碎屑巖：油氣舞臺新主角

○ 文／本刊實習記者 許 諾 / 王 軍

●走遍千溝萬壑，只為找尋碎屑巖油氣藏。 攝影/余 海

作為我國油氣勘探開發的新主角，碎屑巖占到了油氣藏總量的90%。要實現其高效開發，關鍵在于合理注采井網的選擇、超低滲儲層的有效改造、有效壓力驅替系統的建立以及精細注水。

特邀嘉賓（排名不分先后）

西北油田分公司勘探開發研究院總地質師 …………………………………黃詠梅

勝利油田高級專家 …………………………………………………………… 王 軍

長慶油田超低滲第二項目部生產技術科科長 ………………………………王明瑜

碎屑巖油氣藏正在成為中國油氣勘探開發的主角。

中國石化西北油田勘探開發研究院總地質師黃詠梅介紹說，中國大陸和沿海大陸架擁有沉積巖面積670萬平方公里，在319個不同規模的盆地中已發現含油氣盆地24個，探明石油儲量190億噸，90%以上集中在中新生代陸相碎屑巖地層中，其中松遼盆地、渤海灣盆地、東海盆地和準噶爾盆地發現探明儲量超過億噸的特大型碎屑巖油田。實際上，已發現的石油儲量中，約有半數以上的石油和3/4 的天然氣儲存在碎屑巖中。

然而，目前在我國，碎屑巖油氣藏的開發剛剛起步。它的勘探現狀如何，開發時面臨哪些困難，創新了哪些理論與技術……這一切不僅關乎碎屑巖的有效開發，而且關乎未來中國油氣的穩產與供應。

直面優劣

中國石油石化：目前，中國碎屑巖油氣藏分布情況是什么樣的？與其他國家相比，中國碎屑巖油氣藏的優劣勢有哪些？

黃詠梅：中國的碎屑巖油田為陸相沉積油藏，主要為陸相湖盆河流—三角洲沉積體系，與世界上許多特大型海相碎屑巖油藏（如科威特布爾甘油田）相比，陸相沉積碎屑巖為近物源短距離搬運，儲層的礦物和結構成熟度較低，砂體連續性和平面非均質性嚴重，單井產能較低。

王軍：我國絕大多數大型、特大型油氣藏均發育分布在陸相碎屑巖儲集體中。

我國碎屑巖油氣藏的優勢是陸相斷陷盆地構造活動幅度大，沉積厚度大，含油氣層系多，以及成藏類型多樣，空間分布有規律。

我國碎屑巖油氣藏的劣勢是地質條件復雜。從地質的角度看，儲層主要是內陸河流、三角洲或沖積扇、扇三角洲的碎屑巖沉積。另外一個劣勢是開發條件差。

中國石油石化：目前，油田碎屑巖的勘探開發情況具體怎么樣？您認為，今后該油氣藏在公司上產增產陣營里會處于怎樣的位置？

黃詠梅：西北油田分公司在塔里木盆地登記采礦權面積14萬平方公里，截至2012年底，已探明碎屑巖油氣藏儲量13000多萬噸油氣當量，年產油量超過130萬噸，成為分公司增儲上產的重要陣地。

王明瑜：截至2011年底，鄂爾多斯盆地已探明碎屑巖油藏儲量7.5億噸，預計到2015年三級儲量達到17億噸以上。目前，鄂爾多斯盆地碎屑巖油藏年產油量已達到550萬噸，到2015年達到1230萬噸以上，將是長慶油田“實現5000萬噸、建設西部大慶”的主要上產通道之一，可成為中石油建設國際化能源公司、保障國家石油安全的一支重要生力軍。

新理論引路

中國石油石化：要實現碎屑巖油氣藏的有效勘探開發，有哪些關鍵環節？為此，應該采取哪些舉措？

黃詠梅：塔河碎屑巖油氣藏類型包括低幅構造底水油氣藏、巖性油氣藏、地層不整合油氣藏、斷塊油氣藏、高含凝析油的凝析氣藏等，具有多期次成藏、含油氣層系多、埋藏深、圈閉構造幅度低、地層溫度高、儲量規模小等特點，為典型的邊際油氣藏，勘探開發難度大。開發好此類油氣藏，首先做好油藏評價工作。

