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核心科技驅動亞洲最深油氣田建設

2020-07-03 16:33:45 來源:中新網新疆
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  中新網新疆新聞7月3日電 (李娜 張洋 李弘艷)“大漠風塵日色昏,紅旗半卷出轅門?!睍r光荏苒,在王昌齡創作《從軍行》1300多年后,塔克拉瑪干沙漠深處的“轅門”已經變為高聳入云的鉆井,西北石油人利用核心技術,在這里譜寫出科技創新的雄偉詩篇。

  今年,西北油田制定了千萬噸級油氣田的目標,順北油氣田是主力上產陣地。在低油價時期,西北油田優化產量結構,提高低成本區塊產量,加大順北油氣田等高效益油區的產量貢獻,壓降老區高成本區塊產量,保持今年原油670萬噸總產量不變。

  科研團隊通過創新認識、技術和工藝,強化勘探開發一體化、地質工程一體化等一體化運行模式,提高專業間分工合作的質量和效率,攻克塔里木盆地超深油藏勘探開發世界級難題。

  創新認識,找到油氣勘探新領域

  塔里木盆地是我國最大含油盆地,然而在40多萬平方公里的土地上,再深入地層千米的尋找石油,無疑于大海撈針。

  2016年,西北油田實現“塔河之外找塔河”的突破,發現十億噸級的順北油氣田,尋找到18條富集成藏的主干斷裂帶,從而“斷裂成藏”成為塔里木盆地油氣勘探的靈魂。

  順北油氣田是目前中國石化西部上產的“一字號”工程,西北油田圍繞1號、5號主斷裂帶,在2019年建成80萬噸產能陣地,2020年正朝著100萬噸產能陣地進發。截至目前,累產原油200萬噸、天然氣5.95億立方米。

  經過實踐,主干斷裂帶“控儲控藏控富集”的油氣成藏規律逐漸明朗,科研團隊創新思維,運用新技術,跳出主斷裂帶,探索油氣儲集新類型,擴大順北這塊希望之地的油氣“豐收”面積。

  3月30日,順北52A井獲高產油氣流,日產原油150噸、天然氣5.9萬立方米,該井是西北油田部署5號斷裂東側分支斷裂的一口重要探井,證實了分支斷裂也富集油氣。主干斷裂帶像高速公路,而分支斷裂則像這些主干公路上連接著的普通公路,形成了一個交通網絡。經過尋找規律,5號斷裂帶發育多條分支斷裂帶,累計長度133公里,估算資源量1.6億噸。

  已經投入開發的順北1號和5號斷裂帶體形龐大,像是8車道的公路,科研人員稱之為主干一級斷裂帶。而7號斷裂帶只是單反兩個車道,體形較小,科研人員稱為主干二級斷裂帶。4月30日,順北71X井獲高產油氣流,日產原油360噸、天然氣2.5萬立方米,證實了主干二級斷裂帶具備高產穩產的能力,是有利的勘探目標。

  5月18日,順北隆1井獲得油氣新發現,該井是離開主干斷裂帶,主動探索穹窿構造新類型的第一口探井。穹窿構造像蒙古包的形狀,受到地層擠壓而成,在擠壓時,穹窿構造的頂部形成裂縫,科研團隊針對“穹窿+斷裂”部署井位開展探索。順北一區共有43個穹隆構造,估算資源量6000萬噸,是下步勘探開發重點類型。

  創新技術,破譯超深地層老數據

  順北油氣田為亞洲陸上最深油氣田,最深井井深8588米,相當于從8844米的喜馬拉雅山主峰峰頂打到山腳。隔著珠穆朗瑪峰的距離尋找籃球場大小的儲集體,無異于盲人摸象。

  地震勘探技術是尋找油氣的主要手段,該技術通過地震波采集地層數據,由于順北油氣田位于塔克拉瑪干大沙漠腹地,厚厚的沙層像棉花一樣,將地震波能量吸收大半,無法真實反映地下儲層情況??蒲袌F隊創新地震信號吸收補償技術,搭建起沙漠區弱信號恢復函數,找回了失去的地震波能量。

  順北奧陶系目的層之上發育的兩套火成巖像蓋子一樣罩住油藏。地震波經過其他地層時,像“走路”一般,到了火成巖便像“跑步”一樣。這樣一來,科研團隊無法清晰給地層“寫生”。

