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中國石化“深地一號”順北油氣田勘探開發(fā)紀實

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中國石化“深地一號”順北油氣田勘探開發(fā)紀實

2023-02-17 14:23:45 來源:中新網(wǎng)新疆
圖為開發(fā)中的順北油氣田。梁靜獻 攝

  圖為開發(fā)中的順北油氣田。梁靜獻 攝

  中新網(wǎng)新疆新聞2月17日電 (張俊 王輝輝)1月31日,國家能源局發(fā)布《中國油氣勘探開發(fā)十大成果公布》,被譽為中國“深地一號”的中國石化西北油田分公司順北油氣田赫然在列,其通過深地工程推動超深層油氣實現(xiàn)新突破,成為2022年全國油氣勘探開發(fā)十大標志性成果之一。

  這一年多來,中國石化在深層油氣產(chǎn)量基地實施的“深地工程”獲得重大突破。順北油氣田22口井測試喜獲千噸高產(chǎn)油氣流,在亞洲陸上率先進入千噸井時代,已經(jīng)落實4個億噸級油氣區(qū)帶,累計提交探明石油地質(zhì)儲量2.5億噸,天然氣1417億方,建成300萬噸油當量產(chǎn)能陣地,總計生產(chǎn)原油474萬噸、天然氣28億立方米,切實發(fā)揮了中央企業(yè)的“頂梁柱”作用。

  此前,中國石化“深地工程”傳播入選2022年度中國品牌創(chuàng)新案例。在共青團中央第十七屆“振興杯”全國青年職業(yè)技能大賽“中核杯”創(chuàng)新創(chuàng)效競賽上,西北油田的《塔里木盆地克拉通內(nèi)走滑斷裂解析關鍵技術(shù)與應用》課題斬獲全國銀獎。

  這是西北油田貫徹落實國家“深海、深地、深空”戰(zhàn)略行動,“向地球深部進軍”,不斷解鎖“中國深度”、打造能源安全新高地取得的階段性成果,也充分展示了在“深地”領域的深度、難度和創(chuàng)新指數(shù)等方面的國際級頂尖實力。

  在難于“蜀道”、堪比“登天”、寫滿世界級勘探開發(fā)難題的塔里木盆地,突破超深層“死亡之線”,鉆出“亞洲深度”,這條求索之路布滿了艱難險阻,每一米深入探索都鐫刻著石化人保障國家能源安全的責任與擔當。

  “問鼎”深層 實現(xiàn)“塔河之外找塔河”

  2022年,中國石化在順北油氣田垂直深度超過8000米的井已達49口,定向井井深最深9300米,堪稱“地下珠峰”,整體超十億噸級資源陣地進一步落實,油氣上產(chǎn)由“深”釋放,真正實現(xiàn)了“塔河之外找塔河”。

  從1984年沙參2井突破,1997年沙46井、沙48井噴出高產(chǎn)油氣流,宣告塔河油田誕生,到成功開發(fā)全球埋藏最深的油氣田,石化人人丈量“向地球深部進軍”的步伐從未停止。這條求索之路布滿了艱難險阻。

  2004年,為解決西北油田可持續(xù)發(fā)展問題,當時的領導班子提出“塔河之下找塔河,塔河之外找塔河”的勘探戰(zhàn)略。

  為此,西北油田提出“擴大塔河、突破塔中、攻關玉北、探索外圍”的勘探目標,依舊鍥而不舍地尋找油氣。于是在塔河油田主體區(qū)之外,布置勘探的“天羅地網(wǎng)”,2009年,將1.2萬平方公里的塔河面積擴大至近14.7萬平方公里,石油儲量和產(chǎn)量均增長了一到兩倍。

  遺憾是的始終沒有“捕捉”到新油氣藏,另一個“塔河”并未預期出現(xiàn)。

  直到2014年,勘探終于峰回路轉(zhuǎn)。部署在塔中地區(qū)順托果勒構(gòu)造上的順南4井、順南5井分別鉆獲日產(chǎn)25萬立方米和130萬立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流,標志著西北石油人外圍新區(qū)的油氣勘探取得實質(zhì)性的突破。

  2015年,科研人員在順北1-1H井獲得高產(chǎn)油氣流。1-1H井試采初期日產(chǎn)原油量高達185噸,日產(chǎn)氣9萬立方米,含水幾乎為零。

