碎屑巖：油氣舞臺新主角

○ 文／本刊實習記者 許 諾 / 王 軍

●走遍千溝萬壑，只為找尋碎屑巖油氣藏。 攝影/余 海

作為我國油氣勘探開發(fā)的新主角，碎屑巖占到了油氣藏總量的90%。要實現(xiàn)其高效開發(fā)，關鍵在于合理注采井網(wǎng)的選擇、超低滲儲層的有效改造、有效壓力驅(qū)替系統(tǒng)的建立以及精細注水。

特邀嘉賓（排名不分先后）

西北油田分公司勘探開發(fā)研究院總地質(zhì)師 …………………………………黃詠梅

勝利油田高級專家 …………………………………………………………… 王 軍

長慶油田超低滲第二項目部生產(chǎn)技術科科長 ………………………………王明瑜

碎屑巖油氣藏正在成為中國油氣勘探開發(fā)的主角。

中國石化西北油田勘探開發(fā)研究院總地質(zhì)師黃詠梅介紹說，中國大陸和沿海大陸架擁有沉積巖面積670萬平方公里，在319個不同規(guī)模的盆地中已發(fā)現(xiàn)含油氣盆地24個，探明石油儲量190億噸，90%以上集中在中新生代陸相碎屑巖地層中，其中松遼盆地、渤海灣盆地、東海盆地和準噶爾盆地發(fā)現(xiàn)探明儲量超過億噸的特大型碎屑巖油田。實際上，已發(fā)現(xiàn)的石油儲量中，約有半數(shù)以上的石油和3/4 的天然氣儲存在碎屑巖中。

然而，目前在我國，碎屑巖油氣藏的開發(fā)剛剛起步。它的勘探現(xiàn)狀如何，開發(fā)時面臨哪些困難，創(chuàng)新了哪些理論與技術……這一切不僅關乎碎屑巖的有效開發(fā)，而且關乎未來中國油氣的穩(wěn)產(chǎn)與供應。

直面優(yōu)劣

中國石油石化：目前，中國碎屑巖油氣藏分布情況是什么樣的？與其他國家相比，中國碎屑巖油氣藏的優(yōu)劣勢有哪些？

黃詠梅：中國的碎屑巖油田為陸相沉積油藏，主要為陸相湖盆河流—三角洲沉積體系，與世界上許多特大型海相碎屑巖油藏（如科威特布爾甘油田）相比，陸相沉積碎屑巖為近物源短距離搬運，儲層的礦物和結構成熟度較低，砂體連續(xù)性和平面非均質(zhì)性嚴重，單井產(chǎn)能較低。

王軍：我國絕大多數(shù)大型、特大型油氣藏均發(fā)育分布在陸相碎屑巖儲集體中。

我國碎屑巖油氣藏的優(yōu)勢是陸相斷陷盆地構造活動幅度大，沉積厚度大，含油氣層系多，以及成藏類型多樣，空間分布有規(guī)律。

我國碎屑巖油氣藏的劣勢是地質(zhì)條件復雜。從地質(zhì)的角度看，儲層主要是內(nèi)陸河流、三角洲或沖積扇、扇三角洲的碎屑巖沉積。另外一個劣勢是開發(fā)條件差。

中國石油石化：目前，油田碎屑巖的勘探開發(fā)情況具體怎么樣？您認為，今后該油氣藏在公司上產(chǎn)增產(chǎn)陣營里會處于怎樣的位置？

黃詠梅：西北油田分公司在塔里木盆地登記采礦權面積14萬平方公里，截至2012年底，已探明碎屑巖油氣藏儲量13000多萬噸油氣當量，年產(chǎn)油量超過130萬噸，成為分公司增儲上產(chǎn)的重要陣地。

王明瑜：截至2011年底，鄂爾多斯盆地已探明碎屑巖油藏儲量7.5億噸，預計到2015年三級儲量達到17億噸以上。目前，鄂爾多斯盆地碎屑巖油藏年產(chǎn)油量已達到550萬噸，到2015年達到1230萬噸以上，將是長慶油田“實現(xiàn)5000萬噸、建設西部大慶”的主要上產(chǎn)通道之一，可成為中石油建設國際化能源公司、保障國家石油安全的一支重要生力軍。

