老油田效益增储对策
——以大港油田为例
2019-01-07周立宏
周立宏
( 中国石油大港油田公司 )
大港油田勘探开发建设始于1964年1月,累计探明石油地质储量12.87×108t,探明率为48.6%;现有22个油气田,32个开发区,原油年生产能力保持在400×104t左右。大港油田历经53年勘探开发,目前已进入“三高”阶段,即勘探程度高,可采储量采出程度高,综合含水高,是典型的老油田[1-3]。2014年以来,油价持续走低,与“三高”矛盾叠加,大港油田产量和效益呈现下滑趋势,降低综合成本、增加可采储量、稳定油田产量、提升整体效益成为急需解决的难题。为此,本文立足于大港油田勘探开发实际,提出老油田效益增储对策,为老油田提升效益、走出困境探索了新途径。
1 问题的提出
1.1 效益增储面临的挑战
大港油田历经53年勘探开发,增储面临诸多挑战,主要体现在以下4个方面:
(1)井位确定难。大港油田探井密度为0.28口/km²,是典型的高勘探程度区[4]。特别是大港油田老探区的探井密度大于1口/km²,俗称“筛子眼”探区,新定一口井,需查阅上百口老井井史;新找一个块,需研究邻区多个块资料,井位研究工作量及难度倍增。
(2)储量新增难。“十二五”期间,大港油田新增石油探明地质储量1.1×108t,新增探明储量来自161个区块,平均单块增储仅有68×104t,其中含油面积小于1km²的有138块,占总区块85.7%,多数区块以“小数点”方式增储(含油面积一般小于1km²),“一口井就能探明一个块,十个块也难增储千万吨”是老油田增储难的真实写照。
(3)储量升级难。“十二五”期间,大港油田在新区实现了规模增储,但由于新增储量大都具有埋藏深、物性差、自然产量低的特点,多数储量不能实现效益升级,预测储量升级率为46%,控制储量升级率为22%。新增探明储量中,来源于控制、预测升级的占23%,来源于滚动增储的占77%,大部分探明储量任务都通过当年新找区块来完成,这就意味着需要更多的工作量和投资投入。
(4)储量动用难。老油田新增探明储量具有“小而散”的特点[4-8],规模动用难的问题突出,截至2014年底,大港油田新增石油探明地质储量12.39×108t,储量动用率为72.7%,未动用储量高达3.46×108t。部分储量进行核销处理,纳入当年费用化中,拉低公司利润。同时,新增储量通过新建产能转换为产量,一般周期超过5年,储量不能及时转换成产量,变成收入,投资回收期长、收益率低,增储效益变差。
1.2 效益增储潜力分析
依据第四次资源评价结果,大港油田石油总资源量为26.5×108t,天然气总资源量为5610×108m³。截至2017年底,累计探明石油地质储量12.87×108t,探明率为48.6%;探明天然气地质储量735×108m³,探明率仅为13%;剩余石油资源量近14×108t,剩余天然气资源量近5000×108m³,其中老区剩余石油资源量为4×108t、剩余天然气资源量为1000×108m³,丰富的剩余资源蕴含着较大的勘探潜力。
大港油田老区位于富油气区带,油层埋藏浅、资源品位高,有着优质的资源基础。通过理论创新、观念创新、技术创新,近两年在老区仍实现藏内找藏、藏下找藏、藏边找藏,发现新的高效增储区[9-10]。通过管理创新,盘活老区资源,挖掘增效潜力,加之完善的配套设施,实现降本增效潜力大。“老区不老、小块不小”,老区仍具有较大的发展潜力、较强的发展后劲,仍然是效益勘探的主战场。
2 大港油田效益增储实践
大港油田增储以效益为导向,坚持“不可动不探明,无效益不升级”的原则,通过理论创新、理念创新、技术创新和管理创新,积极寻找规模效益储量,加快储量升级动用,新增储量实现“四个当年”(当年发现、当年增储、当年建产、当年增油)。
