打造地下认识的高清“CT”
——辽河精细油藏描述及规模化应用纪实

俗话说,上天容易入地难。在成百上千米的地层中捕捉“油龙”,这不得不说是一项技术活。如何有效改善油藏开发效果,提高采收率?辽河精细油藏描述为老油田二次开发提供了新手段、新途径。

2004年,辽河油田开始规模实施精细油藏描述,对油田开始进行全面“CT扫描”。如今,在一张区块井位部署图上,2~5米的单砂体能够有效识别。油藏三维地质模型成为开发人员捕捉“油龙”的基础。截至目前,辽河油田共在156个单元开展精细油藏描述,通过精细油藏描述共部署各类井1437口(水平井425口),增加可采储量1304万吨。

借鉴
——从无到有,用“千里眼”看穿“千层饼”

如果把精细油藏描述比作给“油藏”做“全面CT扫描”,其实就相当于为辽河技术人员安上了“千里眼”,有了它,技术人员才能为油藏描绘清晰的“肖像”。而只有把油藏“画”得更清晰,捕捉“油龙”才更准确。

初见到勘探开发研究院油田地质所所长张新培时,他正在和同事一起研究部署井位。现在,张新培的团队平均每三天就要部署一口井。这些新井就像一个个活蹦乱跳的孩子,为年事渐高的辽河油田不断注入生机和活力。

40多岁的张新培和辽河油田差不多同龄。目前,辽河油田老区整体进入开发后期,稳产难度越来越大。但对于已在这条战线上深耕十几年的张新培来说,自从有了精细油藏描述这项技术,就好像给自己安上了“千里眼”,现在反倒自顾自地当起了“画家”,在看穿了一块块“千层饼”同时,还学会了一套为地下油藏画“肖像”的高超本领,练就了一双捕捉地下“油龙”的“火眼金睛”。

精细油藏描述作为油田开发所有工作的基石,就像三维游戏一样,用虚拟系统将地下情况仿真再现,为高效开发和提高采收率奠定基础。在外行看来,井位部署只是“在图纸上画个圈”。然而,辽河油田是典型的复杂断块油气区,“画圈”需要大量的研究和论证,要对地质构造和油气分布了如指掌。

要探究辽河油田精细油藏描述的“前世今生”,时间还得倒退回2003年。

2003年年底,为了提高老油田采收率,中国石油股份公司制定措施,组织召开大港精细油藏描述典型经验推广会和大庆油田提高采收率学习班。认为精细油藏描述是一件“应该做、值得做、能够做、必须做”的事情,是夯实油田开发基础、提高油田开发水平的必由之路,以此为契机,精细油藏描述这项技术正式进入辽河地质人员的视野。

2004年,辽河油田规模化精细油藏描述工作正式启动并全面展开。以集团公司在大港油田召开的精细油藏描述典型经验推广会为契机,按照《中国石油精细油藏描述工作指导意见(试行)》和《中国石油精细油藏描述技术规范(试行)》,逐步将精细油藏描述工作纳入规范化、制度化、日常化管理的轨道。

这一年,辽河油田建立起开发处、研究院、采油厂“三位一体”职责明确、互相融合的管理模式,并进行了年度工作部署,建立了科研开题设计审查制度、工作进度上报制度和年度完成情况检查制度,实现精细油藏描述有序进行、规范管理。升级和配置一批储层描述、地质建模、数值模拟软件,举办技术培训,保障精细油藏描述工作的顺利进行。

辽河油田勘探开发研究院院志里有这样一条记载:2004年,周捷、杨新标等开展《冷41、冷42块S32油层精细油藏描述》研究。针对冷41、冷42块S32油层块状深层边底水稠油油藏已进入直井蒸汽吞吐开发中后期,油藏压力下降加快、边水侵入、底水锥进等现象,综合运用地震、钻井、录井、测井和生产动静态资料,重点开展精细地层划分对比、构造精细解释、油藏特征研究等,明确主干断层夹持区与剩余油富集区相互关系,通过建立三维地质模型,结合开发效果评价,应用油藏数值模拟技术对剩余油分布规律进行探讨,开展油藏工程设计,为《冷41块S32油层SAGD先导试验方案》的编制提供依据,为综合调整和探寻产能接替方式夯实基础。

