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60载勘探开发路 20年攻关圆“气梦”

科学探索 2023-09-14 09:03:37

来源:新华网   责任编辑:李琦

导语

杭锦旗新召区带勘探开发一体化取得重大商业发现,初步落实探明储量850亿立方米。

  中国石化华北石油人从上个世纪50年代开始,在鄂尔多斯盆地25万平方公里的土地上进行石油和天然气的普查勘探,几代人经历60余年艰苦奋斗,特别是近20年来,华北石油人抢抓西部大开发和“西气东输”的历史机遇,建成了大中型气田——大牛地气田。

  截至目前,气田已连续10年稳产30亿立方米,累计提交探明储量达4819亿立方米、累计生产天然气近500亿立方米,滚滚气流源源不断地输送至宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等沿黄6省区,成为中国石化保供大华北地区的重要气源地。

  率先在国内实现边际气田效益开发

  致密砂岩气藏因其“低产、低压、低丰度”的特点,在世界上没有成功开发的先例,但华北石油人偏要劈开这块“磨刀石”,建成自己的“根据地”。

  大牛地气田区块面积2003平方千米,上古生界拥有盒1、盒2、山1等7套气层,这些储气层具有“纵向多层叠加,横向复合连片”特征,每套气层含气的丰度很低且均不一样,找出含气丰度相对高的1类气层优先动用,是气田实现经济有效开发的最佳途径。为此,技术人员将地质资料与三维物探反演数据反复对比,在1类气层富集区采用“直井单采”技术,于2005年建成了大牛地气田首个10亿方产能。

  2007年至2011年,直井“多层合采”技术攻克了气田含气丰度略低的2类、3类气层,大牛地气田以每年4亿立方米的产能建设递增,年产气突破20亿立方米。针对开采难度更大的4类气藏,加大水平井试验,部署的水平井DP27H井,获得了日产17.8万立方米高产气流,坚定了水平井技术开发气田的信心。

  2012年,华北石油局果断决定全部运用水平井建产,相比2005年第一个10亿立方米产能建设,新建的10亿立方米产能少部署120多口井,降低了气田开发成本,也使大牛地气田成为国内首个实现全部运用水平井整体建产的大气田,2014年,气田累计产气突破200亿立方米。

  “我们的大牛地气田在2006年就实现了盈利,见效时间早于常规油气田。截至目前,气田的投资回报率已达到80%以上。”华北石油局计划处管理人员说。

  至此,华北石油局率先在鄂尔多斯盆地实现了低品位区块天然气的规模开发,颠覆了致密砂岩气无法获得经济有效开发的认知,对于盆地其他类似区块起到了较好的示范和带动作用。

  寻找剩余气分布 精细开采为气田“延寿”

  “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20年寿命了,远远优于设计,这是我们运用科学精细采气工艺技术取得的成果。”原华北采气一厂党委书记张文洪说。

  要维持气田的长寿,必须持续挖潜已动用探明储量和未动用探明储量的开发潜力。为摸清气田剩余气分布规律,华北石油局勘探开发研究院科研人员反复对比三维地震资料与岩性分析,经过无数个日日夜夜的攻关钻研,建立了不同气藏三维立体模型,能够清晰看出气层展布方向。

  通过对储层单砂体精细刻画,强化动态监测,做好不同相带、不同类型储层产出特征及剩余气分布研究,将砂体空间展布特征和剩余气进行精细描述,在新区部署新井做到有的放矢,在老区对老井采取相应的增产措施,可有效提高储量动用程度。

  近年来,华北石油局针对剩余未动用储量实施滚动建产,通过单砂体刻画和剩余气描述,在老井场上部署“加密井”,气田DK13井区连续部署的10口井,验证了该思路的可行性,同时通过二井组或多井组的集约化生产,“吃干榨净”气田边角料区块的剩余储量,截至目前,累计采用丛式井组施工83井组219口井。

  单砂体刻画还是让老井“焕发青春”的一剂良药,对部分低效无效井补孔转层,将其他层位打开,实施投产的5口井,措施有效率100%,累计增产303万立方米。对部分异常井采取井底净化、智能柱塞、负压采气等措施,使119口井正常运转,累计增产气量3267万立方米。复产6口关停井,累计增产1134万立方米,治理26口潜力井,累计产气2亿多立方米。

  寻求资源接替区 在“气田之下找气田”

  华北石油局大牛地气田历经近20年的勘探开发,上古生界致密砂岩气藏剩余可采储量减少,迫切需要向下古生界碳酸盐岩气藏要产量,寻找新的资源接替阵地。

  大牛地气田下古生界海相沉积的碳酸盐层厚度达600米,面积覆盖全气田,深度厚,拥有马五1-马五10等气层,已评价出资源量350亿立方米,提交探明储量270亿立方米,是气田最现实的接替层位。

  2011年以前,华北石油局利用开发直井评价下古生界奥陶系风化壳储层,在风化壳钻遇测试效果良好,显示其具有较好的开发前景,但直井测试产能较低,单层开发难度大。

  随着水平井分段压裂技术的成熟,华北石油局积极开展奥陶系水平井探索试验,评价风化壳水平井开发适应性:明确储层发育控制因素,开展精细古地貌刻画与定量含气预测攻关,提高储层横向预测精度,调整水平井部署与轨迹设计,利用加砂酸压工艺技术体系,提高风化壳储层酸压改造效果。2015年后,单井最高无阻流量52万立方米/天,完成试气16口,平均无阻流量6.97万立方米/天,较初期试验阶段提高1.7倍。

