蘇里格氣田蘇東南區(qū)思路、科技、管理三位一體化高效開發(fā)創(chuàng)新與實踐

劉雪玲 費世祥 王 華 陳興官 王永林

（1.中國石油長慶油田公司勘探開發(fā)研究院；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程試驗室；3.中國石油長慶油田公司第一采氣廠）

蘇里格氣田蘇東南區(qū)位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市烏審旗和陜西省榆林市榆陽區(qū)境內(nèi)，區(qū)塊面積為3600km2。在上古生界二疊系石盒子組、山西組等不同層系均鉆遇含氣層，區(qū)內(nèi)累計提交探明儲量較高，但區(qū)塊整體屬于蘇里格東區(qū)沉積體系，儲量品位不夠理想，優(yōu)勢儲層偏少，高效開發(fā)難度較大。2009年評價建產(chǎn)完鉆的60口直井、定向井，其中Ⅰ、Ⅱ類井靜態(tài)比例為73.4%，平均無阻流量僅為4.4×104m3/d。如何整體、規(guī)模、效益開發(fā)，困擾著氣田開發(fā)工作者。

1 解放思想，探索高效開發(fā)新思路

1.1 大膽解放思想，轉(zhuǎn)變開發(fā)方式

2011—2012年，長慶油田圍繞提高單井產(chǎn)量，大力開展致密氣田技術(shù)攻關，加大水平井開發(fā)力度。蘇東南區(qū)乘勢而上，抓住強勁發(fā)展勢頭，開展三維地震預測和地質(zhì)綜合研究，按照“骨架井控制砂體、水平井提高產(chǎn)量”的開發(fā)思路，優(yōu)選富集區(qū)開展水平井開發(fā)試驗。期間完鉆7口水平井，平均無阻流量為55×104m3。試驗表明，蘇東南區(qū)石盒子組盒8下亞段氣層主力優(yōu)勢凸顯，適合水平井開發(fā)，效果明顯優(yōu)于直井，從而堅定了對該區(qū)進行水平井規(guī)模開發(fā)的信心。在蘇東南區(qū)地質(zhì)與氣藏工程研究的基礎上，“蘇里格氣田蘇東南區(qū)30×108m3/a的初步開發(fā)方案”應運而生，從而將蘇東南區(qū)的開發(fā)方式從“直井、定向井”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皡彩剿骄M”，走“少井高產(chǎn)”的發(fā)展道路，實現(xiàn)了開發(fā)方式的根本轉(zhuǎn)變。

1.2 深化地質(zhì)認識，拓寬開發(fā)思路

科研人員深入開展基礎研究，通過強化砂體平面展布、儲層橫向預測、有效砂體精細解剖、有效砂體空間疊置關系、構(gòu)造精細刻畫等工作，以氣層平面展布特征和有利區(qū)篩選結(jié)果為依托，進行水平井整體部署；針對不同地質(zhì)目標體，制定不同技術(shù)對策，拓寬水平井的部署思路，形成“水平井整體開發(fā)、水平井立體開發(fā)、大叢式混合井組開發(fā)”3種水平井“集群化”部署模式（圖1）。在水平井地質(zhì)設計中，以有效砂體空間疊置模式研究為核心，按照先大后小、先易后難的原則，逐級細分沉積界面，精細刻畫單砂體連通性及其發(fā)育規(guī)模。

圖1 蘇東南區(qū)不同類型儲層水平井集群化部署示意圖

根據(jù)砂體疊置模式，設計不同水平井軌跡。整裝連續(xù)塊狀砂體，采用平直型水平井軌跡；多層疊置砂體、局部發(fā)育泥質(zhì)隔夾層，采用大斜度水平井軌跡；分段層狀砂體，發(fā)育穩(wěn)定泥巖隔層，采用階梯式水平井軌跡[1-4]?！傲可矶ㄗ觥钡乃骄壽E設計理念，進一步拓寬了水平井實施空間。目前，蘇東南區(qū)致密砂巖氣藏平直型、階梯型、大斜度水平井比例分別約為70%、10%、20%，顯著提高了有效儲層鉆遇率和儲量縱向動用程度[5]。

