塔里木油田碳酸盐岩油气藏勘探开发-体化实践与成效-.pdf

D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n． 1 6 7 2 -7 7 0 3 ． 2 0 1 2 ． 0 5 ． 0 0 1 塔里木油田碳酸盐岩油气藏勘探开发一体化 实践与成效水 周新源杨海军 中国石油塔里木油田公司，新疆库尔勒市 8 4 1 0 0 0 摘 要塔里木油田近几年在海相碳酸盐岩领域发现大型油气田，连续 3 年碳酸盐岩探明油气当量超亿吨，原油 产量持续大幅度增长。在超深、低丰度、高度非均质油气藏勘探开发中取得规模效益 ， 得益于以效益最大化为 目标，积 极转变发展方式，以提高钻井成功率、提高单井产量、提高采收率、 提高钻井速度的 “ 四提”为重点， 大力实施勘探开 发一体化，即组织结构一体化、投资部署一体化、科研生产一体化、生产组织一体化、工程地质一体化、地面地下一体 化，实现了碳酸盐岩上产增储，取得良好规模效益。 关键词 勘探开发一体化 ；碳酸盐岩；上产增储；效益最大化 ；塔里木油田 中图分类号T E -1 7 文献标识码 A 塔里木盆地寒武系一奥陶系海相碳酸盐岩沉积最 大厚度为 3 2 0 0 m，分布面积为 2 4 X 1 0 k m ，储层类型 多样 ， 储盖组合丰富 ； 古隆起及斜坡区油气成藏条件优 越 ， 是油气勘探开发的重要领域[ 1 】 。塔里木油田近年 来大力实施勘探开发一体化 ， 连续3 年碳酸盐岩探明油 气当量超亿吨，油气产量逐年大幅度上升，2 0 1 1 年碳 酸盐岩生产原油 1 4 21 0 ％， 生产天然气 8 ． 4 X 1 0 m ， 勘探开发一体化取得显著效果。 长期以来砂岩油 田作为塔里木油田的主要开发对 象 ，由于主力砂岩油藏在开发 l 0 年以上后 ，目前 已陆 续进入中高含水采油阶段，在没有新的砂岩石油储量 接替的情况下 ， 砂岩油藏剩余可采储量少 ， 储采比低 ， 已不具备稳产的物质基础 ， 砂岩产量开始进入递减期 ， 原油产量连年处于被动状态。2 0 0 5 年以来 ，塔里木油 田认真落实中国石油天然气集团公司 “ 打好三大阵地 战”的重要指示精神 ， 重点整体解剖了轮南一英买力、 塔中北斜坡、克拉一大北 3 个富油气区带 ， 塔中、 塔北 碳酸盐岩均取得规模发现 ，碳酸盐岩 已具备规模上产 的资源基础 。 塔里木碳酸盐岩油藏不同于砂岩油藏，具有特殊 性 埋深普遍大于6 0 0 0 m， 大面积含油， 但富集程度受 缝洞型储层控制 ， 储量丰度低；缝洞型储层极不均质， 基质孔隙贡献小 ，次生溶蚀缝洞是主要储集空间[ 6 - 1 0 】 ； 单井产量高 ， 但产量相差悬殊 ， 高产井 、 低产井、 水井 间互出现；油井产量递减大、 含水上升较快， 每年需打 大量新井弥补递减。勘探开发一体化是碳酸盐岩这类 复杂油藏缩短评价周期， 客观认识油藏， 科学、 规模效 益开发的必然选 “ 】 。 1 一体化工作内涵 1 ， 1实现三个转变 实施勘探开发一体化就是转变发展方式。 1 ． 1 ． 1 转 变储 量 与产量关 系的认识 转变对碳酸盐岩大油气田的标准认识，不仅仅是 油气勘探发现多、 油气储量规模大， 更重要的是能够实 基金项目国家科技重大专项 “ 塔里木盆地大型碳酸盐岩油气田勘探开发示范工程” 2 0 0 8 Z X 0 5 0 4 9 和 “ 塔里木盆地海相碳酸盐岩油 气资源潜力有利勘探区带评价与目 标优选研究” 2 0 0 8 Z X 0 5 0 0 4 - 0 0 4 联合资助。 第一作者简介 周新源，男， 博士，教授级高级工程师，塔里木油田分公司总经理，主要从事油气勘探研究与管理工作。 收稿 日期2 0 1 2 0 6 2 5 1 N o 5 2 0 1 2 C h i n a P e tr o le u m E x p l o ra t io n “N 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 ． 2 ． 