储层整体恢复速度比同类型地层慢一些,在这种情况下,便可能在给定井的前期生产阶段就出现低于开采价值的采油速度。

因为在钻完井的早期阶段需要通过分析经验曲线来预测开采面积,因此操作风险与缓慢的钻井完井过程密切相关。钻井完井的进程将直接影响油井的生产性能,如果在没有进行充足研究情况下想达到优化钻完井进程的效果,这将会是一个很大的挑战。

在Eddy县和Lea县的监管环境下,Avalon油气区的运营过程比国内其他非常规油气区的勘探开发更加复杂。其成本的增加量高到足以影响财政整体的净现值。

储层采收率

过去的两年里,在开发商的努力下,Avalon页岩的采收率提升了20%。现今单口生产井第一个月的平均日产油量为200桶/天,平均日产湿气量为6亿标准立方英尺/天(mscf/d),其双曲线衰减指数在0.55~0.71之间(初始下降率在70%~90%之间)。许多井甚至超越了这个产量基准,因此某些运营商认为只要石油价格能保持在75美元/桶左右,就可能具有一定的商业价值。

由于开发过程存在Brushy Canyon地层溢出大量盐水的风险,因此对于特定区域的完井应将重点放在确定开发层系最高位置上,以确保只是对Avalon层段产生了影响,同时避免诱导裂缝贯穿Bone Spring层和高渗透率的Delaware卤水砂岩层。

成功采用高粘度压裂液完成水力压裂过程,并确保支撑剂侧向运移至Avalon页岩以上的浅层部位。压裂处理过程用滑溜水会导致仅在横向高度以下的地方有支撑剂铺置的风险,因此会由于需要额外的费用而错过上部潜在的高产性油藏。石油圈原创www.oilsns.com

降低表面张力从而提高生产率

最近,人们对以下方面有着浓厚的兴趣:

降低表面张力以及岩石和注入流体之间的界面张力。

降低必要的毛细管力使烃类流体能够流入并经过含支撑剂的诱导裂缝。

其隐含的目标是,通过增加负荷恢复从而减少对油气流动产生阻碍的吸附水的总体积。人们认为,通常Avalon页岩油气区的水力压裂会形成相对简单的双向诱导裂缝。而部分Avalon页岩的水力破裂区域的两个主应力(最大主应力和最小主应力)之间会呈现出较低的差异。在这种情况下,垂向诱导裂缝可以向两个方向延伸。一般来说,裂缝发育的主要方向大致是北偏东45°(北东-南西向),而少数裂缝的方位角有时会偏转至北偏西45°。

与远场诱发裂缝的复杂性相关,且相关度由低到中的其他分支裂缝也是非常重要的,若想计算各单元在横向长度上的裂缝起裂点,则需要Avalon层段产生足够多的支撑缝面积。一般情况下,水平井分段压裂在水平段每1000英尺至少3.5段,每个压裂段4到5簇射孔。典型的水平段压裂有15段,每分钟泵入80桶,这需要(或超过)11000-15000的液压泵送马力。石油圈原创www.oilsns.com

循环利用压裂水

美国Avalon页岩气开采进入两囧之地

新墨西哥州东南部是美国最干旱地区之一,因此压裂水的来源已经成为开采Avalon页岩油气的一个首要任务。通常水需要被拖运或抽送超过20多英里距离,然后存放于用于水力压裂的临时存储设备中。这样不仅有利于促进对更多边界水和微咸水来源的调查研究,而且有利于运营商从先前不当的运营方法中醒悟过来,并将注意力调转到循环利用压裂水上来。石油圈原创www.oilsns.com

循环利用压裂水是一个高度专业化作业,比如,从一个区域到另一个区域其中的溶解性固体物质就会产生大幅度的变化,因此每一个项目都需要制定一个独特的处理方案。同上文提到的相似,分15段进行压裂处理,通常大致需要75000~120000桶的压裂水(考虑底部剩余和未知的操作)。这项工程的准备工作和运输所需的后勤工作也是非常强大的。在单一工序中要想完成4~8口平行井就涉及到高达5000万加仑水的储存、处理、运作。

在Avalon页岩层段某些部分的成功试验,促进了人们对Bone Spring的一、二、三级层段的进一步勘探。其中三个层段中具有相似的有机页岩、超低渗透率砂岩和灰岩三者结合。该地层组合在垂向上位于Avalon页岩和Wolfcamp地层之间,同时横向上在新墨西哥州和德克萨斯州的Delaware盆地均有发育。Avalon页岩的早期生产开发结果暗示在其下方较低地层区域可能也具有类似的油气生产力。

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