儲(chǔ)層改造：打開低壓低滲的產(chǎn)能通道

　　鄂爾多斯盆地跨陜、甘、寧、蒙、晉5省區(qū)，面積25萬平方千米，是我國(guó)第二大沉積盆地。這里，不僅有“風(fēng)吹草低見牛羊”的天然大牧場(chǎng)，還有豐富的石油和天然氣資源。

　　華北分公司在近50年的勘探歷程中，相繼在盆地北部展開三輪以天然氣為目標(biāo)的勘探工作，其中塔巴廟探區(qū)已在5個(gè)層位分別獲得工業(yè)氣流。但是，低壓低滲的致密砂巖儲(chǔ)層豐度低、單井產(chǎn)量低，是油氣開發(fā)中眾所周知的世界性難題。

　　隨著油氣勘探開發(fā)工藝技術(shù)的進(jìn)步，以人工壓裂為主要手段的儲(chǔ)層改造打開了寶藏之門。然而，實(shí)踐卻是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，首先要對(duì)幾千米的地下儲(chǔ)層十分清楚，涉及砂巖展布的規(guī)律、儲(chǔ)層的壓力和物性等一系列復(fù)雜問題，然后才能有的放矢確定壓裂方案。

　　2001年，華北分公司在塔巴廟探區(qū)大牛地圈閉提交探明儲(chǔ)量164.26億立方米、控制儲(chǔ)量170.32億立方米。在被列入中國(guó)石化五大天然氣基地之一的基礎(chǔ)上，華北分公司進(jìn)一步加大攻關(guān)力度，組織專家進(jìn)行多次論證，展開了全方位的技術(shù)大協(xié)作和多學(xué)科的聯(lián)合攻關(guān)。

　　從2001年下半年開始，壓裂改造技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與評(píng)價(jià)，在壓裂液配方篩選評(píng)價(jià)和優(yōu)化基礎(chǔ)上，形成一套適合塔巴廟地區(qū)儲(chǔ)層地質(zhì)特點(diǎn)的壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工工藝技術(shù)體系，追求裂縫參數(shù)的整體優(yōu)化，使壓裂設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)更趨合理。低壓致密砂巖氣藏壓裂技術(shù)研究，充分分析查明儲(chǔ)層傷害機(jī)理及影響因素，針對(duì)壓裂過程中的二次保護(hù)，在開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，形成配套的壓裂改造工藝設(shè)計(jì)方案。

　　2002年，以壓裂改造技術(shù)為主的儲(chǔ)層全程保護(hù)措施運(yùn)用于勘探開發(fā)實(shí)踐后，單井單層產(chǎn)量均有成倍的增長(zhǎng)。特別是部署在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼吉爾特鄉(xiāng)大牛地西南1.7千米處的大16井，9月12日在盒3層壓裂后放噴排液、試氣求產(chǎn)，試獲日產(chǎn)天然氣逾16萬立方米，緊接著大15井日產(chǎn)達(dá)到20萬立方米，最高達(dá)到40萬立方米。長(zhǎng)期以來制約規(guī)模開發(fā)的“瓶頸”被打破，為大牛地氣田大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

　　優(yōu)快鉆井：優(yōu)質(zhì)與高效的完美體現(xiàn)

　　大牛地氣田以10個(gè)月的時(shí)間快速建成10億立方米產(chǎn)能，單井產(chǎn)量?jī)?yōu)于開發(fā)方案的預(yù)期，按時(shí)實(shí)現(xiàn)向北京供氣，都與優(yōu)快鉆井的貢獻(xiàn)密不可分。

　　優(yōu)快鉆井，顧名思義就是鉆井作業(yè)的質(zhì)量要好，速度要快。除了裝備必須具備相應(yīng)的性能，最重要的技術(shù)因素就是鉆井液、鉆具和鉆頭與地層的匹配合理。要解決這些問題，不僅需要對(duì)地層的充分認(rèn)識(shí)和不斷的經(jīng)驗(yàn)積累，而且更需要大膽的創(chuàng)新實(shí)踐和探索。