王 軍：在地質研究方面，要開展精細地質研究。針對不同類型碎屑巖油藏，勝利油田攻關形成了精細儲層對比、三維構造解釋、精細儲層反演等精細油藏描述系列，特別是在碎屑巖儲層微觀特征描述、砂礫巖儲層評價等研究方面形成具有特色的描述技術。

在油藏工程研究方面，我們采取的主要措施如下：確保基礎資料的準確、完整；通過精細地質研究，建立完善的靜態地質模型；準確描述油藏滲流規律和剩余油分布特征；利用多信息綜合應用技術和全程質量控制方法，保證數值模擬的準確性。

在開發策略方面，對于中高滲整裝砂巖油藏，首先縱向上要充分減少層間矛盾，減緩層間干擾；平面上根據砂體的平面展布，部署合理的井網；為了抑制底層虧空過大，需要補充地層能量；合理發揮各類油層的最大生產能力。對于中高滲斷塊，開發重點工作是縱向上合理優化組合層系，最大程度的減緩層間干擾，平面上優化完善注采井網，盡可能的實現均衡和水驅，實現高效的儲量控制、水驅動用。

對于低滲透、特低滲透油藏，必須進一步深入開展滲流機理研究、地應力場與裂縫分布規律研究，探索水平井技術、整體大型壓裂、能量補充方式、油層保護等低滲透油藏配套開發技術的應用，注重工藝應用的整體性、集成性，加快單項技術向多項集成優化發展，提高方案優化水平及單井產能，提高儲量動用率和最終采收率。

王明瑜：要實現碎屑巖油氣藏的高效開發關鍵在于明確碎屑巖油氣藏的滲流機理、選擇合理的注采井網、有效改造碎屑巖儲層、建立有效的壓力驅替系統以及精細注水。我們通過持續的開發試驗，確定了適應于碎屑巖油氣藏的菱形反九點井網，對儲層進行壓裂改造，擴大泄流面積，并通過超前注水、精細分層注水和精細注采調控逐步提高油藏的壓力保持水平，建立有效的壓力驅替系統，實現油藏的高效開發。

中國石油石化：在實施碎屑巖油氣藏開發的過程中，油田在加強基礎理論研究方面做出了哪些努力，提出哪些新理論、新方法，效果如何？

王 軍：在開發上，勝利形成了陸相水驅剩余油富集區、驅油劑加合增效、低滲透油藏滲流機理、稠油熱采非達西滲流四個主要理論成果。

創新發展了陸相水驅剩余油富集區理論，指導特高含水期開發調整。年均調整儲量規模由以前的0.4億噸增加到1.8億噸，老區年均提高采收率在0.3個百分點以上。創立驅油劑加合增效理論，實現新型化學驅油劑體系的突破。這種理論認識指導了新型驅油體系的研制，其中二元復合驅體系取得重大突破，覆蓋儲量1.03億噸，年增油占化學驅的50%，提高采收率10.2%。

深化認識低滲透油藏滲流機理，實現了低滲透油藏有效動用，研究建立了易流動區、擬流動區和不流動區的流態模式，提出了考慮啟動壓力的合理井距計算方法，有效指導了新老區產能建設，“十一五”期間比“十五”多動用儲量4366萬噸。

揭示了以“粘滲組合控制，油水差異滲流”為核心的稠油熱采非達西滲流機理，研發了基于“非達西滲流的稠油熱采軟件”，建立了不同類型稠油熱采油藏剩余油分布模式，配套集成了不同類型稠油油藏老區高效調整技術。“十一五”期間，實施稠油熱采老區加密、底水稠油油藏水平井調整共31個單元，覆蓋儲量1.59億噸，新鉆油井592口，新增產能142萬噸，新增可采儲量1140萬噸，提高采收率7.29%。

