渤海油田區(qū)域一體化開發(fā)模式及其應(yīng)用實踐*

趙春明

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

渤海油田區(qū)域一體化開發(fā)模式及其應(yīng)用實踐*

趙春明

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

隨著渤海油田勘探開發(fā)的深入，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了一系列新的問題，已有的“大型油田獨立開發(fā)”、“小型油田依托開發(fā)”、“小型油田群聯(lián)合開發(fā)”等開發(fā)模式已不能適應(yīng)渤海油田可持續(xù)發(fā)展的需要，須探索新的開發(fā)模式。提出了區(qū)域一體化開發(fā)模式，即按照“整體規(guī)劃、區(qū)域開發(fā)”的思路，實施勘探與開發(fā)、油藏與工程、開發(fā)與生產(chǎn)一體化，將地下資源與地面工程進行合理配置，形成完善的區(qū)域開發(fā)格局；通過資源共享，降低油田開發(fā)門檻，加快新油田建設(shè)步伐，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)油氣的高效開發(fā)。區(qū)域一體化開發(fā)實踐中，渤海油田逐步形成了一系列開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，規(guī)劃形成了遼東、渤南、渤西、渤東等四大油區(qū)；同時墾利油田群、蓬萊19-3油田群等區(qū)域一體化開發(fā)實踐效果顯著，取得了較好的經(jīng)濟效益。渤海油田區(qū)域一體化開發(fā)模式的成功實踐可為海上其他油田提供借鑒。

渤海油田；區(qū)域一體化；開發(fā)模式

1 渤海油田區(qū)域一體化開發(fā)模式的提出

渤海油田經(jīng)過30余年的開發(fā)，形成了以綏中36-1、秦皇島32-6等大型油田為代表的“獨立開發(fā)模式”、以渤南油田群及曹妃甸油田群為代表的“聯(lián)合開發(fā)模式”、以渤中26-3及渤中19-4油田為代表的“依托開發(fā)模式”等3種主要開發(fā)模式[1-3]，并在此基礎(chǔ)上演變出“三一”型(1座井口平臺+1條油氣水混輸管線+1條海底電纜)和“小蜜蜂”移動平臺型開發(fā)模式。依托這些開發(fā)模式，渤海油田實現(xiàn)了增儲上產(chǎn)和高效開發(fā)，并在“十一五”期間實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，建成了42個在生產(chǎn)油氣田，油氣產(chǎn)量持續(xù)攀升，于2010年實現(xiàn)了上產(chǎn)3 000萬t，原油產(chǎn)量位居全國第二。

“十二五”期間，隨著勘探、開發(fā)程度的提高，投入開發(fā)的油氣田逐漸增多，生產(chǎn)設(shè)施不斷增加，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了工程設(shè)施與地下資源量不匹配、油氣生產(chǎn)設(shè)施不能充分共享、邊際油田不能充分依托等諸多問題，因此探索新的開發(fā)模式，做好各個油田群、各個開發(fā)體系之間的聯(lián)動，實現(xiàn)資源共享并帶動周圍邊際油氣田的開發(fā)，已成為我國近海油氣田開發(fā)急需解決的問題[1]。為此，渤海石油管理局以現(xiàn)有的開發(fā)生產(chǎn)體系和工程設(shè)施為基礎(chǔ)，結(jié)合渤海油田地下油氣資源分布規(guī)律及特點，在安全環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，按照“整體規(guī)劃、統(tǒng)一布局、階段推進、分區(qū)實施”的原則，提出了區(qū)域一體化開發(fā)新模式，通過不斷深化勘探與開發(fā)、油藏與工程、開發(fā)與生產(chǎn)一體化，對地下資源與地面工程進行整體規(guī)劃，將地下資源與地面工程設(shè)施進行合理配置，逐步形成完善的區(qū)域開發(fā)格局；通過資源共享降低油田開發(fā)門檻，加快新油田建設(shè)步伐，充分釋放油藏潛力，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)油氣高效開發(fā)。

2 區(qū)域一體化開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基于整體規(guī)劃的區(qū)域資源統(tǒng)籌技術(shù)

