○ 文/董旭霞
蘇53-4:可復制的典范
○ 文/董旭霞
共有38口水平井的蘇53-4區塊,是蘇里格氣田第一個水平井整體開發區塊。按常規開發模式,該區塊大約需要300口井才能達到同等開發效果。其開發經驗正被復制到其他區塊。
春節后上班的第一天,陽光暖暖地照在蘇里格53-78-40H井場,天然氣從井底汩汩涌出,以每天16.9萬立方米的速度通過管道傳輸匯入陜京管線,溫暖著京津地區的千家萬戶。
在方圓124公里的蘇53-4區塊,像蘇53-78-40H井一樣的水平井共有38口,造就了蘇里格氣田第一個水平井整體開發區塊。按常規開發模式,這種區塊大約需要300口井才能達到同等開發效果。在2011年底召開的中國石油第七屆天然氣年會上,與會高層領導對此這樣評價:“發揮集團公司整體優勢的典范,地質與工程結合的典范,規模開發的典范,效益開發的典范!”
蘇里格氣田是已探明的世界級整裝大氣田,卻一度是一塊啃不動的“硬骨頭”。原因在于,鄂爾多斯盆地屬于特有的辮狀河流相沉積體系,儲層之間不連通或連通性極差,為找準儲層帶來了極大困難。低滲透率也是蘇里格氣田儲量難動用的主要原因之一。國際石油界用毫達西作為反映滲透率的基本單位。通常,滲透率小于50毫達西的油氣田被稱為低滲透油氣田,滲透率低于1毫達西被稱為超低滲油氣田,而蘇里格氣田的儲層滲透率就小于1毫達西,被業內人士稱為“磨刀石”。
所有這些特性,為蘇里格氣田開發設置了重重障礙。作為低壓、低滲、低孔和低豐度的蘇里格氣田,如何實現經濟有效開發一度成為世界級難題。盡管水平井開發可以達到少井高產、充分動用儲量的理想效果,但一系列難以破解的問題讓一批批開發者對蘇里格水平井開發望而卻步。2005年以前,奮戰在這里的科技工作者采用水平井、欠平衡鉆井和空氣鉆井等技術,最終都沒有收到令人滿意的效果。
2006年初,參與蘇里格氣田合作開發的長城鉆探率先在此開始了水平井開發試驗。盡管在這之前長城鉆探已擁有成熟的水平井開發技術,但在蘇里格地區集成應用這一技術依然遇到了嚴峻挑戰。
為油氣打井,為效益施工——早在合作之初,長城鉆探就明確定位,主動為甲方增儲上產擔當先鋒。在這樣的條件下,長城鉆探率先挑戰這一世界級開發難題,為蘇里格氣田開發方式轉變做“第一個吃螃蟹的人”。
長期以來,蘇里格氣田單井成本高、控制儲量少、產量遞減快,只能采用“多井低產”的模式開發。水平井加壓裂技術,則被認為是開發這一難動用儲量的“撒手锏”。2006年開始,長城鉆探科研人員歷時3年,開展3次重要階段試驗。
第一期試驗是圍繞水平井自然產能試驗展開的。開發蘇里格氣田最基礎和關鍵的一步,就是前期的地質研究。基于對蘇10區塊的再認識,長城鉆探采用有效儲層分布預測、井位優選和地質導向等優勢技術,打破了“蘇里格開發井沒有自然產能”這一咒語。2007年投產的蘇10-28-37井,射孔后實現自噴,3毫米油嘴日產氣2.2萬立方米。這次試驗印證了該地區具備水平井開發的前提條件。
第二期試驗是探索水平井段壓裂改造技術。就是通過特殊工藝靠外力對致密巖層采取人工裂縫的辦法,擴大氣藏的裸露面積,從而提高水平井產量。這是蘇里格低滲氣藏開發的核心技術之一,也是亟待解決的問題之一。為探索水平井段壓裂改造技術,2008年8月,長城鉆探在引進長慶油田水力噴射壓裂技術基礎上,又引進了國外水平井裸眼分段壓裂技術,對蘇10-31-48H井分4段壓裂改造,投產后日產氣10萬立方米。至此,蘇里格氣田首口水平井分段壓裂試驗取得重大突破。