  西北油田聯合科研單位和高校,創新大沙漠區超深碳酸鹽巖斷溶體油氣藏地震關鍵技術體系,對地下8000米儲集體的CT圖進行高清還原和解釋。

  “三層一帶”立體成像技術是技術體系的關鍵,科研團隊開展火成巖相約束速度建模,精細解釋地震波通過的地層,確定地震波通過不同類型巖層的速度,將高精三維處理技術從傳統的時間域拓展到深度域,便能分辨地下儲集體成像的真假。在探索7號斷裂時,科研團隊在“三層一帶”速度建模后,將7500米以下9米寬的裂縫洞穴型儲層精確成像,因此部署了順北7井,獲得日產80立方米的工業油氣流。

  “定模式、定響應、定期次、定級別、定類型、定規?!钡摹傲ā苯馕黾夹g,為順北油氣田三維地震及井位部署提供了科學依據,指導斷裂帶的分級分段和區帶評價工作。采用該技術,科研團隊對5號斷裂帶進行分段評價,優選上鉆有利目標,在北、中、南段分別部署順北5井、順北51井、順北53井,均獲得高產工業油氣流。

  科研團隊建立超深層碳酸鹽巖斷溶體地震識別模式,創新形成“三元一體”斷溶體量化描述技術。針對洞穴、孔洞和裂縫三種順北不同類型的儲集體,通過地震反射特征預測儲層發育類型,刻畫出儲層發育范圍,進而進行目標優選,指導井位部署。應用這套技術,有效指導了順北油田20余口探評井的目標優選與軌跡調整。順北大沙漠區超深碳酸鹽巖斷溶體油氣藏地震關鍵技術體系的建立,實現了順北斷溶體“看的清、描得精、打得準、產的高”的目標。

  創新工藝,打造油氣寶庫金鑰匙

  打穿一座珠穆朗瑪峰才能獲得地下的油氣,這是順北超深油藏鉆井工藝面臨的世界級難題。西北油田推進技術創新,集成運用新工藝,持續推動順北鉆井提質提效提速。

  鉆頭要通過10多個地層,才能達到目的地。由于鉆頭通過每個地層所遇阻力和狀況不同,科研團隊采用直井段分層提速技術、定向段提速技術和大尺寸井眼提速技術提速增效。二疊系的火成巖地層堅硬如玉,普通鉆頭寸步難行,科研團隊應用“尖圓齒PDC鉆頭+大扭矩螺桿”等提速工藝,鉆井周期同比縮短13%。

  通過地質工程一體化,科研團隊研究清晰各斷裂帶的成因。二疊系有微縫隙發育,鉆頭來到這里,鉆井液不僅容易漏失,而且井壁周邊容易垮塌??蒲袌F隊通過隨鉆封堵、打封閉漿、體系優化和工程措施解決難題。隨鉆堵漏的聚合物凝膠加入竹纖維,在鉆井壁裸眼段迅速形成一層保護膜,像封堵墻一樣馴服了二疊系地層。

  在志留系,發育了小型縫洞,鉆頭鉆至這里,導致鉆井液漏入縫洞中,科研團隊應用封縫即堵等5項防漏堵漏技術,鉆井周期同比縮短17%,機械鉆速提高20%。

  由于斷裂的作用,在5號斷裂帶的目的層奧陶系,受到地層擠壓或者拉張,形成諸多破碎帶,當鉆頭鉆至這里,垮塌的石塊便會將鉆頭埋住??蒲袌F隊利用微納米封堵防塌技術,采用可變形材料,研制出微納米封堵強化井壁鉆井液,征服了奧陶系破碎帶。

  粗如大腿的鉆桿在七八千米的地層中探索,在高溫高壓條件下,像蚯蚓一樣曲折而行,無法精準命中目標??蒲袌F隊利用地震處理技術,將傳統的時間域資料處理成深度域資料,在地震剖面標定的時深像是公路上的指路牌,而鉆頭像是安裝了“導航雷達”,遙控著鉆頭像“貪吃蛇”一般,避開重重障礙物命中儲集體靶心。

  面對“世界少有、國內獨有”的超深斷溶體油氣田,西北油田通過加強技術攻關、強化監督管理和加大現場試驗,在二疊系防漏、志留系堵漏、奧陶系防塌、鉆井提速方面取得了階段成果。

(編輯:閆文陸)
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