今冬明春供暖季在即,中國石化華北油氣分公司在鄂爾多斯盆地北部開發的東勝氣田日產氣量已增至317萬立方米,預計年底日產氣量接近400萬立方米。今年前三季度累計產氣7.83億立方米,預計今年產量超過11億立方米,明年計劃衝刺15億立方米。這標誌著我國又一致密砂岩氣田成功實現商業開發。
東勝氣田位於內蒙古自治區鄂爾多斯市境內,礦權面積8940平方千米。早在60年前,華北油氣分公司就在此尋油找氣,經歷幾個階段的勘探開發,尤其是2010年後,隨著美國非常規緻密砂岩氣不斷取得新突破,加之社會發展對天然氣的需求量增大,開發我國緻密氣田迫在眉睫。華北油氣分公司科技工作者不斷深化地質認識、加強技術創新,逐步揭開緻密氣藏的神秘面紗,近年來東勝氣田產量呈階梯式快速增長,成為中國石化又一重要資源接替陣地之一。
從構造到巖性,再到巖性+構造,逐步認清氣藏真面目
上世紀五六十年代,受限於當時的找油氣理論和技術條件,科研人員主要以構造圈閉為目標尋找油氣藏,也就是在地殼運移形成的隆起的高部位部署井位。1977年,據此理論部署在東勝氣田東北部(也就是現在的什股壕區塊錦66井區)的伊深1井,試獲日產1.6萬立方米天然氣,成為盆地重要的天然氣發現井。
至2010年,華北油氣分公司在盆地北部共完鑽55口探井;同時以北部為主、南北甩開,實施二維地震7000多平方千米、三維地震400多平方千米,為氣田勘探開發奠定了基礎。
2011年,華北油氣分公司逐步加大東勝氣田的勘探開發力度,在氣田東北部的錦11井區開展先導試驗和開發準備評價,開發部署思路也轉為以巖性圈閉為主。也就是說,天然氣儲藏在砂體中,砂體的沉積砂顆粒越大,儲藏條件越好,井位部署主要以氣顯示較好的砂體為目標。當年部署在該井區的錦26井,獲得較好的天然氣顯示。
2013~2015年,華北油氣分公司將開發重點向西轉移到什股壕地區的錦66井區。在實施過程中,科研人員逐步認識到該區是巖性+構造的複合氣藏,氣水層橫向變化快,沒有統一的氣水界面,構造高點含氣,儲層薄、變化快,氣水關係複雜,實施水平井壓裂極易溝通水層發生水淹,導致氣井無法生產,整體開發效果未達預期。
針對這種情況,時任華北油氣分公司總地質師的郝蜀民及時叫停井位部署,調整開發思路,“知己知彼方能百戰百勝,不能盲目上鑽”。
他們將2015年未部署的20口井向氣田中部的十里加汗區帶轉移,目標是尋找大型巖性圈閉氣藏,按照“先肥後瘦”原則,實施滾動開發。這期間,他們在錦66井區部署開發井25口,新建產能1.29億立方米,提交探明儲量163億立方米。
從辮狀河到沖積扇,再到辮狀河,找到大面積成藏甜點
2015年下半年,部署在氣田中部的J58P4H、J58P5H等3口氣井獲得重大突破,測試無阻流量均超過20萬立方米/日。氣田的開發重點因此轉移到一個新戰場——氣田中部十里加汗區帶的錦58井區。
“你看現在我們描述錦58井區北部盒1段儲層的沉積相圖,與2015年所描述的差別很大。原來我們認為是辮狀河沉積,就是砂體的沉積及走向像疊加的辮子一樣。而在氣田開發過程中,隨著我們地質認識不斷深化,現在明確是沖積扇沉積。”華北油氣分公司勘探開發研究院技術人員荀小全說。
這個沖積扇砂體展布像一把巨大的“扇子”,扇子包括扇根、扇中、扇緣三部分,發育大面積的巖性砂體,找到這樣的砂體是實現規模建產的有利條件。
華北油氣分公司加強勘探開發一體化運行,通過地質物探聯合預測和整體認識、典型解剖,不斷深化氣藏特徵認識,配套工程工藝技術,氣藏評價與產能建設同步推進,2015年實現當年評價當年有效建產,新建產能1.71億立方米。