5工程地 质一 体化 目的是减少工程复杂 ，提高钻井速度 ，确保实现 勘探开发 目的。 井位设计遵循 “ 反向设计 ， 正向施工” 的原则 ，工程和地质根据油藏地 质特征、工程施工难 度和完井要求一起确定井型、 井身结构、 井眼轨迹 ， 钻 井设计充分考虑后期完井要求。非 目的层钻进阶段 ， 地质要为工程服务 ， 做好层位预测、 卡准中完井深、 特 殊岩性预报 、 压力预测等 ， 规避钻完井风险 ； 目的层段 工程为油气发现 、安全作业服务 ， 尤其是精细控压、 大延伸水平井，地质研究及时调整井眼轨迹 ， 确保钻 井 目的实现 。 1 ． 2 ． 6 地 面地下一体 化 树立 “ 地面服从地下、 地面适应地下” 的建设理念 ， 依据碳酸盐岩地下实际情况 ， 及时优化调整地面建设。 特别是根据碳酸盐岩油藏不确定性大、生产寿命短的 特点， 大力推行标准化设计、 撬装化建设 ， 最大可能重 复利用设备 ，减少投资，实现效益最大化。 2 勘探开发一体化的主要做法 碳酸盐岩油藏实施勘 探开 发一体化 的主要 目的 是上产增储 ，实现规模效益开发【 】 。因此核心工作 就是围绕四个 “ 提高” ， 即提高钻井成功率、 提高单 井产量 、提高采收率 、 提高钻井速度。通过近 5 年的 探索 ，已经初步形成 了一套高效科学的管理体 系和 基本做法 ，积 累 了碳酸盐岩上产 增油的实践经验 ， 为塔里 木盆地碳酸盐岩原油快速上产和稳产 奠定 了 良好的基础 。 2 ． I 以提高钻井成功率为根本，开展 四个强化 2 ． 1 ． 1强化 甲乙方一体化融合研究，提 高科研质量和 水平 碳酸盐岩勘探开发一体化研究的主体是碳酸盐岩 研究中心，中心研究人员不足8 0 人， 近5 年新员工3 6 人， 而负责的工作包括勘探开发井位部署、 储量研究、 方案编制、 油藏研究与管理等， 工作量大、 人员严重不 足。因此油田发挥 了两新两高优势 ，优选科研合作队 伍，建立 “ 战略联盟” ， 取长补短，相互学习， 共同提 高。为了提高科研的质量和水平，避免做重复性的工 作， 已形成一套管理办法， 包括统一研究人马， 融合式 甲乙共同攻关、 捆绑式指标共同承担、 共荣式 成果共同分享；统一研究思路 ，多学科一体化融 合， 集思广益， 力争发展碳酸盐岩油气地质理论， 创新 中国石油勘探 2 0 1 2 年第5 期 4 勘探开发关键技术； 统一关键技术， 加大新方法、新技 术攻关力度 ， 推广成熟技术， 尤其是缝洞体雕刻量化技 术、烃类检测技术、高产稳产井位部署技术。 2 ． 1 ． 2强化地 震处理 ，储 层量化和 烃 类检 测技术攻 关 ， 提 高油藏精细描述精度 塔里木盆地碳酸盐岩受多期构造与岩溶发育的控 制和 多期成藏 、 调整的影 响， 形成规模不等、 纵 向叠 置的复杂缝洞型油气藏，以裂缝和溶洞为主的储层 纵向和横 向的非均质性都很强 ， 油水分布复杂 引 。 因此在地质规律研究的基础上 ， 加强地震处理、 储层 量化和烃类检测技术攻关是提高油藏描述精度 的关 键。 地球物理攻关 以赵政璋副总裁 的 6个转变为指 导 ， 即叠后向叠前转变、 定性解释向定量解释转变、 重技术 多样性 向重技术实用性转变、单井平面解释 向储集体三维空间解释转变 、层面解释 向层序解释 转变 、构造解释向烃类检测转变。 目前碳酸盐岩井 位部署已形成 “ 三不定井”原则， 即不做叠前时间 深 度 偏移处理不定井 、不做缝洞定量雕 刻不定 井、不做烃类检测不定井 。通过 高精度叠前深度偏 移处理， 有效地解决了 “ 串珠”归位不合理的问题， 为缝洞体位置的准确识别提供了有力的支撑 。在井 震结合建模的基础上 ，建立地震 响应特征与缝洞体 发育状况的量化关 系，初步实现缝洞单元储集空间 的定量计算 图5 ， 缝洞体三维立体雕刻与量化描 述在井位研究中发挥重要作用 ，近两年储层钻遇率 达到 9 8 ％以上。通过大 力开展碳 酸盐岩缝洞体充填 特征、烃类检测技术攻关，指导井位部署，钻井成 功率显著提山【 “ 引 。 2 ． 1 ． 