2 技術(shù)創(chuàng)新，尋求高效開發(fā)新利器

2.1 實施工廠化作業(yè)，“多井同場”降本增效

在水平井整體開發(fā)方案部署中，集群化井位部署實現(xiàn)了“多井同場”，使一線實施工廠化作業(yè)成為可能。在不斷優(yōu)化水平井井身結(jié)構(gòu)、三維水平井剖面、軌跡控制技術(shù)、多井同時壓裂方案等核心技術(shù)基礎上，水平井從鉆井到壓裂施工采用“標準化布局、流水化銜接、集中化作業(yè)、統(tǒng)一化管理”的工廠化作業(yè)模式，大幅縮短了施工周期，節(jié)約了成本和土地。截至2018年10月底，蘇東南區(qū)累計鉆井695口，建井場124個，平均單井場轄井5.6口，與原來“一井一場”的開發(fā)模式相比，累計節(jié)約土地近13.3km2，節(jié)約鉆試周期8686d。產(chǎn)能建設提速降本顯著，實現(xiàn)了氣田的高效開發(fā)。

2.2 建立隨鉆導向流程，提高鉆遇效果

科技人員結(jié)合室內(nèi)研究和現(xiàn)場實踐，綜合分析鉆井、錄井、測井資料，建立了“兩階段、三結(jié)合、四分析、五調(diào)整”導向流程[6-7]，即強化兩個鉆井階段，堅持3種資料結(jié)合，做好4個方面分析，制定5種調(diào)整預案（圖2）。水平井導向根據(jù)不同級別標志層，并結(jié)合巖性、電性資料，逐級對比，實時預判靶點位置，確保順利入靶；水平段實施前預判可能鉆遇的地層風險，并制定應對措施；實施過程中，根據(jù)隨鉆錄井、測井和軌跡參數(shù)判斷水平井所處空間位置，研究砂體變化趨勢，及時確定實施方案。充分利用數(shù)字化油氣藏研究平臺與決策支持系統(tǒng)，技術(shù)人員室內(nèi)在線監(jiān)測鉆井現(xiàn)場的鉆井軌跡，利用數(shù)字化水平井隨鉆地質(zhì)導向平臺，及時獲取隨鉆資料，快速準確地判斷地層巖性、識別有效儲層，實現(xiàn)“即時研判、快速決策、馬上執(zhí)行”的高效導向模式。蘇東南區(qū)平均水平段長度為1340m，砂體平均鉆遇率為78%，氣層平均鉆遇率為62%。

圖2 精細化地質(zhì)導向技術(shù)流程圖

2.3 精準壓裂施工，提升儲層改造效果

氣井地質(zhì)條件是產(chǎn)量決定性因素，不同的地質(zhì)條件需要配合不同的改造工藝措施和改造規(guī)模，長慶氣田按照“一井一類一地質(zhì)、一井一法一工藝”的思路，從儲層厚度累計30m的首口裸眼封隔器18段體積壓裂，到儲層縱向多層疊置、橫向復合連片的首口裸眼封隔器“千立方米砂、萬立方米液”體積壓裂，再到水平段長度達到2525m、改造段數(shù)最多20段的體積壓裂，試氣產(chǎn)量屢獲新高。近兩年，長慶氣田積極推廣水力泵送橋塞分段壓裂新工藝應用，利用無限級壓裂原理，進行儲層精準改造，同時優(yōu)選壓裂液體系、合理安排各項工序、嚴把入井材料質(zhì)量，有效地提高了改造效果。目前已完成水力泵送橋塞壓裂改造8口井55段/115簇，平均產(chǎn)氣量為7.1×104m3/d，平均無阻流量為52.2×104m3/d。2018年，在壓裂改造施工中，突出壓裂參數(shù)及改造措施的優(yōu)化，實時跟蹤施工動態(tài)，不斷修正精細壓裂模型，有力保障儲層改造實施效果。全年完試氣井平均無阻流量達23.4×104m3/d，較上年提升23.16%（圖3）。

圖3 蘇東南區(qū)近年試氣效果對比

3 質(zhì)量管理，確保安全環(huán)保綠色開發(fā)

