儲層改造：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，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的勘探工作，其中塔巴廟探區(qū)已在5個層位分別獲得工業(yè)氣流。但是，低壓低滲的致密砂巖儲層豐度低、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)的進步，以人工壓裂為主要手段的儲層改造打開了寶藏之門。然而，實踐卻是一個十分復(fù)雜的過程，首先要對幾千米的地下儲層十分清楚，涉及砂巖展布的規(guī)律、儲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量164.26億立方米、控制儲量170.32億立方米。在被列入中國石化五大天然氣基地之一的基礎(chǔ)上，華北分公司進一步加大攻關(guān)力度，組織專家進行多次論證，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)試驗項目通過現(xiàn)場試驗與評價，在壓裂液配方篩選評價和優(yōu)化基礎(chǔ)上，形成一套適合塔巴廟地區(qū)儲層地質(zhì)特點的壓裂優(yōu)化設(shè)計和施工工藝技術(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，充分分析查明儲層傷害機理及影響因素，針對壓裂過程中的二次保護，在開展室內(nèi)實驗、模擬計算的基礎(chǔ)上，形成配套的壓裂改造工藝設(shè)計方案。

　　2002年，以壓裂改造技術(shù)為主的儲層全程保護措施運用于勘探開發(fā)實踐后，單井單層產(chǎn)量均有成倍的增長。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)達到20萬立方米，最高達到40萬立方米。長期以來制約規(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個月的時間快速建成10億立方米產(chǎn)能，單井產(chǎn)量優(yōu)于開發(fā)方案的預(yù)期，按時實現(xiàn)向北京供氣，都與優(yōu)快鉆井的貢獻密不可分。

　　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，不僅需要對地層的充分認識和不斷的經(jīng)驗積累，而且更需要大膽的創(chuàng)新實踐和探索。

　　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，有三大外因的推動不可低估。首先，是儲層保護的需要。如果鉆井作業(yè)的周期長，鉆井液在地層的存留時間也就長，就會對地層產(chǎn)生相對的污染和堵塞；相反，如果鉆井周期短，這種污染和堵塞的程度就會減少。其二，是產(chǎn)能建設(shè)的需要。2005年剛剛開始，中國石化按照國家發(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)的方案和實際鉆井能力，需要40臺鉆機，而到2月底才僅有17臺。優(yōu)快鉆井成為實現(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，鉆井價格幾乎在盈虧的臨界點上，優(yōu)快鉆井成為鉆井施工隊伍獲得效益的最佳途徑。

　　華北分公司著力把市場作為一個展示、交流、融合、提高的平臺，甲乙方之間、工程隊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。

　　針對低壓致密砂巖氣藏的特點，華北分公司組織開展鉆井完井保護技術(shù)研究，從鉆井、完井全過程儲層保護的角度考慮，深刻認識工程地質(zhì)、敏感性評價和鉆井完井損害機理，形成有針對性的、適于低壓致密氣層保護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和功能，大大提高了機械鉆速。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鉆頭受到嚴重制約。華北石油局五普試驗率先成功，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，有效地促進了機械鉆速大幅度提高。針對鉆具失效難題，華北分公司組織鉆井專家和現(xiàn)場技術(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)進程。在原計劃的40臺鉆機到2005年6月中旬僅到位31臺的情況下，至10月底已完成鉆井217口，10億立方米產(chǎn)能建設(shè)目標提前實現(xiàn)。

　　儲層識別：從理論到實踐的挑戰(zhàn)

　　隨著勘探開發(fā)技術(shù)工藝的進步，對儲層識別的精度要求也越來越高，不僅要了解油氣儲藏的條件和特點，還要明確儲層的豐度、厚度和展布規(guī)律，合理預(yù)測出單井產(chǎn)量。因此，儲層識別技術(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)律及目標評價”、“鄂爾多斯盆地北部天然氣成藏機理研究”等多個重大科研攻關(guān)項目，在國內(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)。這些項目研究成果具有較強的理論性、實用性，整體達到國際先進水平。其中，鄂爾多斯盆地天然氣成藏模式和三維地震儲層預(yù)測技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，不僅為大牛地氣田進一步增儲上產(chǎn)提供技術(shù)保證，而且對指導(dǎo)我國同類氣田的勘探和開發(fā)具有重大意義。該項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，對我國致密碎屑巖領(lǐng)域天然氣資源的勘探開發(fā)具有推廣應(yīng)用價值。大牛地氣田在短短3年的時間產(chǎn)能超過20億立方米，累計擁有天然氣探明儲量3293.04億立方米，累計三級儲量7035億立方米，其中就得益于理論的突破和適用技術(shù)的強力支撐。比如對砂體預(yù)測識別精度已經(jīng)由開發(fā)初期的20米提高到10米，有效儲層的定量預(yù)測成功率達到95%以上，推動了低品位儲量的動用。

　　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)量占中國石化的18%。而在3293.04億立方米的累計探明儲量中，已動用儲量僅有1018億立方米，還有2/3的低品位儲量沒有動用。

　　所謂低品位儲量，是一個相對的概念。從外部因素看，天然氣的價格上升，低品位儲量就會轉(zhuǎn)化為可采儲量。隨著中國石化打造上游“長板”的力度加大和工藝技術(shù)的快速進步，尚未動用儲量的“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施，動用低品位儲量已具有明確技術(shù)思路。

　　華北分公司早在10億立方米產(chǎn)能建設(shè)成功后，就重點開展水平井的技術(shù)攻關(guān)。在總結(jié)經(jīng)驗教訓(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)和試驗力度。目前，首輪水平井正在鉆進中，一旦獲得新的突破，將為進一步擴大產(chǎn)能奠定良好的基礎(chǔ)。