  西北油田沿著1-1H井所在的這條斷裂帶,從南到北部署了6口滾動評價井,均獲高產(chǎn)油氣流。

  2017年,我國石油行業(yè)進口原油依存度達到69%。塔里木成為我國油氣資源的主要接替區(qū)。2018年,集團公司明確把順北油氣田作為“十三五”油氣勘探主戰(zhàn)場。

  順北油氣田實現(xiàn)了一個又一個勘探突破, 實現(xiàn)了“塔河之外找塔河”。

  2022 年 7 月,順北油氣田順北 803X 井測試獲得高產(chǎn)油氣流。

  2022年8月,中國石化命名順北油氣田為“深地工程·順北油氣田基地”,這是我國第一個以深地工程命名的油氣項目,被譽為“深地一號”。

  12月29日,中國石化“深地一號”取得新突破,順北21斜井試獲日產(chǎn)油氣當量1242噸,成為“深地一號”第20口超深層“千噸井”。

  這一年,西北油田以戰(zhàn)略突破和規(guī)模增儲為目標,持續(xù)攻關,在順北油氣田取得了豐碩成果。探明石油儲量 8224萬噸、天然氣儲量 1228 億方,分別占上游的 40.7%、 44.1%。探井成功率、探明儲量發(fā)現(xiàn)成本分別優(yōu)于上游 5.7 個百分點、7.5 元/噸油當量。榮獲集團公司油氣勘探 8 項大獎,其中順北 8 號帶重大突破、4 號帶重大商業(yè)發(fā)現(xiàn)獲特等獎。助力集團公司競得 2 個區(qū)塊、 1502 平方千米探礦權(quán)。

  截至目前,順北油氣田垂直深度超過8000米的井已有49口,順北4號帶建成中國石化“少井高產(chǎn)”示范區(qū)。“深地一號”已落實4個億噸級油氣區(qū),成為近10年來塔里木盆地石油勘探的新亮點。

  “深地一號”油氣井平均深度是全國之最,定向井最深9300米,刷新亞洲最深紀錄。正向著更深、更難、更高產(chǎn)量和更高質(zhì)量發(fā)展。

  敢為人先 “鉆”地萬米有利器

  初春的塔里木,乍暖還寒。目之所及,一座座紅白相間的井架點綴在綿延起伏的沙海中,一部部鉆機塔向“地宮”加快挺進,全國80%以上的超深井在這里怠地探索,令“死亡之?!背尸F(xiàn)出勃勃生機。

  石油勘探開發(fā)發(fā)展到今天,深層、超深層已經(jīng)成為我國油氣重大發(fā)現(xiàn)的主陣地。我國深層、超深層油氣豐富,資源量達671億噸油當量,占全國油氣資源總量的34%。

  塔里木盆地是全球唯一以超深層資源為主的含油氣盆地,也是世界陸上最深的商業(yè)開發(fā)油氣田之一,超深油氣資源量在全國各大盆地中居于首位,僅埋深在6000至10000米的石油和天然氣資源就分別約占其總量的83%和64%,超深層油氣資源總量約占全球的19%,勘探開發(fā)潛力巨大。

  進入超深復雜領域,向深向難是塔里木盆地油氣勘探開發(fā)的必然趨勢,也成為中國石化增儲上產(chǎn)和上游業(yè)務發(fā)展的重要戰(zhàn)略領域。

  “深地一號”——順北深層油氣田項目,位于塔里木盆地中西部,油藏具有超深、高溫、高壓等特點,儲層平均埋藏深度超過7300米,是世界陸上最深的商業(yè)開發(fā)油氣田之一。

  一深萬難。鉆井到達一定深度極限后,每向下一米,其難度都面臨著幾何倍數(shù)增長。

  順北區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造復雜,走滑斷裂埋深大,且受地應力影響不斷運動,斷控儲集體雜亂藏于其間,形成一個天然油氣迷宮,難以找到規(guī)律,超出了教科書上的認識和東部油田的經(jīng)驗。

  順北油田鉆井施工面臨超深、超高溫、超高壓三座“大山”。世界上衡量鉆井難度的13項指標中,塔里木盆地有7項名列第一,綜合難度世界之最。

  這里是否有油、如何找油、怎樣采油,如何修一條“公路”讓油藏從地下8000多米流到地表,國內(nèi)外沒有成熟的經(jīng)驗借鑒,傳統(tǒng)的油氣地質(zhì)理論在這里基本“不適用”,常規(guī)鉆探技術(shù)基本“打不成”,勘探開發(fā)難度“全球少有、國內(nèi)僅有”。