　　大牛地氣田之所以能夠使優(yōu)快鉆井技術(shù)快速成熟并推廣應(yīng)用，有三大外因的推動(dòng)不可低估。首先，是儲(chǔ)層保護(hù)的需要。如果鉆井作業(yè)的周期長(zhǎng)，鉆井液在地層的存留時(shí)間也就長(zhǎng)，就會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生相對(duì)的污染和堵塞；相反，如果鉆井周期短，這種污染和堵塞的程度就會(huì)減少。其二，是產(chǎn)能建設(shè)的需要。2005年剛剛開始，中國(guó)石化按照國(guó)家發(fā)改委和北京市政府的要求，為了盡快緩解北京供氣緊張局面，決定快速啟動(dòng)大牛地氣田10億立方米產(chǎn)能建設(shè)。按照產(chǎn)能建設(shè)的方案和實(shí)際鉆井能力，需要40臺(tái)鉆機(jī)，而到2月底才僅有17臺(tái)。優(yōu)快鉆井成為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能建設(shè)的關(guān)鍵利器。其三，是低成本戰(zhàn)略的需要。由于大牛地氣田屬于有效開發(fā)的邊際氣田，鉆井價(jià)格幾乎在盈虧的臨界點(diǎn)上，優(yōu)快鉆井成為鉆井施工隊(duì)伍獲得效益的最佳途徑。

　　華北分公司著力把市場(chǎng)作為一個(gè)展示、交流、融合、提高的平臺(tái)，甲乙方之間、工程隊(duì)伍之間共同研究解決技術(shù)難題，使優(yōu)快鉆井技術(shù)水平得到快速提升。

　　針對(duì)低壓致密砂巖氣藏的特點(diǎn)，華北分公司組織開展鉆井完井保護(hù)技術(shù)研究，從鉆井、完井全過程儲(chǔ)層保護(hù)的角度考慮，深刻認(rèn)識(shí)工程地質(zhì)、敏感性評(píng)價(jià)和鉆井完井損害機(jī)理，形成有針對(duì)性的、適于低壓致密氣層保護(hù)的鉆井完井液體系和完井配套工藝技術(shù)。PDC（聚晶金剛石復(fù)合片）鉆頭得到廣泛應(yīng)用，充分發(fā)揮其切削破巖的特點(diǎn)和功能，大大提高了機(jī)械鉆速。而由于鄂爾多斯大牛地氣田存在地層老、研磨性高、可鉆性差、含大段礫巖的復(fù)雜特性，在工區(qū)全面推廣使用PDC鉆頭受到嚴(yán)重制約。華北石油局五普試驗(yàn)率先成功，并在10億立方米產(chǎn)能建設(shè)中毫無保留地公布于眾，使鉆頭選型、合理參數(shù)、井下應(yīng)用等技術(shù)很快成為群體總結(jié)的結(jié)晶，有效地促進(jìn)了機(jī)械鉆速大幅度提高。針對(duì)鉆具失效難題，華北分公司組織鉆井專家和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員，優(yōu)選鉆井液體系，優(yōu)化鉆井液性能和鉆井參數(shù)，完善配套固控裝備，實(shí)施平衡、近平衡鉆井等一系列的技術(shù)攻關(guān)，使鉆具先期失效事故逐步下降。

　　優(yōu)快鉆井的成功，大大加快了開發(fā)進(jìn)程。在原計(jì)劃的40臺(tái)鉆機(jī)到2005年6月中旬僅到位31臺(tái)的情況下，至10月底已完成鉆井217口，10億立方米產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)提前實(shí)現(xiàn)。

　　儲(chǔ)層識(shí)別：從理論到實(shí)踐的挑戰(zhàn)

