里程碑式新起点
——兴隆台潜山科学勘探开发深度探析

30多年的苦苦探寻如今终有突破——兴隆台潜山为不惑之年的辽河献上了一份沉甸甸的厚礼:亿吨级探明储量、百万吨级产能呼之欲出。这对于经历了40年勘探开发历程,站在千万吨级规模稳产历史新起点上的辽河油田来说,无疑是令人信心倍增的喜讯。

兴隆台潜山勘探的突破,形成了具有辽河特色的“变质岩潜山内幕成藏”理论。油田公司领导认为,这对于中国石油乃至世界石油勘探都具有里程碑意义。

突破“风化壳”,潜山内幕别有洞天
——生油岩埋藏有多深,含油底界就有多深

2006年,当兴古7、兴古8两口井揭开潜山内幕之时,创造了辽河潜山勘探两个之最:揭露太古界潜山厚度最大,分别为1642米和1575米;钻遇油层厚度最大,分别为550.5米和426.9米。其含油深度和幅度令人惊叹。

辽河石油人苦苦探寻30余载终于得偿所愿。从20世纪70年代初与兴隆台潜山短暂邂逅,他们便开始了漫长而艰辛的探索。1973年,兴213井曾在地下2200米的潜山顶部,获得110吨、80万立方米高产油气流。到1999年,两上两下兴隆台,近40口探井收获很少,兴隆台潜山勘探始终在低迷中徘徊,原因之一就是,根据世界潜山成藏理论,油气只存在于变质岩潜山顶部岩性松散的风化壳,内部岩层致密无法储存石油。进入新世纪,随着低潜山勘探的成功,辽河三上兴隆台潜山,开始向潜山内幕探宝。

2004年,部署在兴隆台潜山低部位的马古3重点探井第一次揭开了潜山内幕。一位部署该井的科技人员至今记忆犹新:“那真是煎熬,见到油气显示比设计深了600多米!”马古3井穿越中生界911米,在地下4300多米处的太古界潜山获得了辽河石油人盼望30多年的工业油气流——证实了中生界下覆的太古界变质岩潜山内幕含油。

突破了“风化壳”这层“壳”,辽河进军潜山内幕的号角由此吹响,令人兴奋不已的勘探成果接踵而至:潜山内部含油幅度由200米的风化壳扩展到2300多米内幕,含油底界由800米扩展到地下4700米。潜山内幕不同深度、不同范围皆有重大发现。2008年,兴隆台潜山勘探获得集团公司勘探发现一等奖。

随着进尺的加深,辽河人对潜山勘探的认识也在不断突破。“变质岩潜山内幕成藏”理论逐渐形成——只要周围有生油源,山体内部的裂缝就会形成良好的油气储集。通俗的解释就是:“生油岩埋藏有多深,含油底界就有多深。”对此,时任股份公司副总裁的胡文瑞称,辽河油田“将潜山成藏理论向前推进了一大步”。辽河潜山勘探开发由此进入新纪元。

“逆断层”揭开潜山内幕真面容
——“洼中之隆”,亿吨级探明储量呼之欲出

从2006年申报探明储量2300万吨,到今年剑指一亿吨探明储量目标,短短4年间,兴隆台潜山勘探大跨越的每一步都走得沉稳而有力。

潜山内幕勘探之初,地质研究人员面临这样的考验:地震资料品质差,主要目的层太古界潜山看着模糊一片;复杂的变质岩潜山岩性和裂缝发育规律认识不清;如何释放非均质严重的裂缝性油气层……一个个前所未有的问题摆在面前,而这些都直接关系到兴隆台潜山规模的大小。内幕不清,无法进行优化部署,潜山储量无法落实,高效开发更无从谈起。

在内幕成藏理念的指引下,辽河人开始突破兴隆台潜山勘探的重重迷雾。2007年,兴古7-5井从太古界进入了中生界,让地质研究人员迷惑不已——2亿年的中生界地层应该在25亿年的太古界之上才对啊!“别胡说,这怎么可能呢?”勘探开发研究院总地质师李铁军听到汇报后竟说了这样一句话,但所有证据显示的确钻遇了中生界。

逆断层(新地层被挤压至老地层下)!这个大胆的猜测,整整折磨了李铁军和科研人员一年时间当20千米长、1000多米落差的逆断层,变成评价井位图上的一条清晰的实线后,形成了潜山内幕有逆断层的最重要勘探认识之一,兴隆台潜山内幕结构变得清晰起来。