  一個個技術(shù)難關猶如一座座高山。面對油氣成藏、工程技術(shù)、效益勘探三條“死亡線”,西北石油人發(fā)揚“敢為人先,創(chuàng)新不止”的精神,將“入地夢”融入“強國夢”,開展基礎理論創(chuàng)新和工程技術(shù)攻關,磨礪超深層地質(zhì)、工程技術(shù)“利劍”,向“三超”油藏宣戰(zhàn)。

  叩開深層“地宮”之門,如同摘取被掩藏在荊棘中的珍珠,既需要逢山開路的勇氣,也要有細如發(fā)絲的精細。

  “一體化”是實現(xiàn)超深復雜碳酸鹽巖高效開發(fā)的必由之路。中國石化采用地質(zhì)工程一體化大兵團攻關模式,深化中中合作、大兵團聯(lián)合作戰(zhàn),集智創(chuàng)新、聚智攻關,創(chuàng)新發(fā)展一項理論、攻關十項關鍵技術(shù),專家解決現(xiàn)場難題 500 余項。一體化運行機制使勘探、開發(fā)、鉆井等專業(yè)達到空前融合,勘探主動向開發(fā)延伸,開發(fā)提前介入油藏評價,運行效率提高 45%。

  地質(zhì)理論創(chuàng)新成為照亮勘探進程的“燈塔”。西北油田不斷深化地質(zhì)理論創(chuàng)新,重審地下,再盤“家底”,率先突破8000米超深層油氣勘探“死亡線”,形成特色鮮明的超深層“斷控縫洞型油氣藏”成藏理論、關鍵技術(shù)與管理理念,持續(xù)迭代斷控儲集體地質(zhì)模型,一點點勾勒出了通往深地的“尋寶路徑”。

  技術(shù)突破帶動超深層勘探開發(fā)突破。猶如站在珠穆朗瑪峰頂看清雅魯藏布江上的游船,中國石化創(chuàng)新形成超深層儲層立體成像技術(shù)和縫洞體精細雕刻技術(shù),相當于給地球深部做CT掃描,擦亮了地質(zhì)家“眼睛”,斷裂識別精度從30米加深至15米??蒲袌F隊總結(jié)出順北4號斷裂帶的發(fā)育特征和規(guī)模潛力,部署了7口探井,其中3口井相繼實現(xiàn)測試日產(chǎn)超千噸的重大油氣突破。

  突破工程技術(shù)“深度極限”,實現(xiàn)了由“打不成”到“打得快、打得準”的重大跨越。面對“全球少有、國內(nèi)獨有”的鉆井工程難題,西北油田探索形成了一套具有順北特色復雜超深層井身結(jié)構(gòu)設計、配套技術(shù)和標準規(guī)范,總結(jié)出了二疊系隨鉆堵漏工藝、易斜地層垂直鉆井技術(shù)、超深高溫定向鉆井等一系列的技術(shù)組合,在地下8000米可以準確命中目標靶區(qū)。中國石化還研發(fā)了高等級的鉆井液體系、抗高溫高壓的定向測量裝備、9000米的自動化鉆機等一些配套工具,實現(xiàn)了在深部打得快與打得準。

  中國石化立足科技創(chuàng)新驅(qū)動,以“十年磨一劍”的毅力,鑄就勘探開發(fā)、工程技術(shù) “利器”,轉(zhuǎn)化為“深地”油氣增儲上產(chǎn)的巨大推動力,在征戰(zhàn)“死亡之海”創(chuàng)造了一個個顛覆性的頂峰,打造更具效益前景的資源接替陣地。

  創(chuàng)新不止 超深“入地”樹標桿

  在征服深地極限的一場場“逆戰(zhàn)”中,“深地一號”能入選2022年中國油氣勘探開發(fā)十大成果,其傳播入選中國品牌創(chuàng)新案例,其課題斬獲共青團“中核杯”全國銀獎,一次次用探索、實踐和創(chuàng)新更改教科書的“金科玉律”。2022年以來,西北油田在超深復雜地層風險預測、斷控縫洞型油藏補能、控壓和定向鉆井等多項關鍵技術(shù)攻關方面取得突破,4項科技成果達到國際先進水平,6項科技成果獲新疆維吾爾自治區(qū)科學技術(shù)進步獎。

