■文/本刊記者 呂榮潔

打通碳酸鹽巖開發(fā)“經(jīng)絡(luò)”

■文/本刊記者 呂榮潔

碳酸鹽巖油氣藏作為重要的戰(zhàn)略接替資源，要實現(xiàn)高效穩(wěn)定開采就必須加快完善理論和技術(shù)創(chuàng)新。

◎為了打通碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)經(jīng)絡(luò)，石油人不畏高山峭壁，奮戰(zhàn)在勘探一線。攝影/余 海

特邀嘉賓

中國石油華北油田公司油藏評價部經(jīng)理 呂傳炳

中國石化西北油田公司勘探開發(fā)研究院副院長 黃詠梅

中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院

碳酸鹽巖研究中心副主任 蔡振忠

毫無疑問，我國碳酸鹽巖油氣藏的開發(fā)正成為油氣開發(fā)中的后起之秀。第三輪全國油氣資源評價和各油公司2007年資料顯示，我國碳酸鹽巖油氣資源量約385×108噸油當量，平均探明率約11%，待勘探領(lǐng)域非常廣闊?，F(xiàn)在，我國已在四川、塔里木、鄂爾多斯、柴達木、蘇北等盆地獲得碳酸鹽巖油氣藏發(fā)現(xiàn)，且具有較高的產(chǎn)能，對我國的石油發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。

不過，碳酸鹽巖領(lǐng)域的石油勘探、開發(fā)，迄今仍是“世界級”難題，很大部分還處于基礎(chǔ)研究階段。那么，應(yīng)該如何打好碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)的“攻堅戰(zhàn)”？為此，本刊采訪了華北油田、西北油田、塔里木油田等一線生產(chǎn)的負責(zé)人，就碳酸鹽巖油氣藏的高效開發(fā)展開了探討。

儲量巨大成就接替區(qū)

記者：各位好！當前，國內(nèi)主力油氣田開發(fā)進入中后期，油氣產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)面臨著重大挑戰(zhàn)。那么，現(xiàn)在實施碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)，對推動我國石油工業(yè)發(fā)展有何重要意義？

呂傳炳：在世界范圍內(nèi)，大約有三分之一的油氣資源儲存于碳酸鹽巖儲層中，特別是中東、北美、蘇聯(lián)的許多大型或特大型油氣田均與碳酸鹽巖密切相關(guān)。

我國海相碳酸鹽巖儲集層層系分布范圍廣泛，從震旦系至三疊系均有分布，約占大陸沉積巖總面積的40%。與常規(guī)的砂巖油氣藏相比，碳酸鹽巖油氣藏勘探開發(fā)程度較低。以“潛山”起家的華北油田而言，碳酸鹽巖油藏探明儲量比例只有41.6%。同時因其儲層具有典型的雙重介質(zhì)特點，滲流規(guī)律特殊，加之非均質(zhì)性嚴重，開發(fā)技術(shù)不完善，開采效果迥異。

雖然我國碳酸鹽巖油氣藏普遍具有初期產(chǎn)量高、下降速度快、生產(chǎn)壽命短、采收率較低的特點，但近年來我國碳酸鹽巖儲層勘探不斷取得重大突破，相繼發(fā)現(xiàn)了一批整裝儲量接替區(qū)，在當前國內(nèi)主力油田開發(fā)進入中后期，原油產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)面臨重大挑戰(zhàn)的情況下，加強此類油藏開發(fā)技術(shù)和開發(fā)規(guī)律研究，實施高效開發(fā)，對推動我國石油工業(yè)發(fā)展、保障國家能源安全具有十分重要的意義。

黃詠梅:隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界第二大能源消費國，石油需求量由2001年的2.3×108噸上升到2009年的4.1×108噸，對外依存度高達51%，并且具有進一步加大的趨勢。與之形成鮮明對照的是我國東部陸相盆地油氣勘探、開發(fā)程度不斷提高，油氣產(chǎn)量呈現(xiàn)遞減趨勢，油氣的供需差距越來越大，不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。

目前，世界已探明油氣儲量中碳酸鹽巖油氣藏儲量約占50%，而產(chǎn)量占60%以上。中國海相碳酸鹽巖石油資源豐富，具有廣闊的勘探開發(fā)前景。我國海相碳酸鹽巖油氣資源量大于300×108噸油當量，石油資源量約150×108噸，主要分布在塔里木和華北地區(qū)，但探明率僅11%，勘探開發(fā)程度比較低，具有非常大的潛力，是我國陸上油氣資源的戰(zhàn)略接替區(qū)。因此，加大碳酸鹽巖油氣藏的開發(fā)，對鞏固國家能源安全具有非常重要的意義！