區(qū)域資源統(tǒng)籌是一體化開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，遵循“以勘探規(guī)劃為基礎(chǔ)、以油氣產(chǎn)量規(guī)劃為主線、以工程建設(shè)為保障、以綜合經(jīng)濟效益為目標(biāo)”的原則。具體來講，區(qū)域資源統(tǒng)籌分“三步走”戰(zhàn)略。首先，以勘探重點目標(biāo)為基礎(chǔ)，合理考慮區(qū)域內(nèi)及其周邊潛力資源；其次，結(jié)合產(chǎn)量規(guī)劃及周邊已有生產(chǎn)設(shè)施能力，完成資源向儲量的轉(zhuǎn)化；最后，借鑒相似油田采油速度和年遞減率進行產(chǎn)量預(yù)測，落實區(qū)域產(chǎn)量規(guī)模，實現(xiàn)區(qū)域科學(xué)合理規(guī)劃(圖1)。

圖1 渤海油田區(qū)域開發(fā)資源評價方法和流程示意圖

以墾利區(qū)域為例，為了科學(xué)、合理地制定整體開發(fā)規(guī)劃，在方案設(shè)計時分別對待不同落實程度的資源，保證地下資源與地面工程設(shè)計相匹配。根據(jù)勘探評價程度不同，制定了“依托Ⅰ類資源(探明儲量)，統(tǒng)籌Ⅱ類資源(含油氣構(gòu)造)與Ⅲ類資源(待評價的有利構(gòu)造)，整體規(guī)劃，分期建設(shè)”的開發(fā)思路。借鑒墾利3-2油田群成熟區(qū)三級儲量比例(探明40%、控制30%和預(yù)測30%)，將Ⅱ、Ⅲ類資源轉(zhuǎn)化為可動用儲量后作為方案編制的基礎(chǔ)。從區(qū)域動用儲量、建產(chǎn)周期、采油速度、綜合遞減、采收率等多方面論證區(qū)域產(chǎn)量規(guī)模，對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類資源分別采用不同的動用策略，同時借鑒渤海已投產(chǎn)油氣田開發(fā)經(jīng)驗，按照平均建產(chǎn)周期4年、平均采油速度2.5%的原則制定開發(fā)規(guī)劃，有效地解決了資源轉(zhuǎn)化問題，為開發(fā)規(guī)劃編制提供了依據(jù)。

2.2 基于目標(biāo)采收率的全壽命方案設(shè)計技術(shù)

基于目標(biāo)采收率的全壽命方案設(shè)計技術(shù)是指在油田開發(fā)方案設(shè)計時，綜合經(jīng)驗公式法、巖心實驗法、數(shù)值模擬法及相似油田類比法等多種研究手段，確定出渤海不同類型油藏目標(biāo)采收率，以目標(biāo)采收率為引領(lǐng)，預(yù)測渤海主要類型油田在各開發(fā)階段的生產(chǎn)規(guī)律，考慮油田投入開發(fā)后不同開發(fā)階段可能出現(xiàn)的調(diào)整方案，制定包括基礎(chǔ)井網(wǎng)、推薦方案、潛力方案、三次采油等全壽命開發(fā)方案。同時，為了做好區(qū)域一體化開發(fā)，要求油藏與工程實現(xiàn)一體化，工程專業(yè)根據(jù)全壽命開發(fā)方案預(yù)留后續(xù)空間，既著眼當(dāng)前、又考慮長遠，實現(xiàn)油田開發(fā)經(jīng)濟效益最大化[4]。

2.3 適合區(qū)域地質(zhì)油藏特征的鉆完井與采油工藝配套技術(shù)

遵循區(qū)域開發(fā)理念，在進行鉆完井與采油工藝設(shè)計時突破油田和區(qū)塊的界限，統(tǒng)籌優(yōu)化設(shè)計平臺位置及數(shù)量、鉆完井機具、井軌跡、井身結(jié)構(gòu)、完井和采油工藝技術(shù)，使其既滿足油田開發(fā)需要，又節(jié)約成本，實現(xiàn)效益和產(chǎn)量的最大化。