　　隨著勘探開發(fā)技術(shù)工藝的進(jìn)步，對(duì)儲(chǔ)層識(shí)別的精度要求也越來越高，不僅要了解油氣儲(chǔ)藏的條件和特點(diǎn)，還要明確儲(chǔ)層的豐度、厚度和展布規(guī)律，合理預(yù)測(cè)出單井產(chǎn)量。因此，儲(chǔ)層識(shí)別技術(shù)成為有的放矢的關(guān)鍵。

　　從2002年到2006年間，華北分公司設(shè)立“鄂爾多斯盆地北部天然氣成藏規(guī)律及目標(biāo)評(píng)價(jià)”、“鄂爾多斯盆地北部天然氣成藏機(jī)理研究”等多個(gè)重大科研攻關(guān)項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)眾多知名專業(yè)科研院所、石油高校的配合下，組織石油地質(zhì)、地球物理、油藏工程、鉆井工程等多個(gè)學(xué)科的科技人員，就若干理論與技術(shù)問題展開攻關(guān)。這些項(xiàng)目研究成果具有較強(qiáng)的理論性、實(shí)用性，整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。其中，鄂爾多斯盆地天然氣成藏模式和三維地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，不僅為大牛地氣田進(jìn)一步增儲(chǔ)上產(chǎn)提供技術(shù)保證，而且對(duì)指導(dǎo)我國(guó)同類氣田的勘探和開發(fā)具有重大意義。該項(xiàng)目研究成果不僅成功應(yīng)用于鄂爾多斯盆地大牛地氣田，所形成的思路、技術(shù)、方法、工藝和開發(fā)對(duì)策，在盆地北部杭錦旗、定北探區(qū)廣泛應(yīng)用，取得顯著成效，對(duì)我國(guó)致密碎屑巖領(lǐng)域天然氣資源的勘探開發(fā)具有推廣應(yīng)用價(jià)值。大牛地氣田在短短3年的時(shí)間產(chǎn)能超過20億立方米，累計(jì)擁有天然氣探明儲(chǔ)量3293.04億立方米，累計(jì)三級(jí)儲(chǔ)量7035億立方米，其中就得益于理論的突破和適用技術(shù)的強(qiáng)力支撐。比如對(duì)砂體預(yù)測(cè)識(shí)別精度已經(jīng)由開發(fā)初期的20米提高到10米，有效儲(chǔ)層的定量預(yù)測(cè)成功率達(dá)到95%以上，推動(dòng)了低品位儲(chǔ)量的動(dòng)用。

　　特殊工藝：突破常規(guī)開發(fā)的技術(shù)“瓶頸”

　　2007年，大牛地氣田天然氣產(chǎn)量占中國(guó)石化的18%。而在3293.04億立方米的累計(jì)探明儲(chǔ)量中，已動(dòng)用儲(chǔ)量?jī)H有1018億立方米，還有2/3的低品位儲(chǔ)量沒有動(dòng)用。

　　所謂低品位儲(chǔ)量，是一個(gè)相對(duì)的概念。從外部因素看，天然氣的價(jià)格上升，低品位儲(chǔ)量就會(huì)轉(zhuǎn)化為可采儲(chǔ)量。隨著中國(guó)石化打造上游“長(zhǎng)板”的力度加大和工藝技術(shù)的快速進(jìn)步，尚未動(dòng)用儲(chǔ)量的“解放”已經(jīng)展示出良好的前景。特別是通過近年來特殊工藝井的探索和實(shí)施，動(dòng)用低品位儲(chǔ)量已具有明確技術(shù)思路。

　　華北分公司早在10億立方米產(chǎn)能建設(shè)成功后，就重點(diǎn)開展水平井的技術(shù)攻關(guān)。在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，2007年選擇有利層位，部署水平分支井DF2井和水平井DP3井，相繼獲得成功。2008年，繼續(xù)加大水平井科技攻關(guān)和試驗(yàn)力度。目前，首輪水平井正在鉆進(jìn)中，一旦獲得新的突破，將為進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能奠定良好的基礎(chǔ)。