这也是辽河第一次将精细油藏描述技术应用到油藏开发中来,标志着精细油藏描述正式登上辽河油田千万吨稳产开发建设的主舞台。

在2005~2010年五年间,按照集团公司“整体规划、分批描述、配套实施”的工作要求,辽河油田以进一步提高老油田采收率为目标,结合油田地质特点和开发需求,围绕产能建设、滚动勘探、精细注水、稠油方式转换及分层开发等重点工作,形成特殊岩性油藏、热采稠油油藏、复杂断块油藏以及剩余油描述技术等4大类8项辽河特色的配套技术系列。共描述134个单元,覆盖石油地质储量22.47亿吨,随即将描述成果用于精细油藏数值模拟,提出开发调整部署并付诸实施。全力推动新油田高效开发、老油田二次开发、新储量滚动探明和低品位储量有效开发等工作,实现水平井技术规模应用,精细油藏描述成为老油田实施二次开发的关键支撑技术。

现如今,经过40余年的勘探开发,辽河油田虽然可采储量采出程度已超80%,但地下仍有大量剩余油存在。资料证实,辽河地下剩余油并非高度零散分布,从平面到纵向均能局部富集,大幅提高油藏采收率仍有一定物质基础。前提是搞清地下剩余油的分布,因此必须建立精细的油藏模型,为开发方式转换夯实基础。

13年的打磨让这把精细油藏描述“利器”更加的锐利,使其成为老油田二次开发的一把重要“杀手锏”。

应用
——从小到大,规模化应用绘就老油田二次开发新蓝图

作为老油田开发的基础工作,精细油藏描述让老油田二次开发理念变成现实。精细油藏描述推动了水平井技术的规模应用,催生了二次开发的实践和发展。

对于勘探开发研究院的科研人员而言,精细油藏描述是他们的工具,是让老油田二次开发从理念变为现实的基础。然而,要想熟练地掌握这项工具,离不开夜以继日的钻研和无怨无悔的付出。他们使精细油藏描述这项技术从小到大、由弱到强,并得以规模化应用,有效指导了油田的二次开发。

陈忠是勘探开发研究院原51名厂处级专家中的一员,但他又与众不同,他是唯一一个初始学历为中专的。然而,凭借勤奋和努力,从技术员走到高级工程师,再到技术专家,陈忠在精细油藏描述这条路上走得稳、走得实,为做好油藏开发的基础做出突出贡献。

樊佐春是陈忠的徒弟,每次经过陈忠办公桌旁,总能听见“啪啪啪”的键盘敲击声,师傅在向电脑一条曲线一条曲线地、一口井一口井地输入着新完钻的数据。

原来,由于裂缝型油藏单井评价非常重要,每当实施了新井,陈忠都会将录井、测井、生产动态等数据设计在一张单井图上,这样不仅可以直观看出哪些层段是裂缝发育段,哪些层段是干层,更为后续井位部署奠定了基础。

兴隆台潜山开发目前已历时整整10年,部署开发井130口,陈忠录入的数据也上万个,测井曲线上千条。这130口井的曲线特征、储层发育、出油状况,陈忠都了然于胸。它们就像陈忠的130个孩子,每个孩子是怎样孕育,怎样出生,怎样抚育长大,脸型特征什么样,性格脾气什么样,淘气了,生病了,不出油了,陈忠都能娓娓道来。只要陈忠往单井图一看,他就知道储层好坏,能否出油,高产还是低产。以至于每当新井要射孔时,采油厂地质人员都专程跑来请教他。

水平井开采技术是20世纪90年代迅速发展起来的一项技术,在稠油油藏、底水断块油藏、裂缝性油藏、整装高含水油藏的挖潜增效、提高采收率方面,水平井发挥了巨大作用。

新海27块作为一个曾经濒临废弃的油藏,如何实现该油藏的二次开发?时任勘探开发研究院总地质师的武毅在深思熟虑后,果断确定以水平井开发,重建地下井网的工作思路。由于目标复杂,工作量大,武毅带领团队一口井一口井地、一个层一个层地、一个数一个数地核对资料,讨论对比方案,优化水平井的位置和轨迹。为了尽快完成工作,他与其他技术人员常常一起工作到晚上甚至通宵。最终20多口水平井实施均取得了成功,成为老油田二次开发的经典案例,“辽河油田老油区二次开发关键技术研究与应用”项目最后获得了集团公司科技进步一等奖。

创新
——从弱到强,打造独具辽河特色的精细油藏描述技术新样板

辽河油田在13年的探索实践中,形成4项特色油藏描述技术,成为重新认识油藏,老油田二次开发的重要基础。

1976年投入开发的曙三区,是辽河油田稀油主力区块之一,但由于储层胶结差、出砂强度高,油水井大规模套坏报废,加上多年采用笼统注水开发,500余口油井长期低速低效生产,采出程度仅为20%。要打开高效开发这把“大锁”,必须找出合适的“钥匙”,对地下情况有一个更加清晰、准确的认识。