鉆完井作業(yè)時,充分考慮不同地質(zhì)油藏特點，采取“量體裁衣”式設(shè)計，確保高效開發(fā)和長期正常生產(chǎn)。例如，針對渤南區(qū)域內(nèi)水層厚度薄、泥質(zhì)含量高、物性差異大、易出砂等特點，對水源井采用礫石充填完井技術(shù)，有效解決了出砂問題。

在油田開發(fā)方案編制過程中，充分考慮地質(zhì)油藏特點，結(jié)合目前同類油田生產(chǎn)階段存在的注水問題，采油工藝系統(tǒng)考慮水源、水質(zhì)、處理流程、井筒、地層等注水技術(shù)及管理要求，為區(qū)域開發(fā)“注夠水、注好水”夯實基礎(chǔ)。

2.4 海洋工程統(tǒng)籌規(guī)劃及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

根據(jù)區(qū)域規(guī)劃及方案的研究成果，統(tǒng)籌考慮生產(chǎn)處理及電站中心、管網(wǎng)規(guī)劃和區(qū)域預(yù)留量等問題，共享資源，降低開發(fā)成本，形成海洋工程統(tǒng)籌規(guī)劃及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，保證海洋工程方案既考慮了目前的推薦方案，又考慮了未來油田的全壽命方案，做好區(qū)域預(yù)留，避免重復(fù)改造建設(shè)。以渤中28/34油田群開發(fā)項目為例，從區(qū)域開發(fā)的角度統(tǒng)籌考慮油田群的油藏、鉆完井和工程方案，優(yōu)化電站中心、平臺規(guī)模、鉆完井設(shè)計，共計節(jié)省投資約30億元。通過統(tǒng)籌考慮電力中心、電站挖潛、區(qū)域組網(wǎng)等提高了電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，節(jié)省電站投資近3億元，同時實現(xiàn)了BZ28-2SWHPB和BZ34-1WHPD平臺提前半年投產(chǎn)(圖2)。

2.5 區(qū)域全壽命周期經(jīng)濟評價測算方法

依據(jù)全壽命周期成本理論，項目經(jīng)濟評價時綜合考慮整個壽命期中的建造成本、使用成本(運營與維護成本)、廢棄成本，按照全壽命周期成本最小化、效益最大化的原則，從多個初始方案中選擇最佳投資方案，以便在確保工程項目質(zhì)量的前提下實現(xiàn)項目建設(shè)的最大經(jīng)濟效益和社會效益。

開展區(qū)域開發(fā)經(jīng)濟政策與策略、經(jīng)濟界限、經(jīng)濟評價模式等方面的研究，完善經(jīng)濟評價方法，使不同類型、不同階段的油藏有明確、符合規(guī)律的經(jīng)濟目標(biāo)，對不同類別的儲量實現(xiàn)價值化顯示，促進開發(fā)和經(jīng)營一體化，推動優(yōu)勢項目帶動邊際項目，最終實現(xiàn)區(qū)域效益最大化，為科學(xué)決策油田開發(fā)建設(shè)提供充分依據(jù)。以渤中34-6/7小型油田開發(fā)為例，油田獨立開發(fā)收益率僅為4.5%，依托墾利3-2油田群區(qū)域開發(fā)項目則收益率達到11.5%，可見通過區(qū)域一體化開發(fā)降低了開發(fā)門檻，成功帶動了規(guī)模較小的油氣資源實現(xiàn)經(jīng)濟有效開發(fā)。

圖2 渤中28/34油田群開發(fā)項目工程方案及電力組網(wǎng)示意圖

3 開發(fā)實踐及成果

渤海油田經(jīng)過近10年區(qū)域一體化開發(fā)研究與實踐[5-8]，目前開發(fā)模式具有三大特征：①突破以往“空間”概念，開發(fā)目標(biāo)由原來的一個點、一個油田變化為一個含油氣區(qū)帶，甚至整個渤海油田；②突破以往“時間”概念，由僅考慮油田“當(dāng)下”儲量基礎(chǔ)編制開發(fā)方案轉(zhuǎn)化為以區(qū)域資源潛力為基礎(chǔ)編制開發(fā)方案；③充分考慮油田開發(fā)全壽命周期特點，按照“一體化”設(shè)計理念，優(yōu)化油藏方案及配套的工程設(shè)施方案，實現(xiàn)整體開發(fā)效益最大化。