3.1 嚴格施工監(jiān)督，加強全面質(zhì)量管理

第一采氣廠以“源頭控制、過程監(jiān)督、驗收把關”為抓手，強化日常質(zhì)量監(jiān)管，突出重點環(huán)節(jié)、關鍵工序、特殊工藝等關鍵節(jié)點把控，多專業(yè)協(xié)同配合，力保施工質(zhì)量提升。一是緊抓工程達標及材料合格，杜絕不合格材料入井，從源頭上保障鉆試施工質(zhì)量；二是嚴格執(zhí)行“常規(guī)工序巡井、重點工序旁站”制度，抓好重點工序現(xiàn)場監(jiān)督，做到鉆井、錄井、測井、試氣、地面各專業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)現(xiàn)場監(jiān)督率100%，嚴把質(zhì)量指標關；三是以“質(zhì)量管理年”為契機，全面梳理質(zhì)量管控風險點，制定針對性防控措施，將質(zhì)量問題消滅在萌芽狀態(tài)；四是成立質(zhì)量管理小組，加強質(zhì)量監(jiān)督管理，一方面定期開展監(jiān)督履職能力評估，確保監(jiān)督履職到位，另一方面定期開展現(xiàn)場質(zhì)量問題通報會，剖析質(zhì)量問題原因，制定整改措施，確保各項工程指標全面達標，工程質(zhì)量全面受控。

3.2 安全環(huán)保施工，依法合規(guī)綠色開發(fā)

蘇東南區(qū)在鉆完井、壓裂試氣、速度管柱施工中，全面推廣液體不落地和重復利用等清潔化工藝，做到環(huán)保先行、綠色開發(fā)。一是全面應用鉆井液不落地及重復利用技術(shù)，對鉆井液中固相和液相進行分離，分離后的液相進行重復利用，固相拉運至巖屑處理廠處理，單井巖屑產(chǎn)生量為500m3，鉆井液重復利用率達60%～70%，節(jié)約用水15500m3。二是全面應用壓裂液不落地和重復利用技術(shù)，規(guī)模應用EM50S、EM50、EM60和RP120等4種可回收再利用壓裂液體系，做到壓裂返排液不落地回收，井場內(nèi)重復利用[8-9]?，F(xiàn)場配備燃燒池→導液池→沉砂池→回收罐等回用流程，實現(xiàn)壓裂返排液的減量化、資源化，再利用率達35.1%。嚴格執(zhí)行“返排液不落地處理”，作業(yè)過程中嚴格落實返排液存儲設施防滲處理，儲液罐、軟體罐底部需鋪設防滲膜，并設置有效可靠的圍堰，做到依法合規(guī)、環(huán)保受控。

4 結(jié)束語

通過思路、科技、管理的三位一體創(chuàng)新，蘇東南區(qū)實現(xiàn)了發(fā)展方式的根本轉(zhuǎn)變。在此過程中，集成了致密砂巖氣藏開發(fā)關鍵技術(shù)，包括水平井“集群化布井、差異化設計、流程化導向”產(chǎn)能建設模式，鉆井工廠化、站場橇裝化作業(yè)模式等。開發(fā)水平大幅度提高，積累了豐富經(jīng)驗，對致密氣藏的大規(guī)模開發(fā)具有重要示范意義。

截至2018年10月底，蘇東南區(qū)建成了30×108m3/a產(chǎn)能建規(guī)模并實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)3年，成為長慶氣區(qū)又一主力區(qū)塊，目前是長慶氣區(qū)規(guī)模最大的水平井整體開發(fā)區(qū)。據(jù)氣藏生產(chǎn)動態(tài)評價研究，蘇東南區(qū)單口水平井前3年產(chǎn)氣量為（4.5～5.0）×104m3/d，預測單口水平井最終累計產(chǎn)氣量達0.83×108m3；水平井產(chǎn)氣量達到直井的4.7倍，累計產(chǎn)氣量為直井的4倍，水平井開發(fā)效果優(yōu)于蘇里格中區(qū)、東區(qū)。經(jīng)濟效益評價顯示，內(nèi)部收益率接近20%，生產(chǎn)實踐證實了蘇東南區(qū)開發(fā)技術(shù)政策的適應性和先進性。