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5月24日,西北油田新钻注水井TH10443X注水一个月后,周围5口油井受益,日产油50吨。这是西北油田突破科研成果转化的“最后一英里”,将勘探开发研究院的科研团队派到一线,形成医院与采油厂一体化的新模式,共同应对地质岩溶规律,建设空构造井网,提高老区效益的案例。

在低油价时期,面对严峻的效益开发形势,西北油田研究了所辖塔河油田的岩溶规律,创新了三项关键技术,构建了降低成本、提高效率的流程体系,确保了效益开发。截至5月31日,塔河油田今年累计生产原油212.23万吨。

研究地质岩溶规律,构建老区注采新格局

5月16日,塔河6区TK6130井投产,日产原油50吨。这是塔河6区今年在岩溶系统研究成果指导下建成投产的第八口井,平均日产油27吨,占该区块总产能的25%。

研究人员称塔河油田为“羊肉串”油田。过去,在寻找石油和天然气时,只有在地震剖面上找到像“羊肉串”这样的反射珠,才能找到石油和天然气。然而,塔河油田经过20多年的开发,很难部署井位。从2015年到2018年,塔河6区仅部署了21口新井,4年内平均每口井累计原油产量为12,000吨。

从2019年开始,西北油田研究团队从地质岩溶系统的宏观规律出发,基于地下水的水流溶解路径,重新认识溶洞中的联系和分离关系。经过几十次讨论和演绎,该团队综合分析了现代岩溶理论、塔河实际钻探的岩溶特征以及裂隙和溶洞的空间结构,将塔河地区地下古岩溶系统划分为三种类型:地表淋滤岩溶、地下河汇流岩溶和断层渗透岩溶。科学研究人员脑海中出现了一张埋藏在地层5500米深处的桂林山水3D“藏宝图”,指导了当年25口井的部署。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

2020年1月12日,在岩溶系统分析指导下部署的第一口井TK6128X完成投产,日产原油70吨,增强了团队持续推进岩溶系统研究的信心。

在“百日攻坚增效”活动中,科研团队运用地质、地球物理勘探、油藏、测井等多学科方法,建立了“两个过程、四个标准、六个参数量化”的“246岩溶系统工作方法”,共部署新井12口,预计可采储量280万吨。

通过对低产低效井的“病因学”追踪,发现主要原因是地下水库与主要缝洞系统沟通不畅,资源相对匮乏,因此通过岩溶系统寻找“霍尔洞”来构建井网。勘探开发研究院碳酸盐岩项目部主任吕延平说:“用单一的地球物理勘探方法发现的‘羊肉串’可能是一个相对孤立的储存群。现在,喀斯特系统发现的“甜点”是庭院中的大厅,它不仅是庭院中最大的空房间,而且方便进入其他房间。”

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

TK6130井位于S80断层,局部受地层挤压,局部拉伸,发育不同规模和性质的断裂带。在古水系的作用下,这些裂隙带被溶解和改造,形成岩溶裂隙和溶洞。断层带就像深埋在地下的巨大苹果树干,而岩溶裂隙腔就是这棵苹果树的树枝。石油和天然气像养分一样沿着“树干”被填充,分散并调整到“树枝”上,然后聚集在一起形成“苹果”。研究人员需要弄清茎、枝、果之间的关系,建立一个完善的空的三维井网,提高井区储量的利用率。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

目前,西北油田依托中石化科研项目“塔河风化壳岩溶区缝洞型油藏稳产关键技术”,研究塔河4区和塔河6区的岩溶系统规律,并在已建立的空构造井网上进行了现场试验调整,预计将提高采收率1.6个百分点。

创新三大核心技术准确实现“溶洞”目标

5月25日,塔河4区TK446CH2井自然投产,日产原油35吨。在“百日攻关创效益”活动中,西北油田对待钻井进行了多轮钻井轨迹优化论证,制定了针对“溶洞”钻井的“一井一资料”精细时深刻度。五口调整井全部钻至目的层,形成漏失空的状态,节约酸压成本1000多万元。

在岩溶系统研究的指导下,科研团队创新形成了岩溶系统的支撑技术,如裂缝和溶洞描述的“三砂”技术、能量和储量匹配技术、轨迹和溶洞优化技术等。,使钻头能达到“百步穿杨”和准确击中“洞穴”的目标。

塔河碳酸盐岩缝洞型储层埋藏较深,在几公里的地层中勘探到了一根臂状的钻杆。在高温高压条件下,钻头像蚯蚓一样扭动,导致钻头无法准确钻至预定位置。因此,西北油田采用酸压技术,在高压下向地层中注入酸,撕开罐底的碳酸盐岩地层,将“溶洞”与井筒连接起来。然而,酸压作业无法定向连通“溶洞”,这使得钻头能否命中目标成为高效开发的关键因素。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

