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百万产能:中国石化的顺北速度

2019-11-13 14:06
i能源
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秋分已过,塔克拉玛干沙漠仍旧是那仿佛永恒的沙海,丰富的色彩没有眷顾这里,炙烤般的温度已经逝去,流动的沙丘和伫立不倒的胡杨是中国石化顺北区块最为常见的风景。

塔里木盆地是我国最大的陆上含油盆地。顺北油气田位于盆地内塔克拉玛干沙漠的北缘,是西北油田发现并成功建设中国首个亿吨级碳酸盐岩大油气田——塔河油田之后,在塔里木盆地新区、新领域发现的新型油气田。

顺北油气田面积达1.99万平方公里,相当于1.2个北京市,储层平均深度超过7500米,最深达8600米,是世界上最深的油气藏之一,这里也成为了中国石化新的上产阵地。记者乘车行驶在顺北油气田广阔的沙漠里,一望无际的黄沙浩瀚无际,不知埋藏着多少鲜为人知的矿藏与故事。

“顺北油气田的地质结构极其复杂,具有埋藏深、岩石强度大、易漏失易垮蹋、超深定向困难的特点,钻井作业呈现‘深、漏、塌、慢、长’等多种难题,没有成熟的经验可以借鉴。”西北油田分公司工程技术研究院副院长翟科军向记者介绍道。塔里木的气候对于油气开采来讲不过是初步的考验,地下的宝藏同样不会轻易获得。

超深井的背后

1978年,中国石化走进新疆,塔里木盆地成为老一辈石油人会战的阵地。从实现海相碳酸盐岩油藏突破的沙参二井到发现塔河油田的功勋井沙48井,再到曾经的亚洲第一深井塔深一井,虽然预期的目的层系不同,但井位所处的地质结构基本相同,钻井技术也一脉相承。

四十年的发展,西北油田的钻井工程技术自成系统,在塔河油田、碳酸盐岩老井侧钻等方面适用性非常高,可谓为塔里木盆地的地质结构量身打造。然而,从2013年开始进驻开发的顺北区块,将这一范式彻底打破。

超深井钻井技术如何突破,成为了西北油田勘探开发顺北油气田的最大难题。塔河油田平均钻井深度为6000米,顺北特深油气田达到了7800米。后续钻井实践证明,顺北的油藏埋深都在7500米以上,已完成的最深钻井深度达到了8588米,这是世界上最深的油气田之一。

西北油田分公司工程技术研究院钻井所所长李双贵告诉记者:“打井打到6000米时,常规技术还可以应用,但到了7000米甚至8000多米时,常规技术和认识就受到颠覆,这让我们重新认识地层。”

其次,顺北区块的地质结构与塔河油田完全不同。据顺北区块负责人介绍,塔河油田为岩溶缝洞型油气藏,顺北特深油气田为特深层断溶体油气藏。过路地层和储层内幕均表现为更加复杂,尤其是二叠系、志留系等多套易漏易塌地层共存,二叠系火成岩厚度达到450米至680米。加上奥陶系地层高温、高压、高含硫,工程施工难度国内罕见。

顺北1井是部署在顺北的第1口预探井。尽管已为侵入体做了相关的井身结构设计,但在实钻过程中,四开钻进因志留系承压能力低,侵入体坍塌应力大,难以兼顾,被迫采用了备用方案。经过461天的钻井周期,顺北1井顺利完钻,然而这一成绩相比塔河油田60-70天的周期实在不容乐观。

“顺北油气埋藏超深,钻井成本较高,该区块要实现规模效益开发,必须进行深度攻关研究,缩短钻井周期,大幅度降低钻井成本。”西北油田分公司副总工程师何伟国向记者表示。

对于油田企业来讲,保证效益是生存必需的要素,特别是在油价不乐观的情况下尤其重要,再有潜力的区块也不能“赔钱赚吆喝”。

面对七八千米埋深的油气藏,既要有“找得到”的本事,也要有“拿到手”的本事。为此,西北油田与多家国内石油工程研究机构、高校联合开展专题研究,为顺北油气田勘探开发建设进行充分的工程技术储备。