  上天、下海、入地,是人類探索自然的三大壯舉。中國石化在與險惡環(huán)境斗爭、技術(shù)較量、精神淬煉的“入地”過程中,取得了一個個重大戰(zhàn)略突破,改寫了一次次“不可能”,從高度、深度、難度、速度、精度等不同維度,鐫刻下向地球深部進軍的坐標。

  有一種高度叫央企擔當。為了打造能源安全新高地,“端牢能源飯碗”,行使“頂梁柱”式擔當,中國石化胸懷“國之大者”,在“死亡之海”“勘探禁區(qū)”向深層、超深層油氣開戰(zhàn),通過積極探索,在深層、超深層油氣富集機理,高效勘探開發(fā)基礎理論和關鍵技術(shù)等方面取得重大突破,完成了超深層油氣勘探壯舉。

  有一種深度叫“亞洲最深”。順北56X井打出地下9300米,深油氣井平均深度是全國之最,定向井最深9300米,刷新亞洲最深紀錄。該井打到8000多米深的時候,為了能讓穿越更多的油氣層,人為讓它變成水平段??蒲袌F隊通過優(yōu)化鉆井軌跡,實現(xiàn)一井多靶,用此方式鉆探的14口井都是高產(chǎn)井,其中千噸勘探井5口,千噸開發(fā)井4口。

  有一種難度叫“世界難題”。順北地區(qū)面臨超深、超高溫、超高壓、垮塌,且多因素疊加共存,鉆井工程屬于世界級難題。鉆達油氣層要邁過“噴、漏、卡、塌、毒、硬、斜”等多道關隘。加之超深、超高壓、超高溫“三高”難題,200多度的高溫 堅硬的鉆井工具在8000米下猶如面條一般柔軟。還要承受120兆帕的壓力,就好像指甲蓋大小的面積上,站了12頭8噸重的大象。中國石化挑戰(zhàn)“生命禁區(qū)”,推進超深復雜井關鍵核心技術(shù)攻關,憑借超常毅力、創(chuàng)新理論、高超技術(shù)、先進設備,成功鉆出并建產(chǎn)61口超深井,一個重要接替層系和嶄新勘探領域被揭開神秘面紗。

  有一種速度叫西北速度。因打出地下9300米榮膺“深地一號”的順北56X井,打井僅用了285天時間。順北42X井在鉆井過程中實施物理化學耦合防塌、超深高溫定向鉆井等技術(shù),攻克“三超”難題,較之過去鉆井技術(shù)提效15%,使得該井提前36天完鉆,經(jīng)開井測試,試獲日產(chǎn)油氣當量超千噸。通過加強鉆井工藝技術(shù)攻關,加快產(chǎn)能建設方案編制和井位部署工作和一體化運行,鉆井周期縮短率超過50%,實現(xiàn)了鉆井由“打不成”到 “打得快、打得準、打得好”的跨越。

  有一種精度叫“國際領先”。在深部勘探方面的國際領先性體現(xiàn)在兩個方面,一方面,深埋于地下的斷裂無法直觀觀察,創(chuàng)新形成超深層儲層立體成像技術(shù)和縫洞體精細雕刻技術(shù),通過類似給地球做CT掃描地震勘探方法來實現(xiàn)斷裂的識別。別一方面,地震勘探方法分辨率有限,目前國內(nèi)外垂向上的分辨率為80米、縱向分辨為30米,他們將其提升一倍,垂向、縱向分辨率達到40米和15米,甚至一口鉆井在7600米的地下精準地預測到了一個9米的縫洞。石油理論方面,豐富了石油地質(zhì)理論,首次把盆內(nèi)斷裂帶作為直接勘探對象,實現(xiàn)構(gòu)造低洼區(qū)找油氣重大突破;項目支撐、引領大沙漠區(qū)、超深復雜斷控縫洞型油藏高效勘探開發(fā),是目前世界陸上最深投入商業(yè)開發(fā)油氣田。先進技術(shù)方面,一是走滑斷裂物理模擬、野外調(diào)研、數(shù)值模擬三驗證技術(shù);二是超深層小尺度走滑斷裂地震成像技術(shù);三是小尺度走滑斷裂立體解析與建模技術(shù)。該技術(shù)在現(xiàn)場實際應用中共識別18條主干斷裂帶,其中五條斷裂帶已獲得突破,提交十億噸三級儲量。

【編輯:閆文陸】
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