王明瑜：一是完善了超低滲儲層滲流理論；二是探索了超前注水區地應力場變化規律；三是深化了壓裂液微觀傷害機理研究。這些基礎研究為超低滲油藏的開發奠定了基礎。

實際上，已發現的石油儲量中，約有半數以上的石油和3/4 的天然氣儲存在碎屑巖中。

新技術領跑

中國石油石化：各位所在油田在碎屑巖油氣藏開發的哪些方面取得了重大技術創新，形成了哪些領先的特色技術？

黃詠梅：為了解決由于埋藏深、速度變化快，造成地震預測解釋難度大等問題，近年來西北油田加強了“構造精細成圖、斷層精確落實，地震屬性刻畫砂體展布、預測含油氣性”等方面研究，創新發展了基于圈閉的振幅直接找油技術，即振幅特征異常與構造圈閉形態匹配，為含油氣較可靠地區；提頻處理和振幅屬性、平均瞬時相位、地震結構特征多屬性技術刻畫巖性邊界。2007年以來，落實17個含油氣區塊( 32個油氣藏)，增加石油儲量2400多萬噸。

其次，形成整體以水平井動用為主的稀井網高產開發技術，包括水平井的設計、鉆井、完井技術，井距300~450米，完鉆了第一口超深層雙分支水平井。塔河碎屑巖72%的油井井型為水平井，平均單井日產能力50多噸，為直井的1.65倍。

再次，完善了碎屑巖油藏水平井整體優化開發技術，包括精細油藏描述，水平井動態監測、水淹特征分析、綜合治理技術，特別是發展了水平井的找堵水技術。研究結果表明，塔河碎屑巖水平井段滲透率級差為4倍時，只有高滲段供液并見水，低滲透段未動用；出水類型為物性差異出水型、飽和度差異出水型、復合出水型；根據水平井采出狀況和不同出水類型，形成了碳酸鈣顆粒堵水、乳化油堵水、凍膠堵水、復合堵水、選擇性射孔堵水等工藝系列，碎屑巖油藏采收率達到40%。

王 軍：精細油藏描述技術夯實了油田提高采收率地質基礎。攻關形成的精細油藏描述技術，可識別斷距小于10米的斷層，儲層劃分也由小層精細到1~2米的韻律段，可識別出0.25米厚度的層內夾層，可描述出寬度僅為50~100米的單一窄河道。

化學驅已成為大幅度提高采收率的“撒手锏”技術。針對苛刻的油藏條件，攻克了高溫高鹽、污水配注、常規老井網和特高含水等難題，實施單元的地層溫度達到80℃、地層水礦化度達到每升30000毫克，突破了原來含水90%實施化學驅的含水階段，實施單元含水達到了97%，形成了Ⅰ、Ⅱ類油藏聚合物驅技術和二元復合驅技術。

灘淺海開發配套技術實現了海上油田的有效開發。創新了少井條件下測井約束地震反演技術，鉆井成功率100%、儲層符合率93%以上，創建“簡易衛星平臺+中心平臺+陸地終端”的半海半陸模式，建成了我國第一個200萬噸級極淺海埕島油田，2012年產量達318萬噸。

王明瑜：在長期實踐過程中，我們形成了儲層快速評價技術、有效驅替系統優化技術、地面優化簡化技術、低成本鉆采配套技術、水平井開發技術、分層注水技術、體積壓裂改造技術；建成了中石油首個20萬噸的水平井規模開發示范區。

中國石油石化：在碎屑巖油氣藏開發中，貴油田是否借鑒了國外的相關經驗，具體是什么？

王 軍：在地質研究上，通過引進、消化、吸收國外先進技術，目前已經廣泛應用成像測井、地應力測定和地質建模等技術，研究儲層裂縫特征和預測儲層裂縫分布和利用核磁共振新技術表征儲層發育特征，提高儲層解釋的精確度。

從開發方式上，對于水驅油藏借鑒了國外油田特別是前蘇聯的開發經驗，部署面積井網，實施注水開發，有效補充地層能量。從油藏工程研究上，借鑒了以數值模擬為主體的油藏工程研究方式；引進了國際主流的地質建模與數值模擬軟件；發展了地質建模與油藏數值模擬一體化研究的工作模式；形成了油藏工程、采油工藝與地面工程的一體化模擬研究方法。在試井解釋上，引進了國外的試井評價技術，開展試井測試與解釋分析評價，及時提供油氣藏動態滲流特征參數，為開發方案編制與調整提供決策依據。在開發模式上，針對勝利灘海陸岸邊際油田，引入“人工島+進海路”的海油陸采開發模式，實現了該類油田的高效開發。在復雜結構井應用上，通過借鑒國外致密砂巖長水平井段多級壓裂水平井開發技術等并發展整體高效水力壓裂技術實現對致密油藏的有效開發。

