今冬明春供暖季在即,中國(guó)石化華北油氣分公司在鄂爾多斯盆地北部開(kāi)發(fā)的東勝氣田日產(chǎn)氣量已增至317萬(wàn)立方米,預(yù)計(jì)年底日產(chǎn)氣量接近400萬(wàn)立方米。今年前三季度累計(jì)產(chǎn)氣7.83億立方米,預(yù)計(jì)今年產(chǎn)量超過(guò)11億立方米,明年計(jì)劃沖刺15億立方米。這標(biāo)志著我國(guó)又一致密砂巖氣田成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)開(kāi)發(fā)。

東勝氣田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi),礦權(quán)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(jīng)歷幾個(gè)階段的勘探開(kāi)發(fā),尤其是2010年后,隨著美國(guó)非常規(guī)致密砂巖氣不斷取得新突破,加之社會(huì)發(fā)展對(duì)天然氣的需求量增大,開(kāi)發(fā)我國(guó)致密氣田迫在眉睫。華北油氣分公司科技工作者不斷深化地質(zhì)認(rèn)識(shí)、加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,逐步揭開(kāi)致密氣藏的神秘面紗,近年來(lái)東勝氣田產(chǎn)量呈階梯式快速增長(zhǎng),成為中國(guó)石化又一重要資源接替陣地之一。

從構(gòu)造到巖性,再到巖性+構(gòu)造,逐步認(rèn)清氣藏真面目

上世紀(jì)五六十年代,受限于當(dāng)時(shí)的找油氣理論和技術(shù)條件,科研人員主要以構(gòu)造圈閉為目標(biāo)尋找油氣藏,也就是在地殼運(yùn)移形成的隆起的高部位部署井位。1977年,據(jù)此理論部署在東勝氣田東北部(也就是現(xiàn)在的什股壕區(qū)塊錦66井區(qū))的伊深1井,試獲日產(chǎn)1.6萬(wàn)立方米天然氣,成為盆地重要的天然氣發(fā)現(xiàn)井。

至2010年,華北油氣分公司在盆地北部共完鉆55口探井;同時(shí)以北部為主、南北甩開(kāi),實(shí)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(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2011年,華北油氣分公司逐步加大東勝氣田的勘探開(kāi)發(fā)力度,在氣田東北部的錦11井區(qū)開(kāi)展先導(dǎo)試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備評(píng)價(jià),開(kāi)發(fā)部署思路也轉(zhuǎn)為以巖性圈閉為主。也就是說(shuō),天然氣儲(chǔ)藏在砂體中,砂體的沉積砂顆粒越大,儲(chǔ)藏條件越好,井位部署主要以氣顯示較好的砂體為目標(biāo)。當(dāng)年部署在該井區(qū)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(kāi)發(fā)重點(diǎn)向西轉(zhuǎn)移到什股壕地區(qū)的錦66井區(qū)。在實(shí)施過(guò)程中,科研人員逐步認(rèn)識(shí)到該區(qū)是巖性+構(gòu)造的復(fù)合氣藏,氣水層橫向變化快,沒(méi)有統(tǒng)一的氣水界面,構(gòu)造高點(diǎn)含氣,儲(chǔ)層薄、變化快,氣水關(guān)系復(fù)雜,實(shí)施水平井壓裂極易溝通水層發(fā)生水淹,導(dǎo)致氣井無(wú)法生產(chǎn),整體開(kāi)發(fā)效果未達(dá)預(yù)期。

針對(duì)這種情況,時(shí)任華北油氣分公司總地質(zhì)師的郝蜀民及時(shí)叫停井位部署,調(diào)整開(kāi)發(fā)思路,“知己知彼方能百戰(zhàn)百勝,不能盲目上鉆”。

他們將2015年未部署的20口井向氣田中部的十里加汗區(qū)帶轉(zhuǎn)移,目標(biāo)是尋找大型巖性圈閉氣藏,按照“先肥后瘦”原則,實(shí)施滾動(dòng)開(kāi)發(fā)。這期間,他們?cè)阱\66井區(qū)部署開(kāi)發(fā)井25口,新建產(chǎn)能1.29億立方米,提交探明儲(chǔ)量163億立方米。

從辮狀河到?jīng)_積扇,再到辮狀河,找到大面積成藏甜點(diǎn)

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(cè)試無(wú)阻流量均超過(guò)20萬(wàn)立方米/日。氣田的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)因此轉(zhuǎn)移到一個(gè)新戰(zhàn)場(chǎng)——氣田中部十里加汗區(qū)帶的錦58井區(qū)。

“你看現(xiàn)在我們描述錦58井區(qū)北部盒1段儲(chǔ)層的沉積相圖,與2015年所描述的差別很大。原來(lái)我們認(rèn)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(kāi)發(fā)過(guò)程中,隨著我們地質(zhì)認(rèn)識(shí)不斷深化,現(xiàn)在明確是沖積扇沉積。”華北油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院技術(shù)人員荀小全說(shuō)。

這個(gè)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(fā)育大面積的巖性砂體,找到這樣的砂體是實(shí)現(xiàn)規(guī)模建產(chǎn)的有利條件。

華北油氣分公司加強(qiáng)勘探開(kāi)發(fā)一體化運(yùn)行,通過(guò)地質(zhì)物探聯(lián)合預(yù)測(cè)和整體認(rèn)識(shí)、典型解剖,不斷深化氣藏特征認(rèn)識(shí),配套工程工藝技術(shù),氣藏評(píng)價(jià)與產(chǎn)能建設(shè)同步推進(jìn),2015年實(shí)現(xiàn)當(dāng)年評(píng)價(jià)當(dāng)年有效建產(chǎn),新建產(chǎn)能1.71億立方米。