新理論引路

中國石油石化：要實現(xiàn)碎屑巖油氣藏的有效勘探開發(fā)，有哪些關鍵環(huán)節(jié)？為此，應該采取哪些舉措？

黃詠梅：塔河碎屑巖油氣藏類型包括低幅構造底水油氣藏、巖性油氣藏、地層不整合油氣藏、斷塊油氣藏、高含凝析油的凝析氣藏等，具有多期次成藏、含油氣層系多、埋藏深、圈閉構造幅度低、地層溫度高、儲量規(guī)模小等特點，為典型的邊際油氣藏，勘探開發(fā)難度大。開發(fā)好此類油氣藏，首先做好油藏評價工作。

王 軍：在地質(zhì)研究方面，要開展精細地質(zhì)研究。針對不同類型碎屑巖油藏，勝利油田攻關形成了精細儲層對比、三維構造解釋、精細儲層反演等精細油藏描述系列，特別是在碎屑巖儲層微觀特征描述、砂礫巖儲層評價等研究方面形成具有特色的描述技術。

在油藏工程研究方面，我們采取的主要措施如下：確?；A資料的準確、完整；通過精細地質(zhì)研究，建立完善的靜態(tài)地質(zhì)模型；準確描述油藏滲流規(guī)律和剩余油分布特征；利用多信息綜合應用技術和全程質(zhì)量控制方法，保證數(shù)值模擬的準確性。

在開發(fā)策略方面，對于中高滲整裝砂巖油藏，首先縱向上要充分減少層間矛盾，減緩層間干擾；平面上根據(jù)砂體的平面展布，部署合理的井網(wǎng)；為了抑制底層虧空過大，需要補充地層能量；合理發(fā)揮各類油層的最大生產(chǎn)能力。對于中高滲斷塊，開發(fā)重點工作是縱向上合理優(yōu)化組合層系，最大程度的減緩層間干擾，平面上優(yōu)化完善注采井網(wǎng)，盡可能的實現(xiàn)均衡和水驅(qū)，實現(xiàn)高效的儲量控制、水驅(qū)動用。

對于低滲透、特低滲透油藏，必須進一步深入開展?jié)B流機理研究、地應力場與裂縫分布規(guī)律研究，探索水平井技術、整體大型壓裂、能量補充方式、油層保護等低滲透油藏配套開發(fā)技術的應用，注重工藝應用的整體性、集成性，加快單項技術向多項集成優(yōu)化發(fā)展，提高方案優(yōu)化水平及單井產(chǎn)能，提高儲量動用率和最終采收率。

王明瑜：要實現(xiàn)碎屑巖油氣藏的高效開發(fā)關鍵在于明確碎屑巖油氣藏的滲流機理、選擇合理的注采井網(wǎng)、有效改造碎屑巖儲層、建立有效的壓力驅(qū)替系統(tǒng)以及精細注水。我們通過持續(xù)的開發(fā)試驗，確定了適應于碎屑巖油氣藏的菱形反九點井網(wǎng)，對儲層進行壓裂改造，擴大泄流面積，并通過超前注水、精細分層注水和精細注采調(diào)控逐步提高油藏的壓力保持水平，建立有效的壓力驅(qū)替系統(tǒng)，實現(xiàn)油藏的高效開發(fā)。