以认识的加深为引领,以创新性技术为手段,辽河人通过高精度三维地震勘探、变质岩潜山岩性识别和储层评价等四项技术攻关,找到了兴隆台潜山油气储集受岩性和裂缝控制的关键因素,识别了全部25种岩石,标定了1600多米的地层岩性,弄清了储层发育特征。

兴隆台潜山渐露庐山真面目——那是辽河盆地中典型的“洼中之隆”,平面上由南向北依次发育马古、兴古主体和陈古三个潜山,纵向上发育中生界和太古界两层结构有利勘探面积179平方千米;兴隆台潜山四周被生油气洼陷包围,并有良好的油气运移通道。

一系列突破引起股份公司高度重视,要求深入评价,继续扩大规模。

勘探不寻常的油藏,必须要有非常规的勘探思路,这是辽河油田保持稳产规模的最现实、最迫切需要。油田公司决策层作出了“整体部署、集中勘探、快速控制”的重大决策。2008年开始,兴隆台潜山进入整体勘探阶段。一次性部署11口探井,有10口获得了成功,仅用两年就基本控制了兴隆台潜山的油气储量规模。2009年底,累计新增探明储量6030万吨,探明、控制、预测三级总储量规模达到2.42亿吨。

目前,兴隆台潜山形成了“南北两翼齐飞,深浅层纵向突破”喜人局面。2010年10月份,按照统一规划,股份公司将向国家储委上报兴隆台潜山探明储量,亿吨级油田即将变成现实。

指导老区勘探,带来多米诺效应
——兴隆台潜山的成功在国内石油勘探界引起强烈反响

兴隆台潜山沉甸甸的储量数字和勘探理论的突破,使辽河石油人对潜山勘探寄予厚望。油田公司副总经理孟卫工认为,“十五”以来,潜山扩展成为辽河盆地成熟的勘探领域,为辽河油田稳产千万吨起到了重要作用。

有统计表明,“十五”以来,辽河陆上古潜山累计探明石油地质储量达10586万吨,特别是兴古7块太古界潜山开发效果十分显著,预计今年底将建成百万吨生产能力。

业内人士认为,兴隆台潜山内幕勘探获得成功,为辽河深化勘探、精细勘探指明了方向。辽河最大的勘探“处女地”中央凸起勘探就是受其启发获得了重大突破,优选实施的风险探井——赵古1井,揭露潜山厚度达1169米,成为了中央凸起第一口工业油流井。尽管内部比兴隆台潜山要复杂得多,但面积达3200平方千米的中央凸起将有望成为辽河勘探攻坚的下一个高地。

兴隆台变质岩潜山勘探的成功,开阔了找油人的视野。勘探开发研究院副总地质师单俊峰说,他们已将目光在由变质岩潜山勘探转向基岩勘探。地质学上,将有中生界以下的岩石都称为基岩,那是埋藏在像辽河一样的沉积盆地之下的古老地层。基岩勘探将使辽河勘探的触角伸向比兴隆台潜山更广阔、更深邃的地下世界。

近两年来,辽河变质岩潜山勘探理论的突破,在国内石油勘探界引起强烈反响。地处渤海湾盆地的地质构造类似的几个东部油田,胜利、冀东、吉林等油田的专家多次来辽河考察,国内最早发现潜山油藏、一直引领国内潜山勘探潮流的华北油田,也先后两次来辽河“取经”。按照辽河变质岩潜山内幕勘探思路,许多东部油田取得了新成果。

在勘探的道路上,辽河石油人又向前迈出了关键的一步;兴隆台潜山勘探的突破,将成为辽河乃至环渤海湾老油田勘探里程碑式的新起点。

十几台钻机与城区的楼群比肩而立,演奏着兴隆台潜山勘探开发的恢宏乐章。很多人感叹:久违了,这样的大场面!

3年间,这里已建成50万吨产能,今年,又将攀至百万吨产能新高峰。辽河人用高效开发的新模式,将新思路变成新成果,把储量变成产量,激发出兴隆台潜山无限的活力。

勘探有多难,开发就有多难
——“纵叠平错”破解潜山油藏“八阵图”