3 强化不 同地震反射类型储层预测攻关 ， 拓宽勘探 开发领域 通过井震结合 、精细标定储层和模型正演来认识 不同地震响应与储层类型对应关系。当碳酸盐岩储集 体发育达到一定规模时 ， 在地震叠后数据体上常表现 为低频率、强振幅。如果低频率、强振幅反射纵 向上 存在两个及两个以上相位、平面分布范围较小时，即 所谓的串珠状反射； 如果低频率、强振幅反射纵向上 存在两个或两个以下相位、 平面分布范 围远大于纵向 时 ，即所谓的片状强反射。串珠状反射反映的是纵 向 上具有一定厚度的大型洞穴、缝洞集合体 、裂缝密集 带的整体地震特征； 片状强反射反映平面上具有一定 规模、厚度相对较小的缝洞集合体、裂缝密集带的整 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 丘大 、缝洞体大、油柱高度大 ，储层预测好 、流体预 测好 、储集体流通性好。在高产高效井部署思路的指 导下 ，塔里木碳酸盐岩已建立 了一批平均 日产在 4 0 t 以上、 累计产量大于51 0 t 的高产高效井。 英买3 2 1 一 H3 井就是其中之一，投产以来日产水平一直保持在 2 0 0 1 以上 ，不产水 ，目前该井 5 ． 5 ram油嘴， 日产油 2 0 9 1 ，已经累计产油 2 31 0 ％。 2 ． 2 ． 2 突出储层及油藏差异化认识，提高井型适应性 塔里木碳酸盐岩前期以直井开发溶洞型储层为主， 通过储层发育规律和流体分布规律认识的深化、储层 精细描述的进步和近几年的钻探实践 ，发现利用不同 井型开发不同类型的缝洞体或缝洞单元可以显著提高 单井 日产量和累计产量。 大的缝洞型单元用直井开发， 缝洞型一缝洞型单元组合用多井开发 ， 缝洞型一裂缝、 孔洞型单元组合用水平井开发 ；相对均质储层用水平 井、 分支井开发 ， 规模大 、 较集中、 不连通的缝洞体用 平台井开发。 2 ． g ． 3 突 出储层改遣技术攻关，提高单井 日产和 累产 水平 塔里木碳酸盐岩属于超深缝洞型碳酸盐岩油气藏， 平均井深超过 6 0 0 0 m，只有不到 4 0 ％的井直接钻遇 好的缝洞体，而大部分井需要通过储层改造才能形成 工业产能。 针对不同储层类型 ， 通过储层改造技术攻关 已经形成 了针对性的多元化改造配套技术， 包括 钻至 洞顶缝、油气显示好适合垂向酸化 压 ，钻至强反射 区、 油气显示差适合深度酸压 ， 钻至强反射区附近、 油 气显示差 、 地应力方向不匹配适合转向酸压， 钻遇裂缝 孔洞型储层适合交联酸携砂酸压，通过水平井钻遇多 个缝洞体附近适合水平井分段改造。对于以沟通缝洞 体为 目的的酸压工艺，控制滤失使人工裂缝长度增大 是关键 ；对于以沟通多个远距离井的有利储层为主要 目标 ，实现碳酸盐岩水平井分段酸压是提高单井产能 的关键。 2 ． 3 以提高采收率为g标，大力开展两项I作 g ． 3 ． 1 大力开展开发机理研究，提 高科学开发水平 孔隙型、 裂缝一孔隙型碳酸盐岩油藏的开发理论 和开发技术 比较成熟 ，但是针对塔里木碳酸盐岩以 大型溶洞和裂缝为主要储渗空 间的缝洞型油藏 ，主 要以生产规律统计分析为主 ，缺少系统的理论支持 和科学的研究方法， 导致这类油藏采收率很低， 一般 都不到 1 0 ％， 远低于其他类型油藏。 通过大力开展缝 ， r 中国石油勘探 2 0 1 2 年第5 期 6 洞物理模拟实验和地质建模 、 数值模拟研 究， 目前 已 经对多种缝洞组合的渗流规律 、水锥形成和突破机 理 、 水平井开发非 串珠储层机理、 注水替油及压锥机 理有 了初步 的理论基础 ，为制订合理的开发技术政 策提供 了依据 。 2 ． 3 ． 2 大力开展 “ 一井一策”差异化管理模式， 提 高油 井 管理水平 缝洞型碳酸盐岩 的强非 均质性决定 了油藏具有 严重分隔性 ， 一个连通的缝洞单元即是一个油气藏。 储集空间类型 、组合关系、空 间展布 、储集体大小 、 水体能量、完井方式等差异导致 了开发特征和效果 的不 同，因此需要通过 “ 一井 了解一藏 “ ，针对”一 井制定一策” 。