几年间,他们掌握了侵入岩井壁稳定的主控因素,并制定优化低密度钻井液的技术措施。优选聚合物凝胶、竹纤维等堵漏材料,形成随钻封堵防漏配方。改变传统PDC钻头破岩方式,创新尖齿与圆齿相结合的破岩工艺,研发出“尖圆齿PDC钻头”,并首创采用“混合钻头+高效螺杆”钻井技术。

新技术的综合应用有力推动了顺北油气田建设提速。顺北的钻井周期由三年打两口井缩短至一年打两口井,含火成岩等侵入体的井钻井周期由顺北1井的461天降至173天,无侵入体井的钻井周期缩短至162天。

通过持续技术创新,形成了顺北超深井优快钻井技术系列,有力推动了钻井提速提效。目前,这些技术在顺北应用后,机械钻速由4.01米/小时提高至7.84米/小时,提高率95.5%,钻井周期由332.45天缩短至149天,缩短率55.2%。

新技术应用也多次刷新多项亚洲、国内工程纪录。2018年9月完钻的顺北蓬1井,以8456米的取芯深度创下当时亚洲陆上钻井井深、录井、电成像测井、常规测井、完井、取芯的最深纪录,并在四开固井创下177.8毫米尾管下入8350米亚洲最深纪录。

顺北5-5H井创120.65毫米井眼亚洲最深8520米水平井钻井记录,顺北鹰1井创149.2毫米井眼亚洲最深8588米水平井钻井记录,相当于珠穆朗玛峰的高度。

顺北油气田还成功创造8项国内套管下深最深纪录,其中包括国内最深定向井顺北鹰1井创造的国内244.5毫米套管下入最深(7614.62米)、最重(580.8吨)记录。这一系列成绩的背后,正是西北石油人凭借不断的实践与科技创新,一步步克服塔里木盆地给他们的难题的过程。这同样标志着中国石化西北油田已掌握世界先进的超深井钻井技术,为我国探索超深层油气提供了重要的技术储备。

百万吨产能的速度

顺北油气田的发现,是西北油田发展史上继沙参二井突破和塔河油田开发之后的第三个里程碑。早在2016年,中国石化便宣布在塔里木盆地顺北油田勘探取得重大突破。

按照勘探开发规划,2019年建成百万吨产能阵地,生产原油86万吨、天然气3.45亿方,到2025年顺北油气田原油产量快速提升至210万吨以上、天然气突破18亿方,并保持上升势头。

在能源安全问题愈发得到重视,上游勘探开发力度越发重要的当下,顺北区块的潜力正在被逐步开发。

为了加快顺北油气田开发,西北油田在原顺北油气管理部的基础上,于今年4月份成立了新型体制的采油四厂。目前,该厂以52名员工总数和3个虚拟管理中心、3个油藏经营管理区、6个专业化支撑团队为架构的高效管理模式已组建完成,快速进入了百万吨油气田的运行管理中。

2019年是顺北区块推进100万吨产能建设攻坚之年。年初,西北油田在此部署新井23口,目前完钻15口,新增产能30万吨。7月23日,顺北三区首口探井顺北53X井获高产工业油气流,进一步证实北塔里木盆地古生界碳酸盐岩整体含油,为建成100万吨产能打牢资源阵地。8月9日,新井顺北1-19H井酸化后获高产油气流,日产原油100余吨、天然气7.8万立方米,产能进一步提升。

10月13日,西北油田顺北区块生产原油2165吨、天然气85万立方米,油气当量达3000吨以上,顺北区块年油气产能达100万吨规模。

自2016年开发以来,各项配套建设齐头并进,效益开发稳步推进,2018年修建的顺北油田主干道打通了沙漠原油外运的“黄金大道”,目前每天有60多辆罐车昼夜不停进行原油拉运,扩建的顺北1处理站年处理能力仍在进一步升级,确保了跃进区块硬稳定、顺北区块稳上产。

记者从采油四厂负责人了解到,预计2019年底将会建成通往最近站点的运输管道,届时原油的对外运输能力将会逐渐匹配提升的产能。

“全力推进顺北特深油气田‘一字号’工程建设,在2019年建成百万吨产能阵地后,2021年目标建成200万吨产能阵地。”何伟国对顺北区块的潜力和开发持乐观的态度,同时也期待西北石油人打造更好更快的“顺北速度”。

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