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自2012年以來,華北分公司鄂爾多斯南部的紅河油田不斷有喜訊傳出,在紅河42井區(qū)、紅河37井區(qū)施工的水平井,最高獲得了日產(chǎn)100多噸的高產(chǎn)油流,多數(shù)穩(wěn)產(chǎn)在10噸以上,部分井穩(wěn)產(chǎn)近30噸。北部的大牛地氣田,通過運(yùn)用水平井,多口井在直井難以動(dòng)用的盒1儲(chǔ)層獲得了高產(chǎn)氣流,其中,DP27H井獲得無阻流量17.88萬立方米/天的高產(chǎn)氣流。
鄂爾多斯盆地油氣田具備典型的致密性,之所以能取得如此高效的油氣成果,得益于精細(xì)的三維地震技術(shù)的成熟運(yùn)用,為水平井水平段有效穿越儲(chǔ)層找到了依據(jù),加之水平井分段壓裂技術(shù)的成功應(yīng)用,為油氣鋪建了一條高速外流的通道。
華北分公司在鄂爾多斯探區(qū)擁有16個(gè)探區(qū),約2.5萬平方公里,地理環(huán)境有溝壑縱橫的黃土塬,落差在300多米深,還有山地等復(fù)雜地形。北部有茫茫的毛烏素沙地,儲(chǔ)層的展布呈三角狀河流分布,差異性較大,很難找到儲(chǔ)層的分布規(guī)律。要實(shí)現(xiàn)油氣的高效開發(fā),在鉆井施工中做到有的放矢,讓井眼有效打進(jìn)儲(chǔ)層中,精細(xì)的三維地震技術(shù)發(fā)揮了重要作用。
地震技術(shù),是運(yùn)用放炮產(chǎn)生的地震聲波傳入地層,經(jīng)地面的儀器接收地層反射波,通過分析解釋處理,判斷油氣層的展布方向、儲(chǔ)層厚度、埋深等相關(guān)數(shù)據(jù),用來指導(dǎo)油氣藏勘探評(píng)價(jià)、井位部署。三維地震技術(shù),等于加密了放炮的震源點(diǎn),可以更加清晰地判斷出儲(chǔ)層的展布規(guī)律。
華北物探公司承擔(dān)著鄂爾多斯探區(qū)三維地震項(xiàng)目,施工的區(qū)塊多數(shù)在黃土塬區(qū),地層上部為300多米厚的松散土層,地震聲波衰減嚴(yán)重,猶如大榔頭砸在棉花堆上,聲波很難傳遞至地層深處。為解決這一世界性難題,公司優(yōu)化放炮源點(diǎn),利用13~17組合,增強(qiáng)其地震波的傳遞能量,收到了較好的效果。依據(jù)其地震資料解釋,為提高探區(qū)內(nèi)鉆井的儲(chǔ)層命中率發(fā)揮出“偵察兵”的作用。
華北局物探顧問劉寶國(guó)介紹說:“截至目前,大牛地氣田已完成了1000多口井的施工,經(jīng)與三維地震資料對(duì)比,鉆遇儲(chǔ)層砂體的符合率在90%以上,含氣性符合率為80%以上。這一指標(biāo)是相當(dāng)高的。”
自2011年,鄂爾多斯探區(qū)大幅增加了三維地震項(xiàng)目,2012年的工作量相當(dāng)于前5年的總和,并提前實(shí)施,加快施工進(jìn)度。華北物探公司啟動(dòng)了紅河油田1007.7平方公里的三維地震項(xiàng)目,杭錦旗840平方公里的三維地震項(xiàng)目已接近收尾,鄂南富縣二維和彬長(zhǎng)三維已經(jīng)明確了開工時(shí)間,為近期啟動(dòng)的鄂爾多斯油氣田大會(huì)戰(zhàn)做好先期準(zhǔn)備。
水平井是沿儲(chǔ)層水平鉆進(jìn)的復(fù)雜工藝技術(shù)的井型,猶如插進(jìn)水缸的一條吸水管線,可最大限度地?cái)U(kuò)大儲(chǔ)層的泄油面積,提高單井油氣產(chǎn)量,降低油氣田開發(fā)成本。
然而,水平井施工是在鉆完一定井深的直井段后,轉(zhuǎn)彎造斜至水平段的拐點(diǎn)后,再沿水平方向鉆至數(shù)百米至上千米,施工周期長(zhǎng),風(fēng)險(xiǎn)高。大牛地氣田自2006年增加水平井的部署份額,鉆井周期需要160多天,成本居高不下,難以形成有效開發(fā)。