迎難而上

中國石油石化：貴油田在碎屑巖油氣藏的勘探開發主要面臨哪些問題，初步形成了哪些解決辦法？

黃詠梅：目前，塔河碎屑油氣藏勘探陣地向微幅構造、河道砂等油氣藏轉移，單個碎屑巖圈閉的規模越來越小，隱蔽性越來越強，對地震分辨率及解釋方法的挑戰越來越大，對地質物探結合的要求越來越高；老油田進入高含水開發階段，進一步提高采收率遇到極大挑戰。

為此，我們下步重點工作是開展地震沉積學研究，深入分析地震屬性異常與沉積相、巖性圈閉的關系，加強巖性圈閉的落實評價工作；開展目標處理，加強靜校正研究，建立準確近地表模型，落實微幅度構造，積極拓展增儲上產陣地。同時開展改善水驅，注氣驅、化學驅、聚合物驅等進一步提高采收率。

王軍：勝利油田新區低品位儲量比例大幅上升。“九五”以來，勝利油田新增探明儲量中低滲透、稠油、灘淺海儲量規模及比例逐年加大，其中低滲透油藏比例大幅增加。相應的新區產能建設陣地也主要以深層特低滲、特超稠油、低豐度灘淺海等低品位油藏為主。單位投入增加、開發成本升高，技術要求高，難度加大。

老區開發處于雙特高階段。2012年底，勝利東部陸上水驅油藏可采儲量采出程度達到86.0%，綜合含水91.3%，含水90%以上的油井已超過一半，單井產量低于1噸的油井占總井數的25%左右。

目前，油田 增儲上產存在諸多技術瓶頸。技術上，隨著油田勘探開發對象日趨復雜，制約油田穩定發展的一些關鍵技術，如砂礫巖油藏開發技術、深層特低滲提高采收率技術、稠油油藏熱化學驅、注聚后特高含水油藏大幅度提高采收率技術等尚未突破，而科研攻關的內在規律決定了技術研發不是一日之功，往往需要較長時間才能帶來一項技術的突破。

節能減排壓力大。能源企業是落實政府要求、降低碳排放量的主體，從油田來看，在綜合含水率達到90%多的情況下，每采1噸油就會采出9噸污水，油田要穩產就要多提液，液量越大污水越多。既要保證原油穩產，又要節能減排，油田面臨著穩產和環保的雙重壓力。

針對存在的制約因素，勝利油田結合不同類型油藏的特點，初步形成了相應的技術對策。比如，在整裝油藏方面，針對近極限含水期階段開發特征，深入開展近極限含水期滲流特征、矢量化調整技術等研究，提出了“重建體系、矢量開發、深度挖潛”的開發思路，最大程度實現一定經濟條件下的均衡驅替；在斷塊油藏領域，提出了“集成創新、立體開發、均衡水驅”的開發思路，實現平面、縱向上注采均衡，最大程度提高水驅動用程度，實現大幅度提高采收率的目標。

王明瑜：我們面臨的主要問題為：儲層具有“三低”特征，單井產量低；較特低滲油藏，巖性更致密、孔喉更細微、應力敏感性更強、物性更差，開發難度更大；地層壓力系數低，遞減幅度大；儲層微裂縫發育，對注水開發有一定的影響；部分井見效緩慢，地層壓力分布不均衡；油藏剖面矛盾突出，水驅儲量動用程度低。

為此，我們形成了初步的解決辦法。比如，穩產技術政策優化，提高油井初期產量，降低油藏遞減；采用超前注水開發，提高地層壓力保持水平；開展精細層內分層注水，提高水驅動用程度；開展注水井深部調剖，改造水驅效果；采用體積壓裂改造技術，擴大泄油面積，提高單井產量；采用水平井規模開發，提高單井產量，單井產量為定向井的4~6倍。

●出油那一刻的喜悅，抵消了員工付出的所有辛勞與汗水。 攝影/范 明