水平井的效應

○ 文／本刊記者 呂榮潔

水平井的效應

○ 文／本刊記者 呂榮潔

水平井能夠有效提高單井產(chǎn)量、提高儲量動用率、降低綜合成本，已經(jīng)成為油氣田企業(yè)重要開發(fā)方式之一。其產(chǎn)生的革命性作用日益彰顯。

18世紀中葉，英國人瓦特對蒸汽機做了一系列重大改進，發(fā)明了單缸單動式和單缸雙動式蒸汽機，大大提高了熱效率和運行可靠性，一場工業(yè)革命由此席卷世界。

如今，石油石化行業(yè)也正在進行著一場油氣開發(fā)的重大革命。從 “直上直下”的傳統(tǒng)直井到會拐彎的水平井，這不僅是鉆井方式的改變，而且?guī)砹擞蜌馓镩_發(fā)模式的重大轉變。在這一轉變背后，是呈幾何式增長的單井日產(chǎn)量，是喚醒更多沉睡地下油氣寶藏的更多希望，為更加綠色環(huán)保提供了更多可能，為油氣田基業(yè)長青提供了更多保障。

毫不夸張地說，水平井革命處于正在進行時。 放眼全國各大油田，勝利油田、遼河油田、蘇里格氣田等已經(jīng)實現(xiàn)水平井的規(guī)模推廣應用，其他油氣田也在緊追不舍，涌現(xiàn)出蘇里格、川東石炭系、長嶺等一批規(guī)模應用水平井實現(xiàn)高效開發(fā)的先進典型。

據(jù)悉，目前中國石油、中國石化累計投產(chǎn)水平井8873口，其中中石油5248口，中石化3625口。油企不僅在水平井規(guī)模應用數(shù)量大幅度增加，而且地質效果上了一個大臺階。中石油、中石化水平井累計產(chǎn)油氣9267萬噸。

單井日產(chǎn)幾何式飆升

1月1日8時，長城鉆探蘇里格采氣項目部巡井組組長梁宏群來到蘇53—78—40H井場，“照顧”眼前他格外喜歡的水平井。

這些井外表雖普通，單井產(chǎn)量卻是普通直井的5倍到10倍。別看這個區(qū)塊目前只有38口水平井，但建成10億立方米產(chǎn)能——與蘇10區(qū)塊的300口直井相當。

水平井的魅力可見一斑。

眾所周知，由于新發(fā)現(xiàn)儲量品質差，近年來中國石油單井產(chǎn)量持續(xù)下滑。 2005年，世界石油單井平均日產(chǎn)量是10噸，而中國石油的單井日產(chǎn)量是3.1噸。多井低產(chǎn)問題日益嚴重，影響了中國石油的經(jīng)濟效益和可持續(xù)發(fā)展。中國石化和中國海油也不例外。

此外，還有一個嚴峻現(xiàn)實—中國石油缺口。海關總署公布數(shù)據(jù)顯示，2011年中國原油進口量為25378萬噸，石油對外依存度已達到56.5%。

如何提高單井日產(chǎn)量，成為國內(nèi)油企的“牛鼻子”工程。

毫無疑問，勝利油田在水平井方面取得的顯著成績，給國內(nèi)各大油田提振了信心。提高單井日產(chǎn)，水平井成為一把利器。據(jù)了解，2006年至2010年之間，中國石油平均一口水平井的產(chǎn)量相當于3.5口直井的產(chǎn)量，效果非常明顯。尤其值得一提的是，到2011年年底，蘇里格共鉆

鏈 接

部分油田第一口水平井一覽

中國第一口真正意義上水平井、華北油田第一口水平井—任平1井，1990年；

勝利油田第一口水平井—埕科1井，1991年1月；新疆油田第一口水平井—HW101井，1991年2月；遼河油田第一口水平井—冷平1井，1992年；長慶油田第一口水平井—塞平1 井，1993年10月；塔里木油田第一口水平井—塔中4—17—H4 井，1994年11月；

中原油田第一口水平井—云平1 井，1995年7月；江蘇油田第一口水平井—高6平1 井，1996年11月；吐哈油田第一口水平井—紅南210井，1996年12月；河南油田第一口水平井—H2井，1997年4月；

江蘇洪澤第一口水平井—順9-平1，1997年9月；西北局第一口水平井—TK104H，1998年9月；江漢油田第一口水平井—王平1井，1999年9月。水平井182口，投產(chǎn)氣井124口，平均單井日產(chǎn)氣量7.8萬立方米，是直井產(chǎn)量的7倍。

嘗到這個甜頭后，今年中國石油在國內(nèi)外計劃鉆水平井1500口以上，中國石化在國內(nèi)的計劃是1167口。

據(jù)中國石油集團鉆井工程技術研究院高級工程師查永進介紹，原來中國陸上石油已建成的最大對外國際合作項目——長北項目要建成10億立方米產(chǎn)能，至少規(guī)劃了40多口水平井，最后只打了19口，初期日產(chǎn)量就超過1000萬立方米，而直井初期單井產(chǎn)量只有2萬~3萬立方米，水平井單井產(chǎn)量是直井的100多倍。