記者：碳酸鹽巖具有良好的生油和儲油能力。那么，目前貴單位在碳酸鹽巖油氣藏的開發(fā)進展情況如何？

呂傳炳：華北油田是我國最早開發(fā)碳酸鹽巖油藏的單位之一。30多年來，碳酸鹽巖油藏開發(fā)取得了引人注目的工作成效，積累了豐富的開發(fā)經(jīng)驗，形成了一整套比較成熟的開發(fā)技術(shù)。1976年，任丘潛山油藏正式投入開發(fā)建設(shè)，不到一年時間就建成年產(chǎn)1000萬噸的生產(chǎn)規(guī)模，單井日產(chǎn)超千噸的高產(chǎn)油井多達6口，其中任7井初期日產(chǎn)高達4600噸，任9井經(jīng)酸化后獲得初期日產(chǎn)5400噸以上的高產(chǎn)，迄今仍為我國單井初產(chǎn)之冠。

繼任丘油田投入全面開發(fā)之后，在較短的時間內(nèi)又相繼發(fā)現(xiàn)了十個中小潛山，全部投入開發(fā)后，儲量動用率高達100%。截至目前，華北油田早期投入開發(fā)的潛山油藏全部進入開發(fā)后期，總體開發(fā)效果較好，但油藏之間差異較大。

蔡振忠：至今，塔里木油田碳酸鹽巖油氣藏勘探開發(fā)已經(jīng)走過了兩個階段：小規(guī)模試采階段（2000-2007年）及規(guī)模開發(fā)階段（2008年至今）。

小規(guī)模試采階段，主要集中在輪古油田，從2000年開始起步，其原油產(chǎn)量逐年增加，從1.66萬噸提高到2007年的45萬噸。

2008年，中國石油天然氣股份有限公司提出，塔里木油田要大規(guī)模開發(fā)，爭取使碳酸鹽巖原油產(chǎn)量達到300萬噸。根據(jù)規(guī)劃安排，塔里木油田2008年碳酸鹽巖開發(fā)進入技術(shù)攻關(guān)階段，當年碳酸鹽巖原油產(chǎn)量54萬噸。2010年，塔里木油田碳酸鹽巖油氣藏計劃年產(chǎn)原油百萬噸。

經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，現(xiàn)在塔里木油田碳酸鹽巖鉆井成功率大為增加。2009年新井成功率達到80%，2010年1～5月新井成功率達到87%。大部分新井投產(chǎn)產(chǎn)量達到或超過方案設(shè)計產(chǎn)量，特別是英買2試驗區(qū)及塔中I號氣田東部試驗區(qū)，開發(fā)井成功率達100%。

黃詠梅:1984年9月，中石化西北油田分公司在塔里木盆地SC2井奧陶系獲日產(chǎn)866噸的高產(chǎn)油氣流，拉開了塔里木盆地尋找海相油氣田的序幕。1997年3月，S46井在奧陶系測試獲日產(chǎn)原油212.54立方米。同年10月S48井獲日產(chǎn)524立方米的高產(chǎn)油流，從而發(fā)現(xiàn)了塔河油田，實現(xiàn)了塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖尋找大油田的突破。

塔河油田碳酸鹽巖油藏1997年投入開發(fā)以來，已歷時12年，截至2009年底，累計探明石油地質(zhì)儲量94560萬噸，已開發(fā)石油地質(zhì)儲量50911萬噸，標定可采儲量7895.3萬噸，采收率15.5%。

理論創(chuàng)新亮起航標燈

記者：在實施碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)的實踐過程中，貴單位是如何加強基礎(chǔ)理論研究，積極探索，提出碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)的新思路、新方法的？

黃詠梅: 超深層碳酸鹽巖縫洞型油氣藏的勘探與開發(fā)屬于石油地質(zhì)理論和勘探開發(fā)技術(shù)的國際前沿領(lǐng)域，涉及巖溶地質(zhì)、石油地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)、流體力學(xué)、油藏描述、油藏工程、分析測試等相關(guān)學(xué)科的交叉研究。西北油田分公司在碳酸鹽巖縫洞型油氣藏的開發(fā)實踐過程中，積極與國內(nèi)外科研院校緊密合作，開展攻關(guān)研究，創(chuàng)新了碳酸鹽巖縫洞型油氣藏的開發(fā)新思路和新方法。