近兩年,華北分公司工程設(shè)計(jì)部門以及鉆井施工隊(duì)伍,共同探索,不斷優(yōu)化水平井的設(shè)計(jì),選擇合理的井身結(jié)構(gòu),優(yōu)選適合水平井鉆井的鉆頭,優(yōu)化鉆井液體系,使得水平井技術(shù)逐步成熟,并廣泛運(yùn)用到鄂爾多斯南部紅河油田、寧東油田、富縣等探區(qū)。
“五普施工的水平井,通過選用凈化性能良好的三級(jí)結(jié)構(gòu)鉆井液池,有效去除了鉆井液中的有害固相,既提高了鉆速,又起到了維護(hù)井壁的作用?!比A北五普鉆井公司鄂北工區(qū)指揮部主任張冠軍說。
“同時(shí),通過應(yīng)用螺桿+復(fù)合鉆井技術(shù),使直井段和斜井段的鉆速顯著提高。五普通過不斷分析地層的可鉆性優(yōu)選鉆頭,改變以往傳統(tǒng)的操作工藝,鉆頭使用效率大大提升,使單支鉆頭在水平段由過去的最高鉆至100多米,提高至695米。最近施工的幾口水平井,接連創(chuàng)造出鉆井周期39.5天、37.6天直至最短31.71天的紀(jì)錄。并且,施工井型的難度也在加大,已施工完成了DP31H井,水平段最長(zhǎng)達(dá)到了1698.72米,為提高單井產(chǎn)氣量奠定了基礎(chǔ)?!睆埞谲娬f。
另外,華北分公司還引進(jìn)水平井“工廠化”的理念,在氣田部署施工了DP43叢式水平井井組,就是在一個(gè)相對(duì)大的井場(chǎng)上部署6口水平段為1000米的水平井,其水平段成米字型,好像撒開的一張大魚網(wǎng),捕到“大魚”的可能性很大。鉆機(jī)搬遷的時(shí)候,依靠自身攜帶的液壓系統(tǒng),通過導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)移動(dòng),節(jié)省了鉆機(jī)搬遷時(shí)間,減少了土地的占用面積,以及道路的修建、輸氣管線的鋪設(shè)等多項(xiàng)投資,便于氣田的后期管理和集中輸氣,大幅度降低氣田的綜合開發(fā)成本。
目前,該井組已完成了2口水平井施工,其他幾口井正緊張作業(yè)中。
由于氣田屬于致密性油氣藏,就像浸在磚頭里的油,很難流出來,壓裂技術(shù)是解決這一難題的有效手段。該技術(shù)通過地面的高壓設(shè)備產(chǎn)生的高壓液體,將攜帶壓裂砂的壓裂液蹩入儲(chǔ)層,將壓裂砂留在裂縫中,就像為油氣鋪設(shè)了一條高速通道,讓油氣順著通道流入井筒,再沿管道出地面。
壓裂的方式多種多樣,產(chǎn)生的效果也不相同。承擔(dān)水平井分段壓裂施工的華北井下作業(yè)公司,不斷優(yōu)化水平井的壓裂工程工藝技術(shù)。2010年,該公司對(duì)裸眼完井水平井選用水平井預(yù)制管柱的分段壓裂技術(shù),有針對(duì)性地對(duì)有效儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂,增強(qiáng)了壓裂效果,單井產(chǎn)量得到大幅度提升。
2011年以來,水平井水平段壓裂的段數(shù)也逐步增多,單井壓裂段數(shù)由過去的5段、7段、10段,提高到目前最高14段,段數(shù)越多,產(chǎn)油氣的效果也相應(yīng)明顯。紅河油田多口水平井經(jīng)分段壓裂后,日產(chǎn)原油穩(wěn)定在10噸以上,其中,紅河37P2井初期日產(chǎn)原油達(dá)到128噸。
華北井下作業(yè)公司壓裂首席專家艾昆說:“大牛地氣田的盒1儲(chǔ)層,是典型的低品位致密氣藏,且儲(chǔ)量大,占總儲(chǔ)量的1/3,約1500億立方米,依靠常規(guī)直井無法實(shí)現(xiàn)有效開發(fā),通過針對(duì)該層部署水平井實(shí)施分段壓裂后,其中10口水平井平均日產(chǎn)氣達(dá)到2.88萬立方米(無阻流量達(dá)7.8萬立方米/天),最高的一口井無阻流量達(dá)17.8萬立方米/天,使致密油氣田實(shí)現(xiàn)了高效開發(fā),為華北分公司快速建成1000萬噸級(jí)以上的油氣田夯實(shí)了基礎(chǔ)?!?/p>