  大牛地气田部署的大深1井,通过精细落实构造,精细刻画沉积相带空间展布,实现下古生界深层碳酸盐岩成藏组合新突破,推动了大牛地气田“向深层勘探”的战略转移,落实有利面积763平方千米,资源量572亿立方米,有望建成新的规模增储阵地。

  针对孔隙型碳酸盐岩储层,研发出水力加砂体积压裂技术,裂缝长度显著提升至200米以上,改造体积相比酸压突破性提高了98.4%,DK13-FP24井单段加砂量创国内碳酸盐岩窄缝宽储层最大加砂纪录,初期产量7.6万立方米/天,实现孔隙型气藏改造效果大幅提升。

  随着下古开发的深入,已评价出优质“甜点”区878平方千米,成为气田最现实的资源接替层。目前,下古生界碳酸盐岩气藏日贡献气量超过126万立方米,为大牛地气田连续10年稳产30亿立方米提供了有力支撑。

  创新特色管理模式诞生“大牛地速度”

  市场的开放化,是大牛地气田管理的特色之一。华北石油局按照中国石化“集团化操作,市场化运作,项目化管理,社会化服务”部署思路,站在资源发展战略的高度,决定开放市场,最大限度地整合、使用华北石油局外部,甚至石化系统及其外部资源,形成按市场需求引进队伍的新模式。

  2003年,大-杭先导性开发试验工程中,华北石油局集合华北石油工程、中原等56支作业队伍、1700多石油健儿,仅用83天,即完成了138公里集输管线的建设工程。

  组织管理的扁平化,是大牛地气田管理的又一特色。为加强气田勘探开发建设的组织管理,规模勘探开发建设之初,华北石油局成立了相应的管理机构,组建了鄂尔多斯前线指挥部,代表该局履行鄂尔多斯工区油气勘探开发前线生产经营管理职能。

  敏捷、灵活、快速、高效的扁平化组织管理,“快速反应,迅速决策,高效精干”的组织实施体系,打破了职能部门之间的界限,建立了全新的过程型管理组织结构,实现了管理前移,推动了气田勘探开发的高速度。

  生产运行的流程化,是大牛地气田管理的第三个特色。严格的生产运行管理,使过程控制和结果控制达到了高度统一。前线指挥系统制定完善的生产运行图、生产组织运行图、生产运行责任图,涵盖了钻井、测井、录井等多项工程专业的流程设计和作业程序,从理论上、制度上、组织上为气田工程作业实现无缝链接打下了基础。

  走出大牛地 拓展天然气资源接替阵地

  油气田开发中每一块新区、新层位都要经历3至5年的准备。2011年至2013年,分别启动了鄂尔多斯北部杭锦旗(东胜气田)、大牛地下古生界等区块的先期勘探。杭锦旗区块面积8941平方千米,资源潜力巨大,按照找“甜点”打气藏河道的模式,在摸清主河道的基础上不断外扩。

  2012年,区域沉积相研究认为独贵加汉一带是近源成藏组合发育的有利区,技术人员利用二维地震资料在独贵加汗区部署了两口预探井,即锦57井和锦58井,试获了工业气流,揭开了独贵加汗富集带的勘探序幕。

  2019年9月25日,中国石化对外宣布,鄂尔多斯盆地油气勘探获得重大进展,发现“千亿方大气田”——东胜气田。东胜气田千亿方储量的发现,是中石化在鄂尔多斯盆地复杂成藏领域取得的新突破,标志着盆地北缘60年来的油气勘探工作实现了里程碑式的突破,实现了华北石油局勘探开发“走出大牛地,再找资源新阵地”的战略目标。

  推动油气增储上产 科技创新激发活力

  进入“十四五”发展新阶段,华北石油局深入贯彻党的二十大精神、能源安全新战略,落实集团公司“五个一流”部署要求,进一步加大开发开发力度,不断提升管理水平,把各项措施落实到位,实现稳油增气降本目的,推动公司高质量发展。

  按照集团公司要求,该局在奋力推进气田稳产工程的基础上,持续加大“三新”领域预探力度,通过攻克技术难关、创新管理机制,阳煤1井实现深部煤层气重大突破,有望成为重要战略接替领域。

  杭锦旗新召区带勘探开发一体化取得重大商业发现,初步落实探明储量850亿立方米。富县牛武区带评价取得重要进展,XF11P1、XF15-X1井钻遇优质储层,有望取得重大突破。

  与此同时,加强创新攻关团队建设,深化应用“揭榜挂帅”“赛马”机制,全面激发科技创新活力。产量运行更加积极主动,上半年天然气同比增长0.56亿立方米。产能建设高效推进,上半年新井产量贡献同比提高44.2%。其中,东胜气田新井日产气超110万立方米、创历史最好水平。推进一体化控递减示范区建设,大牛地、东胜气田老井控递减均好于预期,气田上半年自然递减率同比降低3.4个百分点。推进关停井和低产低效井专项治理,上半年措施增产同比提高48%。

  该局还持续深化油公司体制机制改革,按照基础管理提升推进会部署,构建“三基”长效机制,完善机关、基层基础管理考核评价机制,确保基础管理体系在基层落地见效。通过完善常态化对标管理体系,促进企业“五大能力”螺旋式提升,奋力在端牢能源饭碗、保障国家能源安全,谱写中国式现代化石化新篇章中再立新功、再创佳绩。(付豫蓉 马献珍)

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