文/張光明 吳盛龍
●中國海油再次標注了我國海洋油氣工業(yè)的新高度。 攝影/李子田
南海鶯瓊盆地3000米下的地層深處,是全球三大海上高溫高壓區(qū)域之一。在這里勘探開發(fā)油氣,屬世界級難題。
30多年來,中國海油持續(xù)強化科研攻關,不斷推進勘探實踐,2010、2012年先后發(fā)現(xiàn)了東方13-1(開發(fā)階段稱東方1-1一期)、13-2兩個氣田。2015年,東方1-1一期投產(chǎn)。
如今,氣藏規(guī)模、年高峰產(chǎn)量更大的東方13-2氣田再次成功投產(chǎn)。原本的世界級難題,一下子捧出兩個“聚寶盆”,世界為之矚目。
帶著勘探突破的喜悅,東方13-2氣田發(fā)現(xiàn)后,中國海油有限公司湛江分公司(以下簡稱有限湛江)立即著手開發(fā)建產(chǎn),想盡快變儲量為產(chǎn)量。
相關工作很快啟動——2013年開始前期研究,2014年完成初版ODP。此時,無論是動用儲量規(guī)模、工程建設規(guī)模,還是總投資額,該項目堪稱南海西部史上最大。
然而,2014年下半年暴跌的國際油價,拉低了國內(nèi)天然氣價格。東方13-2氣田群項目開發(fā)不再具有經(jīng)濟性,還能不能順利開發(fā)?很多人為此捏了一把汗。
“多方面考慮后,中國海油決定以該項目為試點,上游、專業(yè)公司、下游發(fā)揮各自優(yōu)勢、創(chuàng)造條件,加快該氣田開發(fā)?!庇邢拚拷偣こ處煟ㄩ_發(fā))姜平說。
為提升開發(fā)經(jīng)濟性,2014年底中國海油將其列為提質(zhì)增效重點項目,多措并舉降本增效。最關鍵的舉措是深度優(yōu)化ODP——變區(qū)域開發(fā)為分步實施。再者,推進“三新三化”,再降投資。
“當時除了考慮經(jīng)濟性,我們還從技術方面深度考慮。”據(jù)姜平介紹,盡管東方1-1一期的成功開發(fā)為東方13-2氣田開發(fā)積累了經(jīng)驗,但兩個氣田規(guī)模懸殊,東方13-2氣田開發(fā)技術難度更大。
開發(fā)高溫高壓氣藏,鉆井作業(yè)風險大,稍不注意就會井塌、井噴;氣藏高溫高壓及所含二氧化碳與水,對開發(fā)材料與設備的抗高溫高壓、抗腐蝕及密封性提出更高要求;生產(chǎn)環(huán)節(jié),地層深處高溫高壓氣流噴涌到地面,溫度驟然降低易冰堵。
為攻克這些難題,有限湛江在前期技術積累的基礎上,進一步深入研發(fā)?!氨热缭阢@井方面,提升溫度、壓力預測精度,精細作業(yè)方案;借用東方1-1一期高溫高壓水平井經(jīng)驗,創(chuàng)新性地將水平段長度從300米延伸至600米,以增加泄油面積提高產(chǎn)能?!?/p>
ODP深度優(yōu)化與技術攻堅,最終使東方13-2氣田群開發(fā)項目在年產(chǎn)氣量變化不大的情況下,總投資大幅下降,氣田經(jīng)濟性躍升。2015年4月通過了集團公司投委會審核。
氣田產(chǎn)能高低,直接關系到氣田經(jīng)濟性大小。要獲得好的產(chǎn)能,首先要摸清地下情況,將氣井部署到“甜點”上。但是,精準找到“甜點”,很難。
東方13-2氣田屬淺海陸架背景(非典型)撓曲坡折帶海底扇沉積。儲層非均質(zhì)性強,砂體疊置關系復雜。再加上地震資料分辨率低,氣田儲層縱橫向展布難以精細刻畫。此外,受高溫高壓影響,地震屬性存在多解性,氣層與含氣水層識別難度很大。
如何把設計的27口開發(fā)井打?qū)ξ恢??科研人員精細研究儲層,科學井位部署。
