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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(fā)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,明年計劃沖刺15億立方米。這標志著我國又一致密砂巖氣田成功實現商業(yè)開發(fā)。

東勝氣田位于內蒙古自治區(qū)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(fā),尤其是2010年后,隨著美國非常規(guī)致密砂巖氣不斷取得新突破,加之社會發(fā)展對天然氣的需求量增大,開發(fā)我國致密氣田迫在眉睫。華北油氣分公司科技工作者不斷深化地質認識、加強技術創(chuàng)新,逐步揭開致密氣藏的神秘面紗,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,受限于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(qū)塊錦66井區(qū))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(fā)現井。

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(fā)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(fā)力度,在氣田東北部的錦11井區(qū)開展先導試驗和開發(fā)準備評價,開發(fā)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(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發(fā)重點向西轉移到什股壕地區(qū)的錦66井區(qū)。在實施過程中,科研人員逐步認識到該區(qū)是巖性+構造的復合氣藏,氣水層橫向變化快,沒有統(tǒng)一的氣水界面,構造高點含氣,儲層薄、變化快,氣水關系復雜,實施水平井壓裂極易溝通水層發(fā)生水淹,導致氣井無法生產,整體開發(fā)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(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)帶轉移,目標是尋找大型巖性圈閉氣藏,按照“先肥后瘦”原則,實施滾動開發(fā)。這期間,他們在錦66井區(qū)部署開發(fā)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(fā)重點因此轉移到一個新戰(zhàn)場——氣田中部十里加汗區(qū)帶的錦58井區(qū)。

“你看現在我們描述錦58井區(qū)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(fā)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(fā)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(fā)育大面積的巖性砂體,找到這樣的砂體是實現規(guī)模建產的有利條件。

華北油氣分公司加強勘探開發(fā)一體化運行,通過地質物探聯合預測和整體認識、典型解剖,不斷深化氣藏特征認識,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(fā)研究院科技工作者加強氣藏地質特征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(tǒng)一”井位部署優(yōu)化方法,整體部署、分批實施,實時跟蹤、動態(tài)調整。以同井場井組為例,他們優(yōu)先實施可靠程度高的氣井,根據實施效果確定后續(xù)井位,效果好則繼續(xù)實施反向井,效果不好則取消該井位。

2015~2016年,他們累計優(yōu)化部署水平井80口、新建產能6億立方米,針對東勝氣田復雜類型氣藏形成水平井動態(tài)優(yōu)化部署技術,有力支撐氣田高效開發(fā)。

至2017年底,錦58井區(qū)已成為氣田上產的主陣地,累計部署開發(fā)氣井170余口,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(guī)模建產階段。

隨著錦58井區(qū)滾動外擴和評價,科研人員逐步認識到該區(qū)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(fā)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井成功后,水平井逐步成為主要建產方式。隨著開發(fā)深入,科研人員發(fā)現水平井開發(fā)也并非完美無缺。尤其是精細地質研究后,他們能夠更加清楚地掌握砂體的走向、未動用氣層的分布情況,可以據此優(yōu)選開發(fā)路線及有針對性的工程技術。

隨著地質認識不斷深化,新發(fā)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(fā)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(wěn)產。

這些氣層呈現“橫向復合不連片,縱向多期疊加”特征,砂體厚度不等?？蒲腥藛T認為,針對縱向層位單一、厚度大的單砂體,采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,就采用直井或定向井,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(fā),直井加水平井混合井網開發(fā)大幅提高儲量動用率。

為節(jié)省井場占地,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(fā),將其水平井未動用的盒1段、山2段等層位動用起來,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”,他們去年還實施三維繞障水平井,充分利用鉆井工程技術解放剩余儲量。

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(guī)模,避免溝通水層,或采用控縫高、造長縫的壓裂技術,實現壓裂效果最優(yōu)化。

隨著科研人員對儲層認識持續(xù)深化,東勝氣田不斷有新發(fā)現、新突破:目前,他們已在錦58井區(qū)外圍找到有利區(qū)帶,由東向西展開部署的探井獲得重大進展;在錦66井區(qū)繼續(xù)試驗直井開發(fā)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!