建立了以三維地震儲層預(yù)測技術(shù)為核心，綜合應(yīng)用地質(zhì)評價、測井評價等技術(shù)的縫洞型油藏儲量分類評價技術(shù)，開展了縫洞型油藏未動用儲量的分類評價和動用部署研究工作，深化了對縫洞型油藏開發(fā)儲量的認識，進一步落實了儲量可靠性。在此基礎(chǔ)上建立了縫洞帶評價技術(shù)，研究清楚了縫洞帶的發(fā)育規(guī)律，整體部署，滾動實施，加快了儲量動用步伐。

創(chuàng)建了碳酸鹽巖縫洞型油氣藏注水提高采收率技術(shù)。一是定容性單井縫洞單元注水補充地層能量，利用油水密度差異快速重力分異，形成人工底水驅(qū)油提高采收率；二是縫洞單元注水補充地層能量的同時，利用井區(qū)致密層產(chǎn)生平面水驅(qū)，擴大水體波及體積提高采收率。同時初步形成了低注高采、縫注洞采、溫和注水的碳酸鹽巖縫洞型油氣藏注水技術(shù)政策推動我國廣大海相碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)油氣藏勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展。

蔡振忠：首先，在基礎(chǔ)理論研究方面，塔里木油田把現(xiàn)代巖溶研究引入古巖溶分析中。通過類比現(xiàn)代巖溶與地貌的關(guān)系，劃分碳酸鹽巖潛山油氣藏平面儲層發(fā)育區(qū)；通過地面與井下的對比，劃分出儲層縱向的發(fā)育帶。根據(jù)碳酸鹽巖儲層的非均質(zhì)性，建立以逢三個單元為基本評價單元，以產(chǎn)量、儲量為標準的評價體系，確定高產(chǎn)富有氣區(qū)塊，為規(guī)模開發(fā)打下基礎(chǔ)。

其次，在開發(fā)的新思路上，認識到碳酸鹽巖復(fù)雜，儲層預(yù)測、流體預(yù)測難度大，造成井位確定困難；新井投產(chǎn)后，原油產(chǎn)量“忽高忽低”，“沒有安全感”，部分井遞減快、易出水，造成穩(wěn)產(chǎn)困難。因此，需要科研生產(chǎn)人員不斷去分析，思想上要樹立“與天地斗，其樂無窮；與碳酸鹽巖斗，其樂無窮”。

塔里木碳酸鹽巖油氣田地下情況復(fù)雜、開發(fā)難度大，非均質(zhì)性極強，一次評價很難評價清楚，開發(fā)就等于二次勘探。因此，堅持勘探開發(fā)一體化，按照“研究一體化、部署一體化、生產(chǎn)組織一體化、上產(chǎn)增儲一體化、工程地質(zhì)一體化、投資管理一體化”來組織碳酸鹽巖的勘探開發(fā)工作，不但在方法上互相借鑒，而且在工作程序上變前后接力為互相滲透。

由于碳酸鹽巖的復(fù)雜性，一個井點特點并不能代表井區(qū)特點，少數(shù)井點資料無法解剖井區(qū)特征，倉促大規(guī)模上開發(fā)井，風(fēng)險極大。所以塔里木油田工作模式上打破原有的增儲上產(chǎn)模式，變?yōu)樯袭a(chǎn)增儲模式：一是預(yù)探階段“重在發(fā)現(xiàn)”。二是評價階段重點不是為了交儲量，而是落實油藏特征，圍繞發(fā)現(xiàn)尋找更多高產(chǎn)井點，確定油氣富集區(qū)，在此基礎(chǔ)上落實商業(yè)儲量。三是開發(fā)在預(yù)探發(fā)現(xiàn)之后即刻跟進，圍繞每一個高產(chǎn)井建立高產(chǎn)井組，不同的高產(chǎn)井組組合成高產(chǎn)區(qū)，即按勘探尋找高產(chǎn)井，評價開發(fā)建立高產(chǎn)井組，開發(fā)培育高產(chǎn)區(qū)的程序來開展工作。

記者：要實現(xiàn)碳酸鹽巖勘探開發(fā)方面的突破，有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)？為此，我們應(yīng)該做出哪些努力？