根据开发阶段和动、静态地质资料 ， 目前 探索 出多种油 气井生 产管 理对 策 ，初步 形成 “ 一 井一策” 差异化管理模式 。 针对井所处的阶段采 取 了不 同的方法 ，对稳定生 产井要采用合理的工作 制度，当其产量发生剧烈变化时考虑针对性的措 施 ；间开生产井根据缝洞单 元和本井的特点针对性 采取酸压、机采、注水替油 、注水压锥等措施 ； 长关 井在无酸压、改 层、堵水等 潜力时考虑侧钻 。依据 缝洞单元特点对能量不足的单井溶洞型单元进行注 水替 油 ，对多井缝洞单元进行单 元注水开发试验 。 通过对 “ 躺井 ”进行梳理 ，加大侧钻力度 ，提高单 井利用率 ， 加快 了勘探开发节奏 。“ 一井一策”差异 化管理模式在提高缝洞型碳酸盐岩油藏采收率过 程 中发挥 了重要作用 。 2 ． 4 以提高钻井速度为手段．通过 “ 三个加大 控投 降本 2 ． 4 ． 1 加大管理制度 ．技术标准的制定 修订 ，推进 标准化建设 自2 0 0 8 年以来 ，塔里木油 田先后制定或修订 了 钻完井标准化流程 5套 ，保障 了钻井持续不断的提 速，包括制定钻完井地质与工程设计管理规定，制 定塔里木油田钻完井工程分级管理办法，制定钻完 井工程新技术的试验、推广、应用管理办法，修订 塔里木油田井控管理办法和井控实施细则，修订塔 里木油 田交接井管理办法 ，推进 了塔里木油 田的标 准建设 。 2 ． 4 ． 2加大生产组织管理创新力度 ，实现控投降本 塔里木油 田碳酸盐岩井埋藏深度大 、钻井成本 高 ，为实现控投降本 、提高勘探开发效益 ，在组织 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 地质，1 9 9 9 ， 2 0 3 1 7 7 ～1 8 3 ． 【 2 ]周新源，王招明，杨海军，等． 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r bo n a c c u mu l a t i o n z o n e s i n Ta z ho n g Up l i f t ，Ta r i m B a s i n，we s t e rn Ch i n a ，En e r g y E x p l o r a t i o n E x p l o i t a t i o n，2 0 0 9 ， 2 7 2 6 9 ～9 0 ． [ 2 4 ]赵文智，朱光有，苏劲，等． 中国海相油气多期充注与成 藏聚集模式研究【 J 】 _ 岩石学报，2 0 1 2 ， 2 8 3 7 0 9 ～7 2 1 ． [ 2 5 ]Z h a n g S C，S u J ，Wa n g X M ，e t a 1 ．G e o c h e mi s t r y o f Pa l a e o z o i c ma nn e p e t r o l e u m f r o m t he Ta r i m Ba s i n， NW Chi na Pa r t 3． Th e r ma l c r a c ki n g o f l i q u i d h y d r o c a r bon s a n d g a s wa s h i n g a s t h e ma j o r me c h a n i s ms f or d e e p ga s c o nd e ns a t e a c c u mul a t i o nS ． Or ga n i c Ge o c h e mi s t r y，2 0 1 1 。 4 2 1 3 9 4～1 4 1 0 ． [ 2 6 ]张水昌，朱光有，杨海军，等． 塔里木盆地北部奥陶系油 气相态及其成因机制[ J ] ． 岩石学报，2 0 1 1 ， 2 7 8 2 4 4 7 ～2 4 6 0 ． 9 N o 5 2 0 1 2 C h in a P e t ro le u m E x p l o ra t l0 n ’ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m