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苏北页岩油勘探开发的春天已来临

时间:2022-08-22 15:17 来源:中国石化报 点击:

随着油田开发深入,老油田稳产难度加大,常规油气勘探成果下行压力逐渐显现。

江苏油田提出“油气并举、常非并进”转变,重点加强非常规区带评价和甜点预测,勇闯页岩油勘探难关。

近日,江苏油田苏北盆地高邮凹陷两口页岩油探井花页1HF、花2侧HF,日产原油60多吨、天然气超过4000立方米,江苏油田页岩油勘探获得突破,苏北盆地高邮、金湖凹陷11亿吨页岩油资源量被激活,可以说,苏北盆地页岩油勘探开发的春天已经来临。

“在页岩油勘探开发领域,江苏油田是跟跑者,但我们要跑出加速度,以起步即冲刺的使命感,奋起直追,争取用一两年实现勘探突破。”一年前,江苏石油勘探局有限公司执行董事、党委书记,油田分公司代表方志雄立下誓言,如今如意应谶。从2021年5月28日第一口页岩油探井花页1HF开钻到今天,江苏油田页岩油勘探从一个“门外汉”,华丽转身为页岩油勘探赛道上的竞跑者。

战略选择

作为东部老油田,已走过47个春秋的江苏油田,在素有“地质家考场”之称的苏北盆地,累计生产原油5000多万吨。

近几年,原油产量止跌回升,经营形势向好,但是,困扰油田高质量发展的资源问题并没有解决。

2021年,江苏油田生产原油105万吨,人均产量低于中国石化上游板块平均水平。人多油少的困境犹如一块大石头,压得干部员工喘不过气来。

随着油田开发深入,老油田稳产难度加大,常规油气勘探成果下行压力逐渐显现,依靠常规油气支撑油田生存与发展的局面恐怕难以为继。因此,江苏油田提出了由常规油藏勘探向“油气并举、常非并进”转变,重点加强非常规区带评价和甜点预测,勇闯页岩油勘探难关。

“域外优质区块等不来、盼不来,唯一能够把握的就是页岩油,这是打赢增储上产翻身仗的关键。”方志雄说,“要加快页岩油地质工程基础研究和科学试验,创新工程工艺技术,形成江苏油田特色页岩油勘探开发技术体系,实现从跟跑到领跑的转变、力争页岩油‘一年见成效、两年大发展、三年上规模、五年成接替’。”

打虎上山

页岩油勘探之路并非坦途。

江苏油田页岩油研究起步于2011年,在此后的8年里,他们不断夯实资料基础、加强页岩油理论与技术攻关,通过对近千米岩芯精细描述、上万块次岩芯样品实验室分析,逐渐发现了页岩油“藏身之地”——主要分布在苏北盆地的高邮凹陷、金湖凹陷。

相比常规油气藏,页岩油开采工艺复杂得多。常规石油以大孔隙为主体,通过人工注水、注气等方式就可以大规模获得,而页岩油的储层致密、孔隙空间小,导致原油开采难度大。

对于页岩油开采,国内外同行常采用水平井开发,水平段在2000米左右,通过大型压裂,实现工业化开采。这套工艺说起来简单,但实操难度很大。

近几年,国内页岩油开采技术取得了突飞猛进的发展,长庆、新疆、胜利等油田都形成了一套适合自身油藏特点的开采工艺,而江苏油田页岩油属于断块型混积页岩油藏,针对这类油藏没有现成的开发经验与开采技术。

江苏油田成立了页岩油领导小组、技术小组、项目组,油田领导挂帅,吹响了向页岩油进军的冲锋号。

2022年2月7日,农历虎年第一个工作日,江苏油田第一口页岩油探井——花页1HF井喷出高产工业油流,花庄页岩油先导示范区也在漫天飞雪中揭牌。

瑞雪兆丰年。随着第一口页岩油井的放喷,花2侧HF、花页3HF、坤页1HF、花页5HF、铜页1井等页岩油探井陆续开钻。

科技加持

页岩油的突破来自于工艺技术的进步与创新。

页岩油钻探是个复杂工程,涉及钻井轨迹把控、钻井参数选择、个性化钻头优选、钻井液体系优化、固井工艺创新等,任何一个环节没有做到位,就可能出现问题。例如在固井环节,江苏油田页岩油井深五六千米、水平段2000米左右,如果固井质量不过关,后期的大型压裂无法进行。花页3HF井钻探井深5890米、水平段1901米,压裂时井筒要反复承受最高110兆帕的压力,相当于手指甲大小的面积要承受1吨压力。因此,专家采取泡沫水泥浆固井工艺,解决固井漏失、气窜等技术难题,提高固井质量。“花2侧HF井采用该工艺后,固井质量优质,20段1077米压裂施工中未出现‘环空带压’状况。”江苏油田工程院油田高级专家窦正道说。

苏北盆地页岩属于断块型混积页岩地层,必须有与之相适应的钻井工艺与钻井参数。在钻井液体系上,他们研发一套强封堵白油基钻井液体系,钻井过程井壁稳定,解决了井壁失稳及大摩阻托压难题。为了解决这种地层长水平段钻井导向稳定问题,他们采用旋转导向系统,成功化解复杂的三维钻井轨迹控制难度大、滑动钻进托压、随钻地质参数质量不高等问题。

页岩油开发的另一个难点是成本,这是实现效益开发的关键。

钻井专家围绕提速降本,不断优化钻井设计,井身结构由“三开制”瘦身为“导管+二开制”,减少大井眼进尺,提高机械钻速;钻井过程中优选个性化钻头和大扭矩螺杆,配备高压泵,采用“大排量、高泵压、高转速”高压喷射钻井,实现日进尺千米;造斜段采用旋导工具,变滑动钻进为旋转钻进,精准控制井眼轨迹,提高钻井效率,持续推进技术创新,初步形成了页岩油优快钻井技术,钻井周期缩短50%。

在花2侧HF井,江苏油田采用电驱压裂,顺利完成20段97簇压裂施工,与常规压裂相比,动力费降低1/5。花页1-1HF井深6011米、水平段2007米,由于采取多种技术组合,该井平均机械钻速17.65米/时,相比邻井,提速70%,页岩油层钻遇率100% ,创江苏油田大井眼最高日进尺等多项新纪录及中国石化6000米页岩油井最短钻井周期纪录。