构建大港油田效益增储新模式(图1),以效益增储为中心,以增储、增效为抓手,以创新为动力,以精细为手段,利用新资料、建立新模式、预探新领域、攻关新技术,实现油田外围新区块、油田上下新层系和油田内部新目标增储。创新管理模式,探索增储建产一体化[11]、新区老区一体化、地质工程一体化等增效新途径,实现控投降本、提质增效。
2.1 油田外围新区块效益增储
老油田的油水边界已经明确,老油田外围找新区块,重要的是突破油水边界束缚。大港油田勘探实践证实,利用新的地震资料,结合新井动态,建立新模式,寻找两类目标,断裂带发现新断块油藏,斜坡区发现岩性—地层油藏。大港油田外围新区块效益增储有两个方向:一是向油田高部位延伸,寻找以前没能发现的新断块和没能认识到的地层圈闭,实现“油上找油”(在构造上倾方向找油)。二是构建新的成藏模式,向油水界面下倾方向(油藏低部位)拓展,落实新的构造—岩性圈闭,寻找以前不敢勘探的区块,实现“油下找油”(在构造下倾方向找油)。
2.1.1 利用新资料,红湖油田高部位形成高效增储建产区
图1 大港油田效益增储模式
大港油田老区红湖油田已发现了G172等构造油藏为主的4个高效开发区块,上报石油探明地质储量2460×104t,年产油3×104t。2015年,开展了针对非宽方位资料OVT域处理技术研究,提高了叠前道集的信噪比,Q层析与Q偏移处理技术提高了地震资料分辨率,取得较好效果,新处理资料保真保幅性强,地层接触关系清楚,分辨率得到有效提高,特别是低频端由9Hz扩展到4Hz,提高了5Hz,不整合面及其上下部超覆、削截点清楚可靠,资料品质明显提升,建成高分辨率数据体。依托高分辨率目标处理资料,有效识别出10~15m砂体(老资料识别20~30m砂体)(图2a),精确解释出超剥点和岩性变化点(图2b),首次明确沙二段(主力开发层)与上覆、下伏地层呈“顶剥—底超—顶剥”接触关系,以不整合为重点研究对象,划分不整合类型、模拟不整合成因、构建不整合结构模式,精细刻画出地层超覆带、地层剥蚀带,在红湖油田高部位新发现地层—岩性圈闭带。为此,勘探思路由构造油气藏转向岩性—地层油气藏,按照层勘探方法,细分5级层序,开展分砂组目标评价,整体部署9口井位,X1602井等7口井获得高产工业油流,其中X1603井获得百吨高产,实现了“油上找油”。对处于“小数点”勘探阶段的老区,在红湖油田(面积11.67km²)的构造上倾方向发现大于6km²的整装圈闭,钻探获得成功,新增探明储量200×104t,新建产能5×104t,实现规模增储,建成高效产能区,是近年来大港油田效益增储的一大亮点,诠释了“老区不老、小块不小”的理念。
图2 红湖油田高部位三维地震解释剖面
2.1.2 创新成藏模式,板东油田低部位形成2000×104t级效益增储区
大港油田板桥斜坡东翼(板东油田)于20世纪80年代,按照断块油气藏勘探方法,在构造高部位建成油气生产区。90年代,为扩大勘探成果,向构造低部位拓展,部署实施的BS80井等多口探井试油出水,相继失利。总结失利原因,认为该区油气充满程度不高,构造低部位以水层为主,勘探潜力小,处于停滞状态。
2015年,按照斜坡区岩性油气藏的勘探方法,增储的方向由构造油藏转向岩性油气藏,圈闭落实的重点由构造解释转向储层预测。为此,利用地震沉积学、相控反演、多属性融合等技术,精细砂体带刻画,板4油组在板东油田低部位新发现3个砂体带,落实了15个构造—岩性圈闭(图3)。按照“富油气凹陷内每一个岩性变化带就是一个油气聚集带”的部署思路[12-14],构建“断裂复杂化斜坡+远岸水下扇砂体+优质烃源岩+垂向运移体系”四元耦合的成藏新模式,BS41X1井获得百吨高产,针对3个砂体带,整体部署4口探井,均获得成功,新增三级储量超2000×104t。四元耦合成藏模式突破了原构造油藏边界的限制,修正了下倾方向以水层为主的老认识,实现了“油下找油”。