“有限湛江重新采集了高密度三維地震資料??蒲腥藛T據(jù)此開展多專業(yè)聯(lián)合攻關,精細解剖淺海陸架背景非典型海底扇,深化沉積模式和成因機制認識,從而識別出了多種沉積—充填模式。”南海西部石油研究院院長周家雄說。
在地質(zhì)模式的指導下,科研人員想辦法獲得了高分辨率的高密度地震資料。同時,創(chuàng)新提出針對淺層氣及底辟微裂隙影響的振幅補償技術,大幅提高了儲層地震振幅的真實性,降低了地震屬性的多解性,為后續(xù)精細儲層研究奠定了良好基礎。
“地質(zhì)研究中,技術創(chuàng)新始終是我們認清東方13-2儲層的一把利劍。”周家雄說,“比如,提出寬頻地質(zhì)統(tǒng)計學反演高精度儲層預測技術,有效解決了薄儲層及薄泥巖隔夾層的精細刻畫問題,提高了儲層連通性及非均質(zhì)性認識;自主研發(fā)分頻調(diào)諧高溫高壓儲層含氣性預測技術,有效識別高溫高壓氣層與非氣層;基于改進后的高溫高壓氣藏應力敏感實驗和氣水相平衡技術,加深了高溫高壓氣藏產(chǎn)能變化規(guī)律及氣水相態(tài)變化認識?!?/p>
經(jīng)過各專業(yè)的深入研究,最終摸清了氣田地下情況,合理部署了井位。后又定量化分析各開發(fā)井的潛力和風險,合理規(guī)避了9口開發(fā)井儲層不連續(xù)性帶來的生產(chǎn)風險,有效降低了3口井見水的風險,為高效開發(fā)奠定了堅實基礎。
要將東方13-2氣田埋藏于水下地層3000米以下的天然氣取出來,還必須進行高質(zhì)量的鉆井作業(yè)和工程建設。
與東方1-1一期相比,無論鉆井還是工程建設,東方13-2氣田都不是一個體量級。“不太確切地說,相當于一個大城市與一個縣城的區(qū)別。”有限湛江勘探開發(fā)部副總經(jīng)理兼開發(fā)經(jīng)理張輝表示,“面對巨大的工程建設工作量、更大的施工難度,我們充分借鑒東方1-1一期經(jīng)驗,邊實踐邊攻堅。”
鉆井方面,東方13-2氣田地層的孔隙壓力和破裂壓力非常接近,需要密度十分精確的鉆井液體系;提高可動用的井控儲量,需要鉆大位移水平井。有限湛江多專業(yè)聯(lián)合攻關,研發(fā)了高溫高壓開發(fā)井配套鉆完井技術,制定了一系列完善的工程建設安全風險防控措施,破解了高溫高壓條件下大位移水平井鉆井技術難題。
工程建設方面,項目新建了3個海上平臺。其中,長101米、寬38米、高37米的東方13-2中心處理平臺,是迄今為止南海西部海域規(guī)模最大、重量最大、工藝流程最復雜的中心平臺。如此巨大的海上平臺,建造與安裝都是世界級難題。海油工程采用一體化技術快速推進,建造安裝安全、高效。
海管鋪設施工方面,需要鋪設195公里直徑達80厘米、單根海管達12噸的大管徑海管。這是我國迄今為止自主鋪設的最長海底管線。作業(yè)時,國際先進的鋪管船“海洋石油201”鋪設張力高達160噸,接近其正常工作的上限。面對南海海況復雜等不利因素,作業(yè)仍高效完成,單日鋪管最高達4.02公里。該管線的鋪設完成,填補了國內(nèi)長距離海管作業(yè)空白,標志著我國海底管線鋪設能力躋身世界前列。
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歷經(jīng)5年,東方13-2氣田最終高效投產(chǎn),進一步驗證了中國海油30余年淬煉的海上高溫高壓氣田勘探開發(fā)技術的科學性、先進性,更加堅定了海油人書寫海洋石油工業(yè)新篇章的信心。