从兴隆台潜山揭开神秘面纱之际,一场深层潜山开发的攻坚战随即启幕。3年来,辽河人走的是一条开拓创新之路。

目前,兴隆台潜山开发主体高效开发井比例达到90%以上,一改过去潜山油藏高效井比例仅占三分之一的历史。

实际上,兴隆台潜山虽然含油幅度达2000多米,但油层分布并不集中,有效厚度叠加起来只占潜山整体厚度的1/5,且变质岩裂缝性储层横向分布千差万别,极难预测。多次外请专家咨询得到的答复是:“开发这样世界少有的油藏根本没有经验可循,还得靠你们自己研究!”自己研究意味着一切从零开始。科研人员确定井型就费了好一番脑筋。直井?平均高达73%的年递减率,不行。螺旋井、扫把井?钻井工程上实现不了,也不行。当一个个不可能排除后,解决问题的办法集中在水平井上,最终确定大斜度井和鱼刺井的复杂结构井型。这种井型兼顾了直井和水平井的优势,可以通过压裂改造油层,钻遇裂缝率是直井的1.5倍、水平井的1.2倍,提高了控制程度,也可避开地面障碍物,进行城区钻探。

时任油田公司副总经理任芳祥认为,近年来的实践表明,水平井已成为评价开发非均质油田和难采储量的利器,它可以解决层间、层内、平面和流体“四大矛盾”,有效提高单井日产量和采收率,获得规模储量。成熟的水平井技术成为开启兴隆台潜山高效开发之门的一把“金钥匙”。“高度是泰山一倍半”的兴隆台潜山,一层水平井只能动用不到1/7的储量,要动用更多就必须用多层水平井。勘探开发研究院先后拿出16套方案,经过反复比较、优化、完善,最终确定了“纵叠平错”油藏工程开发方案。“纵叠”指的是水平井段间叠置、段内叠置,“平错”指的是段内井间水平错开150米距离。这种方式不仅提高了油层动用程度和采油速度,也充分考虑了今后的注水开发。

2007年,兴古7块5口试验井口口日产超百吨的重大新闻在油田内外引起轰动。其中兴古7-H1井只钻遇60米油层,就涌出了日产百吨以上的滚滚“乌金”,现场守候的每一个人都兴奋不已。三年来,5口试验井平均单井累产油达到8.1万吨。

大胆创新实践,科学确立开发模式
——“四段七层”整体解剖内幕“宝藏”

随着含油底界不断加深,如何实现“纵叠平错”,整体动用潜山油藏,成为辽河人要克服的又一个前所未有的难题。

根据内幕成藏情况,油藏工程设计人员把2000多米的潜山内部整体上分成“四段七层”,并根据油层的不同确定不同的复杂结构井型,有效动用潜山内幕油藏。

2008年1月,寒意正浓。验证分段分层开发是否可行的兴古7-H202井即将揭晓答案。在持续两天的投产过程中,勘探开发研究院油田开发所所长许宁,每天盯在井场。当渴盼已久的自喷油气流喷涌而出时,他悬着的心终于落了下来。这口井证实了“四段七层”的布署方式既有理论依据,又是现实可行的。依据这种布井方式,合理的开发次序得以确立,油田公司优选好油层进行部署,迎来一口口高产井。

实践印证着理论,理论又指导实践,“四段七层”开发模式不断成熟。在开发潜山下部的差油层时,科研人员曾经尝试多打几个分支更多地接触油藏。但实践证明,分支越多,干扰越大,多打分支反而得不偿失。经过进一步实践和研究,确定了用主干900米、分支280米、角度20度的3分支鱼骨水平井开发下部差油层。目前,兴隆台潜山通过审批的各类水平井达76口。

既要采出地下油,又要考虑地上楼。“最佳井位可能在一栋办公楼下或家属区里,可你不能把大楼给拆了,只能改变工程设计。”一位科研人员这样描述兴隆台潜山勘探开发之难。

面对地上地下的种种障碍,开发设计人员不断完善油藏工程设计。他们通过调整钻井入口点,反向部署兴古-H105和兴古-H305两口水平井,既克服了地面障碍,又不影响储层动用,增大了井位部署空间;通过优化油藏工程设计,利用停产的兴古9井进行侧钻,节约了近十万元征地补偿费用和3500米直井段的钻井费用;统筹考虑地面地下,在平面上实行U字型征地,扩展了优化设计的空间,保障了设计蓝图的实现。

创新的油藏工程设计理念,使兴隆台潜山实现了从低品位到高品位的华丽转身。2010年4月26日,兴隆台潜山总体开发方案顺利通过股份公司审查,被专家认为是辽河油田“近年来获得较高评价”的一个方案。兴隆台潜山向着年底百万吨产能冲刺,再次揭开整体开发、高效开发的大幕!