图3 板东油田勘探部署图
2.1.3 增储建产一体化,新区块减少勘探投资
在大港油田老区外围勘探中,创新项目管理,提出增储建产一体化管理模式,打破勘探开发传统的“接力棒”模式,在新增储量和产能建设中,推行同步编制井位部署方案、同步确定资料录取方案、同步优化试油试采方案,避免人力、物力、财力重复投入,提升增储建产效益。通过两年实施,探井成功率超过65%,储量动用率超过90%,产能到位率超过70%,产能贡献率超过85%,按阶梯油价进行经济评价,内部收益率在20%以上。
(1)同步编制井位部署方案。在增储方案中纳入产能井,共同认识油藏、控制储量规模,提高井控程度。在建产方案中将预探井、评价井均纳入开发井网,共同承担产油产气注水任务,加快储量升级动用,缩短储产转换期。
(2)同步确定资料录取方案。整体研究确定预探井、评价井和产能井录取资料方案,在确保资料录取要求的前提下,优化录井井段、测井系列及取心设计,实现资料录取互补,近两年减少投资800万元。
(3)同步优化试油试采方案。在增储建产方案一体化部署确定后,根据基础研究、储量申报和产能建设等需要,编制预探井、评价井、产能井试油试采一体化方案,既实现对油层的整体认识,又为开发方案编制提供详实的油藏参数,减少预探井、评价井试油层数,避免重复投资。通过方案同步编制,近两年少实施评价井和产能井8口井数,减少试油20层,节约投资1.6亿元以上。
2.2 油田上下新层系效益增储
大港油田经历53年勘探开发,绝大多数埋深浅于4000m的层系的钻井密度大于0.1口/km²,属于高勘探程度的层系。本文提出的老油田新层系,并不是新发现的层系,而是指在出油井点少、已发现储量少的层系,通过转变观念、创新认识,发现了新的突破井,实现了规模增储的层系。老油田找新层系一是针对埋藏浅、钻井多、增储少的高勘探程度层系,通过转变发现少、增储少就意味着潜力小的观念,改变过路(非主力的过路层)不过问的做法,纠正认识不到位、不深入的偏差,坚持富油气区全层系含油的理念,重新评价勘探潜力,构建新的成藏模式,老层新探,实现规模效益增储。二是针对埋藏较深、钻井少、增储少的低勘探程度层系,通过新老区结合,利用开发调整井加深预探,减少钻井进尺,实现规模效益增储。
2.2.1 老层新探,滨海断鼻沙一上亚段实现千万吨高效增储
大港油田滨海断鼻历经50余年勘探,钻井密度为1.25口/km²,为高勘探程度老区,已揭示11套含油气层系,埋藏由浅到深依次为明化镇组、馆陶组、东营组、沙一段(沙一上、沙一中、沙一下)等。中浅层以明化镇—东营组为主力生产层系,深层以沙一下亚段为主力生产层系,夹持在两个主力生产层之间的沙一上亚段,钻井多、储量少,具有较大的勘探潜力。
坚持“老区不老”的理念,把沙一上亚段作为老层新探的试验场,列为老区效益增储的重点层。以往沙一上亚段受“储层不发育”的观念束缚,导致勘探重视不够。2017年,把储层研究作为重点工作,构建“多支重力流水道砂体近北东向呈带状展布,砂岩叠置尖灭”的沉积模式,落实3支重力流水道主砂体,砂岩厚度大(20~50m)、物性好(孔隙度12%~29%、渗透率0.12~4.3mD),改变了“沙一上储层泥质含量高储层不发育”的老观念。构建“断砂组合成藏”新模式,明确了“南北向砂体与北东向油源断裂配置,联合控藏”的成藏规律,新发现东部、中部、西部3个含油气带(图4)。部署实施探井5口,其中G17104井获得超200m³的高产工业油气流,形成一个千万吨级整装规模效益增储建产区。
