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【油气】“华北梦”的引擎
2015年06月17日 14:32   来源于:中国石油石化   作者:马献珍 施长春 杨大超   打印字号
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——中石化华北石油局“寻油找气60年”系列报道之二

  依靠科学理论指导和科技进步,华北石油局在60年勘探开发历程中不断突破瓶颈,实现持续发展。

  ○ 文/马献珍 施长春 杨大超

  鄂尔多斯是块神奇而又古老的土地,寓意蕴藏有丰富的石油与天然气资源,具有“满盆气、半盆油”之说。

  在这个属于低渗致密油气藏的盆地,中石化华北石油局、华北油气分公司经过长期勘探,用10年时间开发建成一座450万吨油当量的中型油气田。

  “在不同的发展时期,我们均遇到各种瓶颈问题,华北人运用科技进步突破重重难关,形成一整套适应低渗油气田开发的油气藏理论、工程工艺、采油气工艺技术,使油气田走上健康、有效、可持续发展的道路。” 华北石油局局长、华北油气分公司总经理周荔青如是说。

华北石油人用科技突破了一个个发展中的瓶颈。 摄影/胡庆明

  理论支撑油气突破

  尽管鄂尔多斯全盆地油气资源总量约180亿吨油当量,但因典型的致密低渗、特低渗油气藏特性,难以实现效益开发。

  上世纪70年代,华北局转变思路,从寻找构造圈闭油气藏向探索盆地内部岩性圈闭油气藏转移。盆地北部的天然气资源虽然有了几口井的重大突破,却有着共同的致命弱点:低压、低渗、低产,主力气层隐蔽性强,不易被发现。

  为此,华北局科技人员仔细分析,将二维地震处理解释与沉积特征研究相结合,储层预测与沉积微相分析相结合,以及科研与生产的紧密结合,在大牛地区域部署了第一口探井—大探1井。1999年,大探1井在两个气层获得了工业气流,成为重要的发现井。华北石油人当年提交探明储量165亿立方米。

  进入21世纪,华北局整体并入中国石化集团,更加重视鄂尔多斯盆地的天然气勘探开发,将其列为资源战略的主战场,并在2001年明确提出“十五”末建成年产5亿立方米的天然气生产能力,拥有2500亿立方米的天然气探明储量。

  但华北人明白,由于这里单层平均丰度较低,他们必须摆脱思想禁锢,在立体勘探上做文章。根据鄂尔多斯盆地北部上古生界的天然气特征,华北人探索出指导大牛地勘探的“主源定型、相控储层、高压封闭、近源成藏”地质理论。该理论的重要意义是天然气均聚集在高压封闭的“封存箱”内,箱顶、箱中、箱底都应该有天然气存在,要找到产气高的层位,就要采取立体勘探的策略。

  正是这一思路的指导,华北局2002年开始部署的探井均有主要的目的层、兼探其他次要层位,在大牛地部署的大15井和大16井,在箱顶的盒2、盒3气层分别试获日产21万立方米和16万立方米的高产工业气流。

  “大15、大16井获得高产气流意义重大,指明了大牛地气田开发的经济前景,突破了单井产量低这一制约气田开发的瓶颈问题,真正坚定了华北局建立天然气生产基地的信心和决心。”华北分公司副总经理、总地质师郝蜀民说。

  2004年,华北局正式提交2615亿立方米探明储量,提前一年完成中石化集团公司要求的目标,在“十五”末拥有2944亿立方米探明储量,年产10亿立方米的天然气生产能力。

  工程提速成本直降

  气田开发初期,华北人面临的最大困难是能否使气田快速实现效益开发。

  当年施工一口直井最快也要60多天。2003年,时任中石化集团公司高级副总裁牟书令到工区视察,要求钻井队一年要具备施工10口井以上的能力。一时间,工区各钻井队伍开始“优快钻井”攻关。当年,具有高效钻井效率的PDC钻头试验成功,一年施工10口井变成了现实。

  同时,华北测井公司运用“大满贯”组合式测井,一趟入井仪器可完成多项测井参数,单井测井作业由原来30多个小时压缩到几个小时。华北录井自主研发了“定录一体化”技术,在定向井、水平井钻进过程中,及时调整井眼轨迹,让钻头沿目的层钻进,避免无效进尺,既提高了钻井速度,又利于油气成果的发现。

  华北分公司副总工吴吉元介绍,2005年,大牛地气田进入大规模开发。当年要施工233口开发井,正常情况需要40多支钻井队。经过中石化集团公司与各油田协调,仅筹集到31台套钻机。正是钻井及相关专业的施工速度的大幅度提升,才顺利完成10亿立方米产能建设任务,并创造了当年开工、当年建设、当年供气的“大牛地速度”。

  气田较为富集的气层被开发后,华北局瞄准了更低品位储层,这部分储量占气田探明储量的1/3,常规直井无法实现效益开发,必须运用泄气面积大的水平井技术。由于施工水平井难度大、成本高,2006年一口水平井最低耗时要100多天,耗资数千万元。近年来,钻井施工队通过不断探索攻关,水平井钻井周期直线下降。同时,利于提高单井油气产量的水平井分段压裂技术也逐步成熟。2011年,部署在气田低品位储层的水平井DP27井,经压裂试获得日产17.8万立方米高产气流,坚定了华北局运用水平井开发低品位储层的信心。

  2012年,大牛地气田全部运用水平井开发,成为国内首个全部运用水平井建产的气田,并连续3年实现新建产能10亿立方米,每年产气量以5亿~6亿立方米递增。单井施工成本连续3年实现递减,平均每年递减150万元左右。

  精耕细作 吃干榨净

  “气田初期设计气井的稳产期为3至5年,而现在许多气井已有10年寿命了,这是科学采气工艺技术的成果。”华北采气一厂党委负责人张文洪说。

  气田所采用的输气工艺是“高压进集气站,低温分离水合物”,充分利用地层能量,让天然气自己跑出来,不但节省成本,也有利于气井长寿。因气井具备低压、低渗特性,气井合理配产至关重要。采气厂通过实践摸索,直井的配产按初期产量的1/5至1/7,水平井气井的配产按初期产量的1/3至1/5,并根据气井实际的井内压力做适时调整,施行“一井一策”,提高了可采储量。现在,气井平均递减率已被控制在10%以下,在同类气田中保持较高水平。

  为使气田开发更加科学合理,华北分公司根据气藏特性,在不同时期走不同的开采技术路线。2005年,公司运用“直井单采”技术,优先动用“甜点”气层;2006-2010年,运用“多层合采”技术,使相对较为富集的层位实现了效益开发;2011年之后,水平井技术的成功应用,使更低品位储层得到有效开采。同时,通过在老井场上部署“加密井”,以及丛式水平井井组,“吃干榨净”气田边角料区块的剩余储量,不但节省了占用耕地,也使气田的储量动用率进一步提高。

  周荔青表示,华北石油局将通过进一步强化地质研究,优化工程工艺技术,继续挖潜大牛地气田下古生界、邻区的杭锦旗区块和定北、富县等区域的致密气,为实现百亿立方米大气田的目标坚定技术自信和发展自信。

  责任编辑:赵 雪

  znzhaoxue@163.com

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