中國石油石化：在實施碎屑巖油氣藏開發(fā)的過程中，油田在加強基礎理論研究方面做出了哪些努力，提出哪些新理論、新方法，效果如何？

王 軍：在開發(fā)上，勝利形成了陸相水驅(qū)剩余油富集區(qū)、驅(qū)油劑加合增效、低滲透油藏滲流機理、稠油熱采非達西滲流四個主要理論成果。

創(chuàng)新發(fā)展了陸相水驅(qū)剩余油富集區(qū)理論，指導特高含水期開發(fā)調(diào)整。年均調(diào)整儲量規(guī)模由以前的0.4億噸增加到1.8億噸，老區(qū)年均提高采收率在0.3個百分點以上。創(chuàng)立驅(qū)油劑加合增效理論，實現(xiàn)新型化學驅(qū)油劑體系的突破。這種理論認識指導了新型驅(qū)油體系的研制，其中二元復合驅(qū)體系取得重大突破，覆蓋儲量1.03億噸，年增油占化學驅(qū)的50%，提高采收率10.2%。

深化認識低滲透油藏滲流機理，實現(xiàn)了低滲透油藏有效動用，研究建立了易流動區(qū)、擬流動區(qū)和不流動區(qū)的流態(tài)模式，提出了考慮啟動壓力的合理井距計算方法，有效指導了新老區(qū)產(chǎn)能建設，“十一五”期間比“十五”多動用儲量4366萬噸。

揭示了以“粘滲組合控制，油水差異滲流”為核心的稠油熱采非達西滲流機理，研發(fā)了基于“非達西滲流的稠油熱采軟件”，建立了不同類型稠油熱采油藏剩余油分布模式，配套集成了不同類型稠油油藏老區(qū)高效調(diào)整技術。“十一五”期間，實施稠油熱采老區(qū)加密、底水稠油油藏水平井調(diào)整共31個單元，覆蓋儲量1.59億噸，新鉆油井592口，新增產(chǎn)能142萬噸，新增可采儲量1140萬噸，提高采收率7.29%。

王明瑜：一是完善了超低滲儲層滲流理論；二是探索了超前注水區(qū)地應力場變化規(guī)律；三是深化了壓裂液微觀傷害機理研究。這些基礎研究為超低滲油藏的開發(fā)奠定了基礎。

實際上，已發(fā)現(xiàn)的石油儲量中，約有半數(shù)以上的石油和3/4 的天然氣儲存在碎屑巖中。

新技術領跑

中國石油石化：各位所在油田在碎屑巖油氣藏開發(fā)的哪些方面取得了重大技術創(chuàng)新，形成了哪些領先的特色技術？

黃詠梅：為了解決由于埋藏深、速度變化快，造成地震預測解釋難度大等問題，近年來西北油田加強了“構造精細成圖、斷層精確落實，地震屬性刻畫砂體展布、預測含油氣性”等方面研究，創(chuàng)新發(fā)展了基于圈閉的振幅直接找油技術，即振幅特征異常與構造圈閉形態(tài)匹配，為含油氣較可靠地區(qū)；提頻處理和振幅屬性、平均瞬時相位、地震結構特征多屬性技術刻畫巖性邊界。2007年以來，落實17個含油氣區(qū)塊( 32個油氣藏)，增加石油儲量2400多萬噸。

其次，形成整體以水平井動用為主的稀井網(wǎng)高產(chǎn)開發(fā)技術，包括水平井的設計、鉆井、完井技術，井距300~450米，完鉆了第一口超深層雙分支水平井。塔河碎屑巖72%的油井井型為水平井，平均單井日產(chǎn)能力50多噸，為直井的1.65倍。

再次，完善了碎屑巖油藏水平井整體優(yōu)化開發(fā)技術，包括精細油藏描述，水平井動態(tài)監(jiān)測、水淹特征分析、綜合治理技術，特別是發(fā)展了水平井的找堵水技術。研究結果表明，塔河碎屑巖水平井段滲透率級差為4倍時，只有高滲段供液并見水，低滲透段未動用；出水類型為物性差異出水型、飽和度差異出水型、復合出水型；根據(jù)水平井采出狀況和不同出水類型，形成了碳酸鈣顆粒堵水、乳化油堵水、凍膠堵水、復合堵水、選擇性射孔堵水等工藝系列，碎屑巖油藏采收率達到40%。

王 軍：精細油藏描述技術夯實了油田提高采收率地質(zhì)基礎。攻關形成的精細油藏描述技術，可識別斷距小于10米的斷層，儲層劃分也由小層精細到1~2米的韻律段，可識別出0.25米厚度的層內(nèi)夾層，可描述出寬度僅為50~100米的單一窄河道。