3.1 形成四大油區(qū)戰(zhàn)略規(guī)劃，確保渤海油田高效安全、增儲上產(chǎn)

在區(qū)域一體化開發(fā)模式引領(lǐng)下，渤海油田以現(xiàn)有油氣設(shè)施為基礎(chǔ)，結(jié)合油氣資源分布特點，按照“小區(qū)域整合，大區(qū)域連片”開發(fā)原則，提出了四大油區(qū)戰(zhàn)略規(guī)劃：將位于渤海北部海域的綏中36-1、旅大油田群、錦州油田群規(guī)劃為遼東油區(qū)；將位于渤海南部海域的渤中28/34油田群、墾利油田群規(guī)劃為渤南油區(qū)；將位于渤海西部的渤西油田群、曹妃甸油田群、秦皇島油田群規(guī)劃為渤西油區(qū)；將位于渤海東部海域的蓬萊油田群規(guī)劃為渤東油區(qū)。最終形成了遼東、渤南、渤西、渤東等四大油氣生產(chǎn)區(qū)，各油區(qū)內(nèi)管網(wǎng)體系完善，油區(qū)之間相互依托，生產(chǎn)設(shè)施高度集約。在規(guī)劃形成的四大油區(qū)中，遼東、渤南油區(qū)區(qū)域管網(wǎng)及終端已基本建成，中長期策略為加快區(qū)域內(nèi)油氣資源評價，實現(xiàn)儲量和產(chǎn)能有序接替；渤西油區(qū)目前主要依托FPSO進行開發(fā)，待時機成熟后上岸開發(fā)；渤東油區(qū)采用全海式開發(fā)模式，下一步重點工作是加快推進蓬萊19-3油田群綜合調(diào)整和蓬萊9-1油田稠油開發(fā)技術(shù)攻關(guān)，確保該油區(qū)持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

3.2 墾利油田群、蓬萊19-3油田群開發(fā)實踐取得成功

經(jīng)過近10年的實踐，渤海區(qū)域一體化開發(fā)模式在墾利油田群、蓬萊19-3油田群開發(fā)中取得了成功。

墾利油田群位于渤海南部海域，屬于勘探新區(qū)，已發(fā)現(xiàn)8個油田和29個含油氣構(gòu)造，但區(qū)域內(nèi)油田及含油氣構(gòu)造儲量規(guī)模小、距離相隔遠，單獨開發(fā)經(jīng)濟效益差、難度大。通過深入剖析區(qū)域地質(zhì)油藏特征，認為墾利油田群勘探程度低，但潛力巨大，開發(fā)方案須按照區(qū)域一體化開發(fā)模式設(shè)計，立足整個區(qū)域進行統(tǒng)籌考慮。因此，提出墾利油田群區(qū)域開發(fā)(圖3)，首先以8個油田為切入點，將墾利區(qū)帶劃分為5個次級區(qū)域，建成1個區(qū)域處理中心和4個二級處理中心，分5期進行開發(fā)。其中，第1期以墾利3-2油田為基點建立區(qū)域處理中心[8]；第2期以墾利10-1油田為依托建立萊州灣二級處理中心；第3、4、5期分別在墾利20-1、墾利6-4/5、渤中33-1等油田建立3個二級處理中心。據(jù)統(tǒng)計，區(qū)域內(nèi)一、二期具備建成500萬t年產(chǎn)能規(guī)模的生產(chǎn)能力，2015年墾利油田群已經(jīng)建成260萬t年產(chǎn)能規(guī)模。區(qū)域內(nèi)油網(wǎng)、氣網(wǎng)、水網(wǎng)、電網(wǎng)及陸上終端統(tǒng)一規(guī)劃、資源共享，大大提高了經(jīng)濟效益，節(jié)省投資近30億元人民幣，不僅帶動了渤中34-6/7等邊際油田有效開發(fā)，也為后續(xù)墾利10-4、渤中34-9和墾利16-1新發(fā)現(xiàn)油田依托開發(fā)預(yù)留了足夠的處理和外輸能力。

圖3 墾利油田群區(qū)域開發(fā)體系和工程方案示意圖

Fig .3 Schematic of regional development system and engineering program of Kenli oilfield group