為提高井位部署成功率,勘探開(kāi)發(fā)研究院科技工作者加強(qiáng)氣藏地質(zhì)特征及三維儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)研究,依據(jù)“地質(zhì)評(píng)價(jià)、三維儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、產(chǎn)能評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)”相結(jié)合的“四統(tǒng)一”井位部署優(yōu)化方法,整體部署、分批實(shí)施,實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)態(tài)調(diào)整。以同井場(chǎng)井組為例,他們優(yōu)先實(shí)施可靠程度高的氣井,根據(jù)實(shí)施效果確定后續(xù)井位,效果好則繼續(xù)實(shí)施反向井,效果不好則取消該井位。

2015~2016年,他們累計(jì)優(yōu)化部署水平井80口、新建產(chǎn)能6億立方米,針對(duì)東勝氣田復(fù)雜類型氣藏形成水平井動(dòng)態(tài)優(yōu)化部署技術(shù),有力支撐氣田高效開(kāi)發(fā)。

至2017年底,錦58井區(qū)已成為氣田上產(chǎn)的主陣地,累計(jì)部署開(kāi)發(fā)氣井170余口,提交探明儲(chǔ)量633億立方米,氣田日產(chǎn)氣量快速升至200多萬(wàn)立方米,至今已超300萬(wàn)立方米,氣田進(jìn)入規(guī)模建產(chǎn)階段。

隨著錦58井區(qū)滾動(dòng)外擴(kuò)和評(píng)價(jià),科研人員逐步認(rèn)識(shí)到該區(qū)為巖性氣藏、巖性+構(gòu)造氣藏及構(gòu)造+裂縫氣藏;北部為沖積扇沉積,向南逐步過(guò)渡為辮狀河沉積,南部辮狀河儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),井位部署難度增大。因此,從2017年起,東勝氣田真正走上細(xì)化氣藏類型、精細(xì)刻畫(huà)構(gòu)造、精細(xì)描述砂體,分類、分藏、分單元的精細(xì)開(kāi)發(fā)之路。

從直井到水平井,再到直井+水平井,工程技術(shù)再添利器

東勝氣田實(shí)施的勘探井均是直井。2011年,第一口水平井錦26井成功后,水平井逐步成為主要建產(chǎn)方式。隨著開(kāi)發(fā)深入,科研人員發(fā)現(xiàn)水平井開(kāi)發(fā)也并非完美無(wú)缺。尤其是精細(xì)地質(zhì)研究后,他們能夠更加清楚地掌握砂體的走向、未動(dòng)用氣層的分布情況,可以據(jù)此優(yōu)選開(kāi)發(fā)路線及有針對(duì)性的工程技術(shù)。

隨著地質(zhì)認(rèn)識(shí)不斷深化,新發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn),無(wú)阻流量達(dá)到16萬(wàn)立方米/日,至今已累計(jì)產(chǎn)氣450萬(wàn)立方米,且一直穩(wěn)產(chǎn)。

這些氣層呈現(xiàn)“橫向復(fù)合不連片,縱向多期疊加”特征,砂體厚度不等?？蒲腥藛T認(rèn)為,針對(duì)縱向?qū)游粏我?、厚度大的單砂體,采用水平井建產(chǎn)效果更好;如果單個(gè)砂體較薄,但多套氣層疊合,基本在縱向一條線上,就采用直井或定向井,將其像羊肉串一樣穿起來(lái),能實(shí)現(xiàn)薄氣層的有效動(dòng)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(lái),日產(chǎn)氣3.6萬(wàn)立方米,獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。相比單水平井開(kāi)發(fā),直井加水平井混合井網(wǎng)開(kāi)發(fā)大幅提高儲(chǔ)量動(dòng)用率。

為節(jié)省井場(chǎng)占地,他們今年在一個(gè)“兩井式”的水平井組,增補(bǔ)了定向井J58-6-1井和J58-6-2井,形成混合井組開(kāi)發(fā),將其水平井未動(dòng)用的盒1段、山2段等層位動(dòng)用起來(lái),以吃干榨凈剩余氣。

如果在兩口水平井之間再部署井,井筒就可能發(fā)生“碰撞”,他們?nèi)ツ赀€實(shí)施三維繞障水平井,充分利用鉆井工程技術(shù)解放剩余儲(chǔ)量。

單砂體精細(xì)刻畫(huà),同樣也可以指導(dǎo)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(shù),將上下幾個(gè)層全部壓開(kāi),使氣產(chǎn)量最大化。

如果氣層下部距離水層較近,就適當(dāng)減小壓裂規(guī)模,避免溝通水層,或采用控縫高、造長(zhǎng)縫的壓裂技術(shù),實(shí)現(xiàn)壓裂效果最優(yōu)化。

隨著科研人員對(duì)儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)持續(xù)深化,東勝氣田不斷有新發(fā)現(xiàn)、新突破:目前,他們已在錦58井區(qū)外圍找到有利區(qū)帶,由東向西展開(kāi)部署的探井獲得重大進(jìn)展;在錦66井區(qū)繼續(xù)試驗(yàn)直井開(kāi)發(fā)模式;對(duì)氣田下古生界也是信心滿滿。

一個(gè)“紫氣東來(lái),勝券在握”的東勝氣田即將呈現(xiàn)!