2.2.2 新层预探,王官屯潜山二叠系形成2000×104t效益增储区
王官屯油田已发现中生界—沙一段共5套含油层系,累计探明石油地质储量超亿吨,1974年投入开发,目前年产油35.28×104t。王官屯潜山位于王官屯油田之下,1984年以奥陶系为主要目的层在构造低部位部署实施的G1井,钻探失利,因为潜山埋藏深[15-16],勘探成本高,近30年再未进行勘探。2011年部署实施的WG1井在奥陶系获得高产气流但硫化氢含量高,永久性封层。二叠系不含硫化氢,但产量偏低,导致整个潜山评价不高。
2016年坚持“老油田之下有新藏,老区下部是新区”的理念,开展潜山成山、成储、成藏规律研究,创建多层系潜山内幕油气成藏新模式,把不含硫化氢气体的二叠系作为重点勘探层系,兼探中生界,油气并举,部署实施G1601井,二叠系上、下石盒子组均获高产油流,实现了王官屯潜山新突破。整体部署实施4口井,目前3口井已揭示油气层,有望形成2000×104t级效益增储区。
图4 滨海断鼻沙一上亚段②砂组含油评价图
2.2.3 新区老区一体化,新层系勘探实现效益增储
富油凹陷整体具有复式聚油的特点,多层楼式含油是其基本特征。在已开发油层上下部寻找储量时,利用新增储量区(新区)和已开发油田(老区)叠合的优势,在井位研究和探井部署时,坚持“新老区相结合,新层系增储建产与老区开发调整一体化,实现高效增储建产”的做法,勘探开发协作,推行井位研究团队化、井位部署协同化,共同研究、共同讨论、共同优化增储上产整体方案。利用中浅层开发井加深预探新层系,按照“兼顾增储和上产、侧重上产”的原则,最大限度减少预探井尺,减少投资,实现高效增储建产。
井位研究团队化,整合勘探研究单位与油气生产单位跨专业、跨部门、跨系统的力量,形成以按项目为单元的临时攻关研究小组,实现井位研究“一股绳”。充分发挥机关管理部门协调管理优势、项目建设单位主体推动职责、油气生产单位属地优势和地方关系优势,形成井位部署实施的整合力量,实现井位部署协同实施。近两年通过与油田开发方案紧密结合,兼顾上产和增储,在大港油田王官屯地区累计优化5口油田开发产能井轨迹,新老区一体化,利用产能井加深预探新层系,实现少进尺增储(图5)。通过4口井的成功钻探,节约进尺9100m,减少勘探投入5000万元以上,新增石油探明储量500×104t以上,实现了新层系勘探效益增储。
2.3 油田内部新目标效益增储
大港油田构造破碎,储层横向变化、纵向叠置,油气水关系复杂,认识不可能一次到位,目标不可能一次找完,复杂孕育着潜力,油田内部仍然能找到高产井位、高效目标。老油田内部找新目标,关键是以老井为中心,突出认识创新与工艺进步,开展“四个精细”(精细构造解释、精细储层预测、精细油藏研究、精细目标评价),重新评价老井,重新认识油藏,重新工程工艺试验攻关,拔掉钉子井,落实新目标,实现新增储。
2.3.1 工艺再创新,刘官庄油田实现储量、产量双翻番
刘官庄油田位于埕宁隆起高斜坡,来自歧口凹陷的油气经阶梯式复式输导与生物降解,形成以新近系为主的千万吨级稠油油藏,油藏埋深在1200~1700m之间。由于原油较稠[地面原油密度为0.9586~0.9789t/m3(20℃),地面原油黏度为202.2~498.3mPa·s,属重质稠油],导致单井产量低,已发现储量难以效益动用,只有零星出油井,没有整体投产建成油田,形成“有油不成田”的尴尬局面。
图5 利用老区开发井加深预探新层三合一图