化學驅(qū)已成為大幅度提高采收率的“撒手锏”技術。針對苛刻的油藏條件，攻克了高溫高鹽、污水配注、常規(guī)老井網(wǎng)和特高含水等難題，實施單元的地層溫度達到80℃、地層水礦化度達到每升30000毫克，突破了原來含水90%實施化學驅(qū)的含水階段，實施單元含水達到了97%，形成了Ⅰ、Ⅱ類油藏聚合物驅(qū)技術和二元復合驅(qū)技術。

灘淺海開發(fā)配套技術實現(xiàn)了海上油田的有效開發(fā)。創(chuàng)新了少井條件下測井約束地震反演技術，鉆井成功率100%、儲層符合率93%以上，創(chuàng)建“簡易衛(wèi)星平臺+中心平臺+陸地終端”的半海半陸模式，建成了我國第一個200萬噸級極淺海埕島油田，2012年產(chǎn)量達318萬噸。

王明瑜：在長期實踐過程中，我們形成了儲層快速評價技術、有效驅(qū)替系統(tǒng)優(yōu)化技術、地面優(yōu)化簡化技術、低成本鉆采配套技術、水平井開發(fā)技術、分層注水技術、體積壓裂改造技術；建成了中石油首個20萬噸的水平井規(guī)模開發(fā)示范區(qū)。

中國石油石化：在碎屑巖油氣藏開發(fā)中，貴油田是否借鑒了國外的相關經(jīng)驗，具體是什么？

王 軍：在地質(zhì)研究上，通過引進、消化、吸收國外先進技術，目前已經(jīng)廣泛應用成像測井、地應力測定和地質(zhì)建模等技術，研究儲層裂縫特征和預測儲層裂縫分布和利用核磁共振新技術表征儲層發(fā)育特征，提高儲層解釋的精確度。

從開發(fā)方式上，對于水驅(qū)油藏借鑒了國外油田特別是前蘇聯(lián)的開發(fā)經(jīng)驗，部署面積井網(wǎng)，實施注水開發(fā)，有效補充地層能量。從油藏工程研究上，借鑒了以數(shù)值模擬為主體的油藏工程研究方式；引進了國際主流的地質(zhì)建模與數(shù)值模擬軟件；發(fā)展了地質(zhì)建模與油藏數(shù)值模擬一體化研究的工作模式；形成了油藏工程、采油工藝與地面工程的一體化模擬研究方法。在試井解釋上，引進了國外的試井評價技術，開展試井測試與解釋分析評價，及時提供油氣藏動態(tài)滲流特征參數(shù)，為開發(fā)方案編制與調(diào)整提供決策依據(jù)。在開發(fā)模式上，針對勝利灘海陸岸邊際油田，引入“人工島+進海路”的海油陸采開發(fā)模式，實現(xiàn)了該類油田的高效開發(fā)。在復雜結構井應用上，通過借鑒國外致密砂巖長水平井段多級壓裂水平井開發(fā)技術等并發(fā)展整體高效水力壓裂技術實現(xiàn)對致密油藏的有效開發(fā)。

迎難而上

中國石油石化：貴油田在碎屑巖油氣藏的勘探開發(fā)主要面臨哪些問題，初步形成了哪些解決辦法？

黃詠梅：目前，塔河碎屑油氣藏勘探陣地向微幅構造、河道砂等油氣藏轉(zhuǎn)移，單個碎屑巖圈閉的規(guī)模越來越小，隱蔽性越來越強，對地震分辨率及解釋方法的挑戰(zhàn)越來越大，對地質(zhì)物探結合的要求越來越高；老油田進入高含水開發(fā)階段，進一步提高采收率遇到極大挑戰(zhàn)。