如果你想击中靶心,你必须先瞄准。针对储油“溶洞”的中心点位置、轮廓和体积认识不清的问题,该团队创新了裂缝和溶洞表征的“三定”技术,结合分频能量、深度偏移和阻抗反演三项地球物理技术,确定了“溶洞”的间距、“溶洞”的中心位置和“溶洞”的埋深,突破了裂缝和溶洞体空。

因此,科研团队掌握了“溶洞”中的静态原始储量。然而,在“溶洞”群开发后,对剩余油分布的认识不清,制约了井网的建立。该团队开发了能源和储量匹配技术来解决这个问题。根据岩溶系统,结合井控范围和动静态储量比例,建立了储量分类的6个评价标准。然后,利用地球物理勘探技术“悬丝诊断脉冲”形成了“五线法”的动态储量计算方法,明确了“溶洞”群剩余油的分布特征,实现了在有较多油的地方钻探。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

过去,垂直井被用来钻更多的羊肉串油藏,这使得油井产量高。在低油价时期,针对约4000万口直井的钻井成本,西北油田部署了更多的侧钻井,节省了一半成本,使钻头能够避开密集的小孔和小裂缝,准确命中大的“溶洞”,避免捡芝麻丢西瓜。

由于地震波在不同地层和不同介质中传播的速度是不均匀的,就像龟兔赛跑一样,在某些地层中传播速度慢,在某些地层中传播速度快,导致钻头的实际到达位置与地震剖面上的预测存在偏差,无法准确地引导钻头到达靶心。科研团队创新轨迹和溶洞优化技术,利用地震处理技术将传统的时域数据处理成深度域数据,如在钻头上安装“导航雷达”,像“贪婪的蛇”一样远程控制钻头,避免重重障碍击中靶心。自今年年初以来,达到目标后的泄漏率已达到60%。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

构建降本增效工艺体系,构建低成本开发井网

5月17日,塔河4区的两口侧钻调整井TK446CH2和TK418CH相继投产,日产原油50多吨,为老区老井处理开辟了新模式。

利用侧钻削壁、借“油”,建立孤立老井与岩溶系统的关系,使低产低效井、躺井“脱贫致富”,这是西北油田针对未连通井控储量而建设的侧钻技术系列带来的变化。侧钻具有“短、平、快”的优势,近年来在生产建设井部署中约占30%,在低油价时期约占70%。塔河油田开发以来,已投产侧钻井540多口,累计原油产量1260万吨。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

在“百日攻关,创造效益”活动中,西北油田在常规侧钻的基础上,结合岩溶系统溶洞群研究,构建了小半径侧钻新技术。该技术可对钻井进行“心脏修复手术”,提高常规修井机的动力,进而“洗髓容易”,完善钻具技术,将侧钻造斜所需的“转向垂直距离”从60米以上减少到30米以下,有效缩短钻井作业时间,进一步降低钻井成本,每口井节约约1000万元。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

4月22日,西北油田TH10272CH井短半径侧钻技术完成,标志着初步试验成功。5月11日,井架设备拆除后,该井开通,日产原油64吨,探索了老井周围100-200米范围内储量综合利用的新方向。今年,西北油田部署了42口不同类型的侧钻井,探索了低油价下的效益开发新模式,帮助建立低成本井网。

在低油价时期,西北油田建立了低成本侧钻技术体系、高压注水技术体系和颗粒调整流道技术体系,实现了不同类型储量的高效开采。

根据对岩溶系统的研究,溶洞中存在不同的储层,储层之间的墙厚不均匀。厚壁部位采用小半径侧钻开发,薄壁部位采用高压注水技术系统,利用溶洞剩余油。在高压下注入4万立方米的水后,TK829井产出11000吨原油。今年4月,西北油田对该井进行了第二轮高压注水,目前正等待投产。今年以来,共有11口井注入了高压水。

对于无墙连通的溶洞,通过岩溶系统识别“溶洞”通道,构建颗粒调节流道技术体系。根据不同的渠道,科研团队开发出密度、弹性、尺寸和溶解度可调的橡胶颗粒,并注入到渠道中,改变注水的水流方向,从而带动“溶洞”渠道中的剩余油增加产量。自2016年以来,21口井进行了有效测试,累计增油6.8万吨,单井建设约32万元。每吨油的成本只有350元。TK651CH井经过4年调整后,注入水驱动井间剩余油向S74井移动,增加油4600吨。随着对岩溶系统的认识,越井通道的地质成因越来越清楚。发现有43组井网有可能调整流道,今年调整了7组井网。

西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

通过岩溶系统研究,西北油田实施了空构造井网的建设和调整。截至5月底,今年注水和注气累计增油51.49万吨。预计在3至5年内,石油采收率将提高1至2个百分点。目前,塔河老区地质储量为2.8亿吨油当量,每增加一个百分点可增加近300万吨经济可采储量。(张洋·吴波·吕晶)

编辑:张静文

标题:西北油田:地质是构建高效开发井网的灵魂

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