對于油氣裂縫欠發(fā)育的低滲透儲層，實踐證明，水平井必須進行壓裂改造，為油氣鋪設一條高速通道，讓油氣順著通道流入井筒，再沿管道抽出地面。

2007年，中石油完成低滲透油藏水平井分段壓裂現(xiàn)場試驗91口井。其中，大慶油田完成分段壓裂8口井、限流法壓裂11口井，壓裂后日產(chǎn)油是直井的2.5～3.8倍；長慶油田完成水力射孔分段壓裂10口井36層段，壓裂后產(chǎn)量約為直井的2倍；吉林油田完成機械分段壓裂26口井60層段，壓裂后產(chǎn)量約為直井的2倍。

讓更多儲量見天光

除了提高單井日產(chǎn)量之外，水平井的第二個功能便是提高儲量動用程度。遼河油田在這方面具有代表意義。

遼河油田通過將水平井與注水、調驅、SAGD、蒸汽驅等開發(fā)核心技術的有機結合，使薄層水平井、相對產(chǎn)量低的潛山井保持較好的開采效果。在遼河西斜坡薄層稠油區(qū)塊，通過導眼井評價落實油層厚度，水平井評價落實產(chǎn)能的具體做法，實現(xiàn)了整體上報探明儲量443萬噸，建成原油生產(chǎn)能力10.5萬噸，使薄層稠油由資源變?yōu)榻?jīng)濟儲量。

在新疆油田，陸梁油田作業(yè)區(qū)逐年加大了水平井的應用規(guī)模。2006年至2010年，作業(yè)區(qū)共部署實施水平井108口，建產(chǎn)能38.5萬噸，使儲量動用程度提高到了80.5%。截至目前，這些水平井累積產(chǎn)油已達63.2萬噸。陸9井區(qū)目前已成為新疆油田迄今最大的稀油水平井區(qū)塊。

水平井技術不僅適合于新老油氣田的低滲透油層、重油油藏、多層薄油層、裂縫性油層、復雜斷塊油藏，以其能大大增加儲層的泄流面積,提高鉆遇裂縫的機會,降低流向井筒的阻力，而且可以廣泛應用于開發(fā)煤層氣、頁巖氣、致密氣等非常規(guī)天然氣藏。

鄂爾多斯盆地油氣田屬于典型的致密性，身處其中的中國石化華北分公司深受其困。為了在“磨刀石”上鬧好革命，華北分公司首選了水平井技術。

2011年下半年以來，鄂爾多斯南部的紅河油田不斷有驚人的喜訊傳出，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。

水平井工業(yè)化開發(fā)的成功，成為華北分公司開發(fā)低滲透油氣田的利器，并有望今后幾年在鄂爾多斯建成千萬噸級油氣田。

此外，面對低壓、低滲、薄層稠油儲量比重不斷增加，勘探開發(fā)技術難度日益加大，資源接替緊張的矛盾日益突出的現(xiàn)實，必須大力推動水平井技術的應用，增加油氣層的裸露面積。只有這樣才使低產(chǎn)可以變高產(chǎn)，死油可以變活油，給油田開發(fā)帶來巨大的效益。

查永進說：“由于導向技術進步，水平井技術還可以有效動用直井無法開采的薄儲層，哈得地區(qū)、大慶外圍地區(qū)1米以下油藏都是采用了水平井技術才得到商業(yè)動用?！?/p>

實現(xiàn)效益開發(fā)

●近年來，長城鉆探在蘇里格氣田打出了一批高效水平井，為其整體開發(fā)提供了有力保障。 供圖/長城鉆探

●多年的付出終于開始獲得回報，中國石油正在微笑著迎接水平井革命的到來。 攝影/魯全國

去年12月31日，新疆和田地區(qū)氣溫降至零下20攝氏度。地處塔克拉瑪干大沙漠西南部的塔里木和田河氣田正加緊生產(chǎn)，讓和田百姓過一個溫暖的冬天。去年塔里木在這一地區(qū)新投產(chǎn)氣井4口，和田河氣田二期裝置擴建工程入冬前建成投運，氣田日處理能力由40萬立方米提高至120萬立方米。產(chǎn)量的提高主要得益于和田河氣田水平井規(guī)模開發(fā)。

截至目前，水平井已成為塔里木油田新區(qū)上產(chǎn)、老區(qū)調整的首選井型。僅塔中地區(qū)，水平井數(shù)量就超過這個地區(qū)總開發(fā)井數(shù)的80%。其中，塔中16井區(qū)是塔里木油田高水平開發(fā)的典范，屬典型的超深超薄油藏，在現(xiàn)有技術條件下，只利用直井很難有效開發(fā)。因此，塔里木油田運用水平井開采模式，截至2011年9月底，塔中16井區(qū)20口生產(chǎn)井中的15口水平井累計產(chǎn)量達274.5萬噸。