為此，我們下步重點工作是開展地震沉積學研究，深入分析地震屬性異常與沉積相、巖性圈閉的關系，加強巖性圈閉的落實評價工作；開展目標處理，加強靜校正研究，建立準確近地表模型，落實微幅度構造，積極拓展增儲上產(chǎn)陣地。同時開展改善水驅(qū)，注氣驅(qū)、化學驅(qū)、聚合物驅(qū)等進一步提高采收率。

王軍：勝利油田新區(qū)低品位儲量比例大幅上升?！熬盼濉币詠?，勝利油田新增探明儲量中低滲透、稠油、灘淺海儲量規(guī)模及比例逐年加大，其中低滲透油藏比例大幅增加。相應的新區(qū)產(chǎn)能建設陣地也主要以深層特低滲、特超稠油、低豐度灘淺海等低品位油藏為主。單位投入增加、開發(fā)成本升高，技術要求高，難度加大。

老區(qū)開發(fā)處于雙特高階段。2012年底，勝利東部陸上水驅(qū)油藏可采儲量采出程度達到86.0%，綜合含水91.3%，含水90%以上的油井已超過一半，單井產(chǎn)量低于1噸的油井占總井數(shù)的25%左右。

目前，油田 增儲上產(chǎn)存在諸多技術瓶頸。技術上，隨著油田勘探開發(fā)對象日趨復雜，制約油田穩(wěn)定發(fā)展的一些關鍵技術，如砂礫巖油藏開發(fā)技術、深層特低滲提高采收率技術、稠油油藏熱化學驅(qū)、注聚后特高含水油藏大幅度提高采收率技術等尚未突破，而科研攻關的內(nèi)在規(guī)律決定了技術研發(fā)不是一日之功，往往需要較長時間才能帶來一項技術的突破。

節(jié)能減排壓力大。能源企業(yè)是落實政府要求、降低碳排放量的主體，從油田來看，在綜合含水率達到90%多的情況下，每采1噸油就會采出9噸污水，油田要穩(wěn)產(chǎn)就要多提液，液量越大污水越多。既要保證原油穩(wěn)產(chǎn)，又要節(jié)能減排，油田面臨著穩(wěn)產(chǎn)和環(huán)保的雙重壓力。

針對存在的制約因素，勝利油田結合不同類型油藏的特點，初步形成了相應的技術對策。比如，在整裝油藏方面，針對近極限含水期階段開發(fā)特征，深入開展近極限含水期滲流特征、矢量化調(diào)整技術等研究，提出了“重建體系、矢量開發(fā)、深度挖潛”的開發(fā)思路，最大程度實現(xiàn)一定經(jīng)濟條件下的均衡驅(qū)替；在斷塊油藏領域，提出了“集成創(chuàng)新、立體開發(fā)、均衡水驅(qū)”的開發(fā)思路，實現(xiàn)平面、縱向上注采均衡，最大程度提高水驅(qū)動用程度，實現(xiàn)大幅度提高采收率的目標。

王明瑜：我們面臨的主要問題為：儲層具有“三低”特征，單井產(chǎn)量低；較特低滲油藏，巖性更致密、孔喉更細微、應力敏感性更強、物性更差，開發(fā)難度更大；地層壓力系數(shù)低，遞減幅度大；儲層微裂縫發(fā)育，對注水開發(fā)有一定的影響；部分井見效緩慢，地層壓力分布不均衡；油藏剖面矛盾突出，水驅(qū)儲量動用程度低。

為此，我們形成了初步的解決辦法。比如，穩(wěn)產(chǎn)技術政策優(yōu)化，提高油井初期產(chǎn)量，降低油藏遞減；采用超前注水開發(fā)，提高地層壓力保持水平；開展精細層內(nèi)分層注水，提高水驅(qū)動用程度；開展注水井深部調(diào)剖，改造水驅(qū)效果；采用體積壓裂改造技術，擴大泄油面積，提高單井產(chǎn)量；采用水平井規(guī)模開發(fā)，提高單井產(chǎn)量，單井產(chǎn)量為定向井的4~6倍。

●出油那一刻的喜悅，抵消了員工付出的所有辛勞與汗水。 攝影/范 明