雖然見到曙光,水平井單井產量得到大幅度提高,但長城鉆探仍然面臨一個重要問題:由于開發中鉆井周期過長,導致建井投資過大,同樣影響著經濟有效開發。2009年,長城鉆探科技工作者有針對性開展了水平井鉆完井技術集成研究,強化生產組織管理,著重解決影響鉆井提速的瓶頸問題,這僅是第三期試驗。通過強化地質研究,提高儲層認識精度;優化鉆井液體系,防止泥巖掉塊垮塌;優選與地層匹配的PDC鉆頭,提高機械鉆速;加強現場生產管理,減少非生產時間。2009年蘇10區塊完鉆4口水平井,鉆井周期均控制在60天以內。

●長城鉆探用區塊水平井整體開發的模式,為蘇里格這片廣袤的沙漠帶來了勃勃生機。 攝影/李秉正
有人形容,在蘇里格開發天然氣,猶如沙子里面撿芝麻。蘇53區塊的開發就印證了這一點。從總面積2161平方公里的三個合作區塊中篩選出富集區——面積為124平方公里的蘇53-4井區,作為水平井整體開發區塊,長城鉆探科技人員付出的艱辛可見一斑。
成功破解水平井開發難題,長城鉆探獲得這樣的啟示:少井高產、少井高效也適用于蘇里格氣田其他區塊。而這是長城鉆探參與合作開發蘇10、蘇11、蘇53區塊過程中,地質認識不斷加深,工程技術不斷進步,開發思路不斷轉變的結晶。在這樣的背景下,長城鉆探開始了更具挑戰性的謀劃,蘇53-4區塊水平井整體開發方案出爐:建成10億立方米天然氣生產能力穩產10年。原來整體開發蘇53區塊需部署直井710口,階段采出程度為17%,換成水平井只需122口,階段采出程度達到60%。
2010年初,蘇53-4區塊正式投產,實際結果比預期的還要好。截至2011年12月底,蘇53-4區塊投產水平井38口,平均水平段長963米,有效儲層鉆遇率超過60%,平均單井日產氣8.2萬立方米,是普通直井的3~5倍。長城鉆探目前完鉆投產的38口井能夠實現10億立方米的產能目標。
為此,中國石油勘探與生產公司有關領導評價說:“對于專門從事油氣田開發的企業來說,長城鉆探是一面鏡子!”
誰也不曾料到,僅僅6年時間,蘇里格氣田會“長”出一片水平井,以區塊水平井整體開發的模式為這片廣褒的沙漠帶來勃勃生機。
如今,蘇53-4區塊已經建成了10億立方米產能——與長城鉆探先前開發的蘇10區塊的300口直井相當。從300口直井到38口水平井,井數的變化令人感慨萬千。
當年,蘇里格氣田豐厚的儲量與難以開發的現狀形成了一對矛盾。這讓參與合作開發的各個項目部顧慮重重。
在一片質疑聲中,長城鉆探工程公司總經理張鳳山認為,蘇里格項目可以通過合作形式進入能源開發領域,在嘗試新領域、新業務的同時,用自己的生產能力建井、建站、建裝置、建基地,形成100%的有效資產和生產能力,走出既有內涵又有外延的發展道路,這才是真正意義的總承包。
這是一場以科技創新為主導,轉變發展方式的深刻變革。合作開發既是挑戰,又是一次難得的機遇。在初期前景并不明朗的情況下,長城鉆探自覺并主動地擔當起合作開發的先鋒。難能可貴的是,蘇53-4區塊水平井整體開發,為蘇里格氣田高效開發探索出的新路,成為長城鉆探諸多亮點工作的點睛之筆。
兩年來,長城鉆探根據蘇里格氣田特征,形成長城鉆探獨有的經驗和方法。從直井到叢式井,再到水平井,長城鉆探帶來的不僅是開發方式的轉變,而且是在蘇里格合作開發隊伍中掀起了一場“思維風暴”。后者,引領蘇里格氣田實現了跨越式發展。
兩年來,長城鉆探破解蘇里格水平井一系列的施工難題,水平井整體技術實力得到進一步提升,為長城鉆探打造水平井技術核心競爭力提供了舞臺。
兩年來,長城鉆探摸索出一套適合蘇里格氣田水平井生產的高效管理模式。截至1月8日,蘇53-4區塊日產量穩定在311萬立方米以上。目前,長城鉆探蘇53-4區塊水平井整體開發經驗正被成功復制到合作開發的其他區塊。