特色技术主导,激活高效产能
——兴隆台潜山持久迸发“生命力”

在兴隆台潜山开发现场,人们欣喜地发现:辽河油田不仅出现了久违的高产井区,而且投产较早的试验水平井3年基本没有递减。此时,辽河石油人更看重的是摸索出的宝贵经验,这就是有辽河特色的开发技术和管理方法。

兴隆台潜山油井井深近5000米,每一米进尺,都凝聚了辽河石油人创新的智慧,每一口高产井,都倾注了他们的心血。

兴隆台潜山油藏的独特性给油气层保护、安全快速钻探提出了前所未有的挑战,决定了钻采工艺设计必须打破常规。独有的四开井身结构,有效防止上部已开发油藏的干扰。依托长城钻探技术优势,推广使用PDC钻头和欠平衡技术,有效提高钻速和保护油藏。独创钻完井一体化油层保护技术,揭开油层前用无固相泥浆替换大比重钻井液,揭开油层后活性水替换无固相钻井液,大大降低了油层污染,造就一口口百吨井接连出现的奇迹。

油井从投产时就实行“特护”管理,这是兴隆台潜山油井保持高产、稳产的又一秘诀。每口井每天都作采油跟踪曲线,实施参数动态调整。兴隆台采油厂的35人清蜡班,逐井摸索清蜡规律,从未造成停产作业。兴隆台采油厂副厂长吕福荣说,即使采用电动设备,清蜡的强度也非常大,每天清蜡深度达28370米,最多一天要清蜡四次。

据专家介绍,兴隆台潜山油藏跨越了靠天然能量开发的膨胀期后,更多的油将在二次和三次采油中采出。怎么补充能量,是注水还是注汽?采用何种举升工艺?每一个问题解决不好,都将直接影响兴隆台潜山开发的稳产周期。

油田公司通过试验论证,目前初步拟定选取应用水平井复杂结构井注水开发方式,将逐步解决由于油藏埋藏深、地温高和“纵叠平错”水平井布井方式带来的完井方式选择和如何注水等相关配套技术难题,并进行人工举升配套技术研究与试验,超前做好水平井采油方式转换的技术储备工作。预计兴隆台潜山百万吨稳产期可达到8年。

挑战越大,希望越大。我们期待着兴隆台潜山高产、稳产的“常青树”蔚然成林。

再没有比资源接替对于资源型企业“可持续”的内涵更直接、更重要的了。当“稳产千万吨”的历史重任摆在辽河石油人面前时,兴隆台潜山勘探开发无疑是油田增强发展后劲最直接、最有力的保障。

随着储量、产能大幅度增长,兴隆台潜山已成为辽河增储稳产举足轻重的砝码,并在优化产量结构、效益结构方面发挥着重要作用。

挖掘潜力,扩展资源
——高效勘探开发兴隆台潜山打造“信心工程”

2007年3月,辽河油田庆祝开发建设40周年之际,曾在辽河工作过的老领导、原石油部部长王涛来到他始终牵挂的兴隆台潜山开发现场。火热的场面、喜人的成果令老领导喜上眉梢,赞誉之情溢于言表。

兴隆台潜山的成功,进一步坚定了辽河石油人保持稳产的信心。正如油田公司决策层达成的共识,突破潜山勘探禁区、高效开发兴隆台潜山堪称一项“信心工程”。

四十而立的兴隆台采油厂得益于兴隆台潜山高效开发,迎来了发展史上的新春天。继去年产量突破100万吨后,今年原油净增15万吨,油气当量将达到150万吨。该厂制定“三步走”战略,力争在“十二五”末或“十三五”初,油气当量突破200万吨,实现由“经济效益第一采油厂”向辽河油田第一采油厂的历史性跨越。而兴隆台潜山北部的陈古潜山内幕的突破,为资源接替紧张的冷家油田开发公司注入新活力。两口停产井今年实施侧钻压裂后投产,均获得25吨以上高产工业油气流。

地下情况复杂,意味着勘探开发的艰难。但复杂也同样意味着潜力和希望。兴隆台潜山的成功,点燃辽河陆上未来资源发现的新希望。从2006年开始,辽河储量替换率始终保持在1以上,实现了储采平衡,兴隆台潜山持续获得新发现起到至关重要的作用。今年,兴隆台潜山有望整体上报亿吨级探明储量,这是十多年前大民屯低潜山探明亿吨级储量后的又一重大突破。有关专家表示,兴隆台潜山内幕的成功勘探开发,表明“小而肥”的辽河陆上依然大有潜力。

兴隆台潜山的成功,同样向东部老油田传递勘探开发的信心。地层、成藏都有很强可比性的东部老油田仍有深入挖掘的潜力。权威研究资料显示,2008年,整个东部老油田的原油产量占全国总产量的三分之二,大庆、胜利和辽河的采油贡献率超过40%;经多年开发,东部油田的资源量、剩余可采储量仍在国内石油资源中占有较大比重。