查永進介紹說：“水平井整體開發(fā)方式是采用水平井進行整體油藏開發(fā)部署，以最大限度發(fā)揮水平井應用優(yōu)勢，提高開發(fā)效果，而不僅僅是把水平井作為零星應用，有別于傳統(tǒng)的油田開發(fā)方式。其優(yōu)勢是能最大程度地動用油藏，井網(wǎng)完善程度也會更高些?！?/p>

規(guī)模應用水平井技術是降低成本、提高油田開發(fā)效益的必然要求。勝利石油管理局鉆井工藝研究院副院長唐志軍說：“水平井整體開發(fā)是一種趨勢了，不管從效益上還是從趨勢上來說，都是一種很好的開發(fā)方式?！?/p>

如今，像和田河這樣利用水平井整體開發(fā)的區(qū)塊，在中國還有很多。

比如，柴達木盆地首個日產(chǎn)超千萬立方米氣田——青海臺南氣田水平井產(chǎn)能目前已占到全部產(chǎn)能的約50%，成為中國首個以水平井為主的整裝氣田。目前，青海臺南氣田水平井數(shù)量為39口，占總井數(shù)約25%，而其產(chǎn)能已占到全部產(chǎn)能的50%左右，產(chǎn)量是相鄰直井的3倍以上。

川西氣田是致密砂巖氣藏，具有低孔隙度、低滲透率、低豐度等特性。近幾年來，西南油氣田開展了直井、叢式定向井、水平井等試驗，自主研發(fā)了套管多封隔器等分段壓裂井下專用工具，形成水平井“多級多縫”壓裂技術，使水平井產(chǎn)量大幅度提升，形成川西氣田“直井評價、叢式井完善井網(wǎng)、水平井整體開發(fā)”的高效開發(fā)模式。

水平井的規(guī)模應用對氣田實現(xiàn)高效開發(fā)功不可沒。如今，水平井技術日臻成熟，成效顯著，已經(jīng)具備大規(guī)模推廣應用的條件。它是當前和今后一個時期加快產(chǎn)能建設速度、提高油氣采收率、增加可采儲量的最現(xiàn)實的有效手段之一，大力推廣應用水平井技術對加快油氣發(fā)展具有極其重要的意義。

降低綜合成本

在沙漠里的蘇里格，過去要修個井場很復雜、很麻煩。首先要到外面去拉來黏土，然后用沙漠里的紅柳編織成網(wǎng)，鋪在沙子上，再把土填上，很費成本。

如果能在一個井場朝不同的方向打水平井，在油田開發(fā)方式上將是有利的改變。更激發(fā)了石油人的創(chuàng)新，積極應用多分支水平井和叢式水平井。既大量節(jié)約土地資源，又提高了開發(fā)效益。據(jù)了解，2012年，長慶油田蘇里格氣田將實施300口水平井，成為中國石油集團實施水平井的主站場。

面對開發(fā)對象日趨復雜、成本控制難度加大等問題，水平井具有投資少、產(chǎn)能高等優(yōu)勢，是實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)的必然選擇。 在水平井應用初期，水平井成本是直井的3倍，產(chǎn)量是直井3.5倍。查永進說：“隨著應用數(shù)量增多，成本也逐漸降低，效益更好。另外，水平井降低地面配套成本，減少征地，減少鉆井廢棄物的排放等等，也可以提升效益?！崩?，建100萬噸的產(chǎn)能按常規(guī)來說大約需要30億元投資，完成相同的產(chǎn)能建設需要新鉆井數(shù)大幅度減少，如果用水平井可以把投資量減少30%。而一個井場永久占地平均為2畝，以一口3000米井為例，臨時占地需要20畝左右。而水平井相當于3.5口直井，這樣就可以減少2.5個井場，直接降低了綜合成本。

為實現(xiàn)水平井的高效環(huán)保，中國石化華北分公司引用水平井“井工廠”開發(fā)理念，就是在一個平臺上部署3口以上的水平井，等于在油氣層中橫穿了幾條通道，可大幅度降低油氣田綜合開發(fā)成本。

華北分公司在氣田部署施工了DP43叢式水平井井組，就是在一個相對大的井場上部署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”的可能性很高。鉆機搬遷的時候，依靠自身攜帶的液壓系統(tǒng)，通過導軌實現(xiàn)移動，節(jié)省了鉆機搬遷時間，減少了土地的占用面積，以及道路的修建、輸氣管線的鋪設等多項投資，便于氣田的后期管理和集中輸氣，大幅度降低了氣田的綜合開發(fā)成本。

但我們應該看到，非常規(guī)油氣水平井的成本還很高。對于目前國內(nèi)較熱的頁巖氣開發(fā)，國土資源部油氣中心副主任張大偉介紹：“我國水平井的成本太高，一口頁巖氣直井成本為2萬元/米，水平井成本3萬元/米。完鉆一口頁巖氣井的成本在幾千萬元到上億元人民幣，而在美國由于實現(xiàn)了規(guī)模化開采，目前完鉆一口頁巖氣井的成本為350萬~380萬美元?！?/p>