呂傳炳：制約勘探開發(fā)取得突破的瓶頸主要有以下兩個方面。

一是有效儲層的識別問題，也就是油氣在什么地方富集的問題。雖然碳酸鹽巖油藏總體勘探程度較低，但類似任丘潛山這種規(guī)模大、儲層發(fā)育好的油藏，大部分已經(jīng)找到，即便有漏網(wǎng)的，通過常規(guī)的勘探方法也不難找到。所以，我們現(xiàn)在面臨的真正難題是如何尋找到那些儲層非均質(zhì)性很強的碳酸鹽巖油藏，由于有效儲層的識別技術(shù)不過關(guān)，不知道油氣在什么地方富集，勘探風(fēng)險很大，開發(fā)效果也沒保證。這是個世界級難題，也是個無法繞開的難題，現(xiàn)在看來只能從物探技術(shù)攻關(guān)，從資料采集、處理、儲層預(yù)測方法、烴類檢測等方面做深入細致的工作。

二是提高采收率的問題，也就是提高開發(fā)效益的問題。碳酸鹽巖油藏由于雙重介質(zhì)的特殊性，驅(qū)替機理與砂巖油藏有很大的區(qū)別，目前常規(guī)的注水開發(fā)方式效果較差，采收率普遍較低，制約了開發(fā)效益。今后的攻關(guān)方向應(yīng)該立足驅(qū)替試驗，篩選驅(qū)油效率高、經(jīng)濟有效的注入介質(zhì)，提高采收率。有關(guān)研究資料表明，注氣開發(fā)可能是提高碳酸鹽巖油氣藏采收率的重要方向。

除了上述兩點之外，儲層改造技術(shù)、開發(fā)方式、開發(fā)政策問題也很重要，但這些在目前技術(shù)條件下是能夠解決的。

黃詠梅:我國碳酸鹽巖縫洞型油藏一般經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動、多期巖溶疊加改造、多期成藏等過程，形成了與古風(fēng)化殼有關(guān)的碳酸鹽巖縫洞型油藏。儲集介質(zhì)一般具有各向異性多重的特點，儲集空間類型多樣化、儲集體連通性差、油水關(guān)系復(fù)雜、多種流動形式共存。

在碳酸鹽巖開發(fā)上，縫洞型油藏開發(fā)中主要存在兩個難點：一是縫洞發(fā)育和分布規(guī)律的認識難度大，二是對油藏流體流動規(guī)律認識不清。目前國內(nèi)外在縫洞型油藏開發(fā)方面還沒有形成成熟的開發(fā)理論和開發(fā)方法，導(dǎo)致開發(fā)水平低。塔河油田采收率只有15%，這還達不到碎屑巖的一半，鉆井成功率只有90%，產(chǎn)量年遞減高達25%以上。因此，要重點研究“海相碳酸鹽巖縫洞型油藏儲集體形成機制、海相碳酸鹽巖縫洞型油藏流體動力學(xué)機理”兩個關(guān)鍵科學(xué)問題，實現(xiàn)碳酸鹽巖縫洞型油藏的高效開發(fā)。

核心技術(shù)鑄造新利器

記者：貴單位在碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)的哪些方面取得了重大技術(shù)創(chuàng)新，形成了哪些領(lǐng)先的特色技術(shù)？

黃詠梅: 經(jīng)過多年的探索、研究和實踐，創(chuàng)新形成了具有塔河特色的一系列領(lǐng)先的特色技術(shù)。

第一，創(chuàng)新了以動靜態(tài)特征為約束、地震多屬性綜合預(yù)測為核心的超深層碳酸鹽巖縫洞型儲層預(yù)測評價技術(shù)系列，有效地解決了超深層非連續(xù)型介質(zhì)三維空間分布預(yù)測問題，儲層預(yù)測成功率高達95%。這一系列主要包括超深層碳酸鹽巖縫洞型儲層地震采集技術(shù)、超深層碳酸鹽巖縫洞型儲層精細成像技術(shù)，建立了碳酸鹽巖縫洞型儲層地震預(yù)測識別模式，集成創(chuàng)立了碳酸鹽巖縫洞型儲層綜合預(yù)測方法系列，建立了塔河油田奧陶系碳酸鹽巖縫洞型儲層成像測井識別模式，儲層進行分類及儲層參數(shù)計算、評價技術(shù)系列。

第二，創(chuàng)立了“以縫洞單元為基本開發(fā)管理單元，以差異化開發(fā)為基本思路，以‘管流’為主要流動特征，以單井注水替油、多井單元注水開發(fā)為主要能量補充方式，實行滾動開發(fā)、逐步深化、配套完善”的碳酸鹽巖縫洞型油藏開發(fā)技術(shù)，為該類油氣藏科學(xué)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。這一技術(shù)包括：縫洞單元分類與描述方法、縫洞型油藏儲集體刻畫與儲量計算方法、縫洞型油藏流動特征研究與數(shù)值模擬技術(shù)、縫洞型油藏開發(fā)方式。