张新培作为负责人之一,参与了曙三区二次开发方案的编制。针对这种老区砂岩油藏,张新培以高分辨率地震信息为依托,对区块储层内部构型模式、表征方法以及剩余油分布的控制作用进行研究。方案2012年8月通过油田公司审批,是迄今为止辽河油田最大规模的二次开发方案,标志着水驱油田井位部署实现了从零星或局部调整向规模部署的跨越,展示了以它为代表的辽河水驱Ⅱ类油藏的调整潜力,对于持续推进老油田二次开发意义重大。

“精细油藏描述工作的深入方向是精细、定量。”张新培对多年来精细油藏描述工作深有感悟。

辽河油藏描述工作2004年开展以来,逐步从整体描述到重点描述转变,工作精度从小层(块状)到单砂体(内幕)转变,剩余油从定性向半定量转变。而对于辽河油田的技术人员而言,一项新技术的成功应用不仅在于学习和借鉴,更重要的是实践和创新。

辽河精细油藏描述在13年的探索实践中,已形成4项特色油藏描述技术,成为重新认识油藏、老油田二次开发的重要基础,也成为实现辽河有质量、有效益、可持续发展重要的技术保障。

——潜山油藏内幕描述技术。辽河油区潜山储量巨大,累计动用石油地质储量2.7亿吨,累计生产原油2500万吨。潜山油藏内幕岩性复杂、双重介质储层非均质性极强,开发矛盾尤为突出,为实现潜山油藏分层(段)立体开发,重点对潜山内幕岩性、构造及裂缝进行描述,工作中注重开发地震资料应用,形成潜山内幕描述技术。

——热采稠油油藏描述技术。针对以蒸汽或空气为介质的开发方式(蒸汽驱、SAGD、火驱)下热采后储层变化较大、剩余油饱和度分布复杂等问题,利用取心井资料以及各种动态监测数据综合分析为手段,结合热采过程中出现的各种矛盾,对储层宏观、微观特征及测井响应等内容进行刻画评价,形成了蒸汽驱、火驱储层非均质性评价、优势通道与空间连通研究,SAGD隔夹层识别及空间展布规律描述等技术。

——单砂体精细刻画技术。面对水驱互层状油藏非均质性严重、动用程度差异大的实际,辽河油田提出分层开发理念,细化研究单元,采用新的技术手段,重新制定开发部署,实现以单砂体和小层为单元的精细开发,最大限度地提高老油田采收率。针对开发需求,在常规储层描述基础上,创新发展了单砂体精细刻画技术。

——剩余油描述技术。辽河油田油品性质、油藏类型、开发方式多样,决定了剩余油研究方法和侧重点各不相同。近年来,辽河油田在继承传统研究方法的基础上,借助取心井、饱和度监测等新资料,实现动态建模分段模拟,建立了单砂体控油模式,提高了剩余油研究可靠程度。

这些年精细油藏描述的应用,也取得了5大喜人成果:

精细油藏描述为老油田调整提供可靠基础。

发现一批优质可动用储量,落实老区储量基础。

指导稠油方式转换试验方案编制,采收率大幅提高。

推动产量结构调整工作,水驱油田开发效果明显改善。

建成油田开发静态数据库。

随着辽河油田精细油藏描述技术的不断积累和完善,如今精细油藏描述技术已经越来越向精细化、定量化转变。

沈84-安12块是辽河油田最大的高凝油整装区块,石油地质储量6374万吨,而高凝油具有油质好、价格高的特点,低油价下高凝油上产对油田公司效益开发具有重大战略意义。但该块地质条件复杂,完钻井位多达900余口、含油井段上千米、断层多达47条,全区统层对比和构造组合难度极大。以张新培、樊佐春等为代表的技术团队通过细化新处理地震、垂直地震剖面、断层识别、断层成因、组合样式等17项研究内容,全面解剖三级、四级、五级等各级断层,描述断层空间组合样式4种,识别断点780个,组合断层50条,描述四级断块37个,最终在沈84-安12块边部通过精细刻画边界断层,部署滚动探井3口,有望新增石油地质储量230万吨;老区主体通过低级序小断层描述,为化学驱开发方案部署设计奠定基础。

士不可以不弘毅,任重而道远。精细油藏描述技术作为一项油田二次开发重要技术,为实现辽河千万吨稳产提供了重要的技术支持。尽管还有很长的一段路要走,但辽河技术人员依旧有信心,将这条路走的实、走的好,为实现辽河有质量、有效益、可持续发展贡献力量。