调整结构,增益回报
——高效勘探开发兴隆台潜山打造“效益工程”

国际金融危机带来的油价起伏跌宕、限产减输,深深刺痛了以稠油为产量主要构成的辽河油田。辽河石油人深刻认识到,必须寻求规模与效益的有机结合,在保持产量规模的同时,下决心改变产量构成。兴隆台潜山油藏的优质稀油,为辽河油田开启了一扇效益之门。

根据新的发展计划,辽河油田要在保持产量规模稳定的基础上,力争在“十二五”期间实现稠油(高凝油)、稀油各占半壁江山。兴隆台潜山产量规划曲线表明,它将从2011年开始,在百万吨年产线上稳产8年,其中130万吨年产水平可保持5年。兴隆台潜山油藏较长的稳产期,将对辽河油田优化产量结构起到重要的调节作用。

兴隆台潜山油藏可观的天然气产量,为辽河油田天然气内需外供提供了重要保证,将产生更大的经济效益和社会效益。目前,兴隆台潜山天然气日产量达到37万立方米,占兴隆台采油厂总产量的30%以上,分别占油田公司商品气量和外供气量25%以上和近30%。

兴隆台潜山高效开发,充分说明老油田有潜力,投资老油田同样会有较好的回报。油田公司将政策、投资向兴隆台潜山开发建设倾斜,钻探部署等具体工作优先投向兴古潜山开发战场。兴隆台潜山油藏先天的油品优势和巨大的产能,已决定了可预计的丰厚回报。

目前,兴隆台潜山油藏平均单井日产量都在50吨以上。辽河人创新油藏工程设计理念,以较少的投资最大限度地解放了兴隆台潜山油藏的产能。水平井投入仅比直井多一半,产量是直井的2.8倍,而复杂结构井的产量又是单支水平井的两倍。早在2008年10月,先期投入的11口水平井已全部收回投资。

已通过股份公司审批的兴隆台潜山油藏总体开发方案实施后,兴古潜山油藏将成为辽河油田亿吨级储量钻井工作量最少,稳产时间最长的高效开发油藏,上产和保持百万吨仅需钻120口左右水平井、复杂结构井即可,真正牵住了提升单井产量的“牛鼻子”。

科学组织,凝聚合力
——高效勘探开发兴隆台潜山打造“精品工程”

2009年,兴隆台潜山开发主体兴古区块有17部钻机,承担了46口探井、评价井和开发井的施工任务,各环节组织得有条不紊。这得益于油田公司与长城钻探各单位,以及油田公司内部各单位、各专业的团结协作。业内人士认为,兴隆台潜山勘探开发是一项综合性系统工程,需要多学科、多专业、多系统密切配合,才能保证成功。

每一次关键井、关键工序技术交底,各路技术、管理人员都聚在一起出谋划策,解决各种难题,提供优质工程技术服务。“在家门口发现了这么大的宝藏,开发好它是我们的使命!”油田公司钻井管理中心主任薄珉说。

油田公司钻井工程技术部与长城钻探钻井单位协调配合,积极推广PDC和螺杆复合钻井新工艺,平均机械钻速由每小时6.9米提高到13.6米。油田钻井管理中心深入调研后,引进国外抗高温电池,保证了地下5700米的随钻测量,提高了钻井精度。创新完井方式,钻井队的收尾工作延伸到投产作业,目前32口井投产周期平均缩短12天、节约成本34万元。作业系统积极探索深层潜山压裂改造技术和超深井试油等新技术,选派甲级资质队伍参加会战,保证油井顺利投产。

当前,按照百万吨产能建设的时间表,各有关单位、各专业科学合理安排工作运行程序,做到稳中求快,好中求快。每周一次的兴古潜山开发总结会,成为油田公司了解工程进展的汇报会,解决开发问题的“诸葛亮会”。

超前组织征地任务,城区单井建井场仅用3个月。创新开发设计标准模版,工程设计符合率高达95%以上。建立采油、钻井一体化安全监督模式,有效应对地下40多兆帕的原始压力。在至为关键的投产环节,钻井单位及时提供资料,采油单位第一时间内完成投产设计,上级部门加快论证审批,钻井、作业密切配合,单井生产时率增加4天以上。

目前兴隆台潜山日产2105吨,正向年底3000吨的目标线稳步迈进,百万吨产能的主动权在握。

站在保持千万吨产量规模的新起点上,辽河油田正科学高效挖掘兴隆台潜山油藏“富矿”,书写持续稳定发展的新篇章。