蓬萊19-3油田群位于渤南低凸起中段東北端，由蓬萊19-3、蓬萊19-9、蓬萊25-6油田組成，平面上細分為22個區(qū)塊，探明石油地質(zhì)儲量達6億t。經(jīng)過10余年的開發(fā)，該油田群面臨儲量動用程度低、已開發(fā)區(qū)層間矛盾突出、未開發(fā)區(qū)有待進一步評價等問題。針對上述問題，以“整體規(guī)劃、分步實施、先易后難，挖掘油藏潛力、實現(xiàn)老區(qū)穩(wěn)產(chǎn)，實施滾動評價、加快新區(qū)開發(fā)”為指導(dǎo)思想，以“儲量品質(zhì)好的新區(qū)優(yōu)先開發(fā)，生產(chǎn)矛盾突出的老區(qū)優(yōu)先調(diào)整，潛力區(qū)塊加快評價，稠油/三采作為后期產(chǎn)量接替”為原則，踐行“地質(zhì)、油藏、鉆完井、工程、經(jīng)濟”多專業(yè)一體化，完成了油田群整體規(guī)劃方案編制[9]。該油田群整體規(guī)劃方案分3批實施，即第1批重點開發(fā)儲量落實程度高、品質(zhì)好的新區(qū)，第2批深入挖潛開發(fā)生產(chǎn)歷史長、開發(fā)矛盾突出的老區(qū)，第3批開發(fā)儲量潛力較大、產(chǎn)能較低的復(fù)雜構(gòu)造區(qū)。在油田群整體規(guī)劃引領(lǐng)下，目前已完成第1批、第2批涉及區(qū)域綜合調(diào)整方案的編制，ODP方案設(shè)計新建井口平臺4座、中心處理平臺1座，新增開發(fā)井248口，可實現(xiàn)增加可采儲量3 329萬t的目標(biāo)。

4 結(jié)論

通過對渤海油田開發(fā)歷程進行總結(jié)和開發(fā)現(xiàn)狀分析，提出了區(qū)域一體化開發(fā)模式，較好地化解了目前渤海油田開發(fā)面臨的主要矛盾，這是渤海油田實現(xiàn)安全、環(huán)保、經(jīng)濟開發(fā)的重要手段。通過區(qū)域開發(fā)一體化實踐，逐步形成了一系列區(qū)域一體化開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了勘探與開發(fā)、油藏與工程、開發(fā)與生產(chǎn)的一體化建設(shè)，規(guī)劃形成了遼東、渤西、渤南、渤東四大油氣生產(chǎn)區(qū)，為渤海油田可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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(編輯：楊 濱)

Regional integration development mode of Bohai oilfields and its application

Zhao Chunming

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China)

With the development of Bohai oilfields, some new problems occur and such three main development modes in Bohai oilfields as independent development of large oilfield, successful development of small oilfield based on preceding development of large oilfield, synthetic development of small oilfield group cannot meet the requirement of sustainable development. Therefore, regional integration mode of development is established to rationally allocate underground resources and ground facilities, and share resources for efficient development based on integration of exploration and development, reservoir and engineering, and development and production. During the practice, a series of key technologies are developed and such 4 oil production regions as Liaodong, Bonan, Boxi and Bodong are established. The strategy of regional integration achieves good production and economic results in Kenli and PL19-3 oilfield group. This mode can provide guidance for the similar oilfields.

Bohai oilfields; regional integration; development mode

趙春明，男，教授級高級工程師，1994年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院石油地質(zhì)勘查專業(yè)。地址：天津市塘沽區(qū)渤海石油路688號501信箱(郵編：300452)。E-mail:zhaochm@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)03-0078-05

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.03.011

TE34

A

2015-11-26 改回日期：2016-01-19

*“十二五”國家科技重大專項“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)示范(編號：2011ZX05057-001)”部分研究成果。

趙春明.渤海油田區(qū)域一體化開發(fā)模式及其應(yīng)用實踐[J].中國海上油氣，2016,28(3)：78-82.

Zhao Chunming.Regional integration development mode of Bohai oilfields and its application[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(3):78-82.