第三，建立了以超深復(fù)雜地層鉆完井、超深井酸壓儲層改造、超深超稠井筒舉升技術(shù)為主的縫洞型油藏的配套工藝技術(shù)，為塔河油

秉氣田的突破擴大和高效開發(fā)提供了技術(shù)保障。這一技術(shù)主要包括超深鉆完井技術(shù)、超深井低濾失溫控變粘酸酸壓技術(shù)、超深超稠井筒舉升工藝。

呂傳炳：經(jīng)過三十余年的探索和實踐，華北油田碳酸鹽巖油藏開發(fā)達到了國際領(lǐng)先水平，逐步形成了較成熟的配套開發(fā)技術(shù)，主要包括以下幾個方面。

降壓開采技術(shù)。針對油田進入后期開發(fā)階段，油水關(guān)系更趨復(fù)雜，含水上升成為油田開發(fā)的主要矛盾，機械采油已成為油井生產(chǎn)的主要方式。華北油田在任丘霧迷山組油藏開展了控制注水降壓開采試驗，進而轉(zhuǎn)為停止注水降壓開采，通過水動力學(xué)方法的變化，實現(xiàn)了驅(qū)動方式的轉(zhuǎn)變，較好地發(fā)揮了中小縫洞和巖塊系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力，改善了潛山油藏后期開發(fā)效果。

綜合治理配套工藝技術(shù)。為了控制含水上升和減緩產(chǎn)量遞減速度，改善油藏中后期開發(fā)效果，油田開展了工藝技術(shù)攻關(guān)試驗，研制成功裸眼井卡堵水工藝，油田開發(fā)后期還進一步研制了適應(yīng)于大劑量、多段塞和深部堵水技術(shù)，高強度有機無機重復(fù)堵水工藝系列等適合碳酸鹽巖潛山油藏的堵水工藝，形成了堵、卡、酸、抽綜合治理工藝。

潛山油藏精細描述與綜合挖潛技術(shù)。在任丘潛山油藏利用三維地震與動、靜態(tài)資料相結(jié)合開展油藏精細描述，研究潛力分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了二臺階、局部高、山梁帶等多種潛力分布形式，根據(jù)潛力研究結(jié)果在油藏潛力分布區(qū)部署調(diào)整井，取得了明顯的挖潛效果。

記者：注重科研和生產(chǎn)相結(jié)合是油田企業(yè)實現(xiàn)發(fā)展的關(guān)鍵。在碳酸鹽巖的階段成果轉(zhuǎn)化方面，貴單位是如何做到注重科研和生產(chǎn)相結(jié)合的？

蔡振忠：我們始終樹立科研要及時高效地服務(wù)于生產(chǎn)的意識，生產(chǎn)上面臨的困難就是科研需要解決的問題。因此，每年科研項目在立題時都需要與生產(chǎn)單位進行交流和研討，針對勘探開發(fā)面臨的重大難題，從理論、方法和技術(shù)上提出解決思路，并制定科研計劃，研究過程中也不斷與生產(chǎn)單位結(jié)合，及時調(diào)整，研究成果也從研究期間的試用到最終成果的應(yīng)用。

呂傳炳：由于碳酸鹽巖油藏開發(fā)沒有更多現(xiàn)成的經(jīng)驗和技術(shù)可以借鑒，生產(chǎn)中遇到的問題就是科研立項的出發(fā)點，解決生產(chǎn)中遇到的問題必然是科研的落腳點。生產(chǎn)與科研的這種相互依存關(guān)系自然解決了相互結(jié)合的問題，同時也加速了科研成果的轉(zhuǎn)化，通過生產(chǎn)的檢驗與反饋進一步提升了科研的質(zhì)量和水平。

黃詠梅: 我們主要是通過以下三個方面來使科研與生產(chǎn)緊密結(jié)合。首先，制定了關(guān)于項目管理、經(jīng)費管理、科技獎勵和知識產(chǎn)權(quán)管理等方面的相關(guān)管理辦法，完善科技管理體制機制。其次，組織和參與各類學(xué)術(shù)交流，加快技術(shù)人員成長，實現(xiàn)成果共享。再次，完善科技創(chuàng)新體系。除了注重分公司創(chuàng)新主體自身建設(shè)外，還針對研究力量不足的突出矛盾，與中石化勘探開發(fā)研究院、大專院校及兄弟油田研究院所、專業(yè)技術(shù)服務(wù)公司等建立了廣泛的技術(shù)協(xié)作關(guān)系，形成了較為穩(wěn)定的外協(xié)攻關(guān)團隊，彌補了分公司自身研究力量的不足。