2014年,针对刘官庄油田油稠、疏松砂岩发育等特点,加大工程工艺创新攻关,探索应用电热杆热采和压裂充填防砂新工艺,日产油达到16t,打破了勘探开发工作停滞多年的僵局,揭开了新一轮增储的序幕[17-19]。以工程工艺攻关为手段,以规模增储和效益动用为目标,通过3年实践,在刘官庄油田新增三级储量超千万吨,实现了该区储量翻番,建成年产能力10×104t以上,区块日产量由零跃升到200t,累计产油24.56×104t,建成了新的高效油田。
2.3.2 老井再评价,唐南断鼻形成500×104t级效益增储区
唐南断鼻位于唐家河油田南侧,整体为东倾的大型断鼻,20世纪90年代勘探对象以构造油藏为主,部署实施的GS64井获得高产工业油流;为扩大成果,向低部位拓展,部署实施的GS69井酸化后出水,日产水19.7m³,累计产水79.9m³,申报储量时,以GS69井为油水边界,按照构造油藏上报探明储量。2000年,在GS69井东部(油藏低部位)3km处,为探索低幅度背斜构造背景上的岩性油气藏,部署实施的GS69X1井获得工业油流,发现新的油藏类型,因投资和成本原因,未进一步拓展勘探,申报储量时,按照单井井控储量规范,外推100m作为储量边界线,上报探明储量。两个储量区之间存在3km宽的增储空白地带。
2016年,以沙一段为主要目的层系,细分砂组,通过精细构造解释,精细储层预测,重新落实该区的构造圈闭和岩性圈闭。开展老井油气层重新评价,认识到该区块GS69井沙一段试油出水是因为油层受到钻井液污染,试油不彻底。以此为突破口,结合新井GS20-36井资料,重新评价为油层,重新构建油藏模式,部署实施的GS1604井获得成功,拔除了GS69井“钉子井”,实现含油连片,整体形成500×104t级探明储量区。
2.3.3地质工程一体化,实现零进尺增效增储
在已开发油田内部挖潜,把油田内所有预探井、评价井、开发井作为复查对象,针对过去受复杂地质认识局限和增产工艺、测井解释技术制约的部分低产油层或水层,以及达不到工业油流的核销探井,以数字化油田为平台,以增产增效为目标,实施地质工程一体化,组建临时的设计团队,集中管控地球物理、综合地质、油藏工程、钻采工程等专业人员以及专业软件、专业数据、专业成果[20-25],利用新资料、新技术,重构地质认识,重构解释图版,重构油气藏模式,开展老井评价,重新评价油层,提出老井试油方案。
大港油田通过老井复查,充分利用已开发油田现有资源,利用新工艺、新技术重新射开油层,重新改造油层,通过老井再利用,降低工程成本,实现增产增效。2016—2017年对151口老井开展复查,其中73口井新增油层239层,重新试油井26口,层数65层,重新试油后获得工业油流井12口,增加探明储量超500×104t,节约投资6000万元以上,从而实现了老区零进尺效益增储。
3 大港油田效益增储成效
面对低油价挑战,大港油田深挖老区潜力,通过转变观念和技术创新,效益增储实践取得6项成果。利用新资料,红湖油田高部位发现整装储量,建成一个5×104t级高效建产区;创新斜坡区岩性油气藏成藏理论认识,板东油田低部位发现了千万吨规模效益储量;构建断砂组合成藏新模式,老层新探,滨海断鼻沙一上亚段形成千万吨高效增储区,建成一个5×104t级高效建产区;已开发油层下部预探新层,王官屯潜山二叠系形成2000×104t效益增储区;工艺再攻关,稠油热采技术实现了刘官庄储量、产量倍增,建成10×104t级高效产能区;重新构建油藏模式,油藏再认识,唐南断鼻整体形成500×104t级探明储量区。通过增储建产一体化、新区老区一体化、地质工程一体化管理创新,实现了控投降本、提质增效,累计节约投资超3亿元,储量动用率超过90%,新增储量产能建设内部收益率超过8%。
实践证明,大港油田探索提出的老油田效益增储新模式,是老油田高效勘探的有效手段,为中国同类型老油田效益勘探开发提供了借鉴。