為提高井位部署成功率,勘探開發研究院科技工作者加強氣藏地質特徵及三維儲層預測技術研究,依據“地質評價、三維儲層預測、產能評價、經濟評價”相結合的“四統一”井位部署優化方法,整體部署、分批實施,實時跟蹤、動態調整。以同井場井組為例,他們優先實施可靠程度高的氣井,根據實施效果確定後續井位,效果好則繼續實施反向井,效果不好則取消該井位。
2015~2016年,他們累計優化部署水平井80口、新建產能6億立方米,針對東勝氣田複雜類型氣藏形成水平井動態優化部署技術,有力支撐氣田高效開發。
至2017年底,錦58井區已成為氣田上產的主陣地,累計部署開發氣井170餘口,提交探明儲量633億立方米,氣田日產氣量快速升至200多萬立方米,至今已超300萬立方米,氣田進入規模建產階段。
隨著錦58井區滾動外擴和評價,科研人員逐步認識到該區為巖性氣藏、巖性+構造氣藏及構造+裂縫氣藏;北部為沖積扇沉積,向南逐步過渡為辮狀河沉積,南部辮狀河儲層非均質性強,井位部署難度增大。因此,從2017年起,東勝氣田真正走上細化氣藏類型、精細刻畫構造、精細描述砂體,分類、分藏、分單元的精細開發之路。
從直井到水平井,再到直井+水平井,工程技術再添利器
東勝氣田實施的勘探井均是直井。2011年,第一口水平井錦26井成功後,水平井逐步成為主要建產方式。隨著開發深入,科研人員發現水平井開發也並非完美無缺。尤其是精細地質研究後,他們能夠更加清楚地掌握砂體的走向、未動用氣層的分佈情況,可以據此優選開發路線及有針對性的工程技術。
隨著地質認識不斷深化,新發現的含氣層系不斷增加:上古生界有盒3段、盒2段、盒1段、山西組、太原組等氣層;去年部署的J58P33T井在下古生界獲得重大發現,無阻流量達到16萬立方米/日,至今已累計產氣450萬立方米,且一直穩產。
這些氣層呈現“橫向複合不連片,縱向多期疊加”特徵,砂體厚度不等。科研人員認為,針對縱向層位單一、厚度大的單砂體,採用水平井建產效果更好;如果單個砂體較薄,但多套氣層疊合,基本在縱向一條線上,就採用直井或定向井,將其像羊肉串一樣穿起來,能實現薄氣層的有效動用。
如去年部署的直井J58-1井,就將盒3段、盒2段、盒1段及山2段全部串了起來,日產氣3.6萬立方米,獲得較好的經濟效益。相比單水平井開發,直井加水平井混合井網開發大幅提高儲量動用率。
為節省井場佔地,他們今年在一個“兩井式”的水平井組,增補了定向井J58-6-1井和J58-6-2井,形成混合井組開發,將其水平井未動用的盒1段、山2段等層位動用起來,以吃幹榨淨剩餘氣。
如果在兩口水平井之間再部署井,井筒就可能發生“碰撞”,他們去年還實施三維繞障水平井,充分利用鑽井工程技術解放剩餘儲量。
單砂體精細刻畫,同樣也可以指導壓裂施工。水平井的目的層段如果上下有幾套氣層,且隔夾層不太厚,就可選用穿層壓裂工藝技術,將上下幾個層全部壓開,使氣產量最大化。
如果氣層下部距離水層較近,就適當減小壓裂規模,避免溝通水層,或採用控縫高、造長縫的壓裂技術,實現壓裂效果最優化。
隨著科研人員對儲層認識持續深化,東勝氣田不斷有新發現、新突破:目前,他們已在錦58井區外圍找到有利區帶,由東向西展開部署的探井獲得重大進展;在錦66井區繼續試驗直井開發模式;對氣田下古生界也是信心滿滿。
一個“紫氣東來,勝券在握”的東勝氣田即將呈現!
閱讀更多 中石化勝利油田 的文章
