油气开发高质量发展的哲学思考
2022-11-22江同文
江同文
在新中国石油工业的伟大实践中,我国石油工作者发扬爱国、创业、求实、奉献的石油精神,以《实践论》和《矛盾论》为指导,成功开发了大庆、胜利等油田,1978年原油产量突破1亿吨,甩掉了贫油的帽子,建立了现代石油工业体系。改革开放早期,我国石油界专家、学者组团考察美国的油田开发经验,美国石油工作者在介绍各项技术与管理方法时,用得最多的一个单词就是“philosophy”,即是说油田开发的起步与发展都是以哲学理念的指导为前提的,可见哲学理论对油田开发的重要性。
一、油气开发中错误的认识论及其危害
近代石油工业是从1859年美国的“德雷克井”开始的,油气开发认识论与石油工业同步发展,这一过程中产生了大量的有关油气田开发认识论方面的理论及学说,其整体越来越科学合理,但部分错误观点始终没有被修正,至今仍被人沿用,对油气田的科学开发带来了不利的影响,主要表现为认识终结论和不可知论。
当一个油气田(或区块)上交探明储量后,个别石油工作者认为油气田探明储量这个认识就等于客观实际了,通常会说:“储量已探明,开发就行了”。这种思想属于认识终结论(或认识固定论),通常会对油气开发产生非常深远的影响。持这种观点的人认为,当一个油气田(或区块)的储量探明后,其开发不需要再进行深入研究了,“打井出油就行了”。这很明显又犯了唯心主义“存在即被感知”的错误。储量探明并不能表明储量准确可靠,探明储量范围内并不一定处处都能打出油来。新疆的小拐油田于1995年3月上交控制地质储量5900万吨。在对油田还没有做进一步认识的情况下,想当然地认为“打井出油就行了”,布井206口,当年完钻135口,试采结果一半井都不出油,即使有出油的其递减也较快。到后面进行失利井分析时,才发现小拐油田属于裂缝性油藏,其孔隙结构、裂缝系统、油气水分布异常复杂,与布井前认识差别极大,随即停止一切钻井活动。小拐油田截至1998年共钻井157口,大部分都不能正常生产,到2001年年产油量仅有1.86万吨。该油田开发建设总投资10.65亿元,无法回收,给国家造成很大经济损失。
认识终结论的另一种表现是,在一个油气田的生产井全部成功投产后,看到采油气井都已经能够平稳生产了,部分石油工作者认为接下来的油气田开发只要:“组织好生产就可以了”。马克思说过:“一切事物都处在永不停息的运动、变化和发展的过程中。”在油气井平稳生产的背后,储层物性、流体物性、渗流特征和油气水的分布在逐渐地发生变化。如果不继续通过实践去发现、分析这些变化,及时进行生产方式调整,那注定将会犯下严重的错误。
塔里木盆地的克深2气藏2012年上交探明地质储量1745亿立方米,2013年投入试采,2015年初完成规模投产,累计单井30口,初期平均日产大约800万立方米,生产相对比较平稳。当时受地质及工程条件限制,难以及时有效开展动态监测。2015年,克深2气藏边部5口井就已经见水,之后见水井逐渐向气藏中高部位蔓延。至2019年底,气藏已经全面见水,日产气不足200万立方米,天然气探明地质储量采出程度不足15%。从组织生产角度,克深2气藏并没有犯错误,正常地组织产能建设与地面系统建设,保障气田产能释放,正常地开展站内外检修,保障油气生产平稳安全。但科学的油气田开发不仅仅是按开发方案组织生产,从专业上还包括油气藏地质、油气藏工程、采油气工程,从工作内容上还包括油气藏精细描述、动态监测、油气藏动态分析、开发效果评价、开发调整对策研究等 方面。
克深2气藏开发的失败主要有两个原因:第一,没有持续深入地去研究、认识油气藏,当然,这也与当时的技术条件有关系。第二,仅注重组织生产,没有进行多学科、多技术协作。如果当时的组织生产能共同结合油气藏地质、油气藏工程、采油气工程和地面工程等专业,研究并实施有效排水对策,那克深2的开发效果必然要好于现在[1-2]。
油气开发中认识终结论的另一个极端就是不可知论,认为油气藏、特别是对于深埋于地下的复杂油气藏,是无法通过感官手段直接认识的。表现油气藏特征的所有参数都是看不见,摸不着,难以预测,难以判断的,故有的石油工作者就在怀疑论的基础上产生“怀疑一切”的学说,认为所要开发的油气藏是不可以被认识的。
克深2气藏埋深超过6000米,地表条件复杂,2009年完成三维地震资料采集,其后经过三轮次处理,仍难以有效提高资料品质,构造漂移不定,大断裂难归位,就更不用说气藏内部的二级、三级断裂了,见此情况,有的研究人员就认为,这样的油气藏是永远不会被认识的,产生了“怀疑一切”的思想。这种落后的思想倒是比较符合公元前270年古希腊皮浪的怀疑论。皮浪认为:“事物都同样是没有差别的、不可预测的和不可判断的,故事物是不可被认识的。” 这种认识论产生的后果就是,认为既然无法获取准确认识,就选取了“先放下”的方式。从理论上讲,这是与马克思主义哲学基本原理相悖的;从态度上讲,这是一种认识世界的消极态度。
二、油气开发实践与认识的辩证关系
油气田是深埋于地下客观存在的非均匀地质体,其结构复杂,隐蔽性强。由于这种特性,人们对油气田的认识存在极强的不确定性。从油气藏被发现到油气藏枯竭废弃的全生命周期中,大体可以分为油气藏评价与开发建设、开发生产与开发调整、油气藏废弃等三个阶段。随着油气开发实践的不断发展,获取油气藏信息和手段越来越多,对油气藏的认识也不断深入。
马克思主义哲学认为,认识和实践是密不可分的,人类的认识本身随着实践的深入不断发展。恩格斯曾经说过:“世界上有两门科学——地质学和天文学,它们只能逐步地接近相对真理,因为它们是靠那些谁也没有经历过、而且今后也不可能再有人去经历的过程的残缺不全的遗迹去作出科学结论。”石油工作者没有人经历过中新世天山的造山运动,只能通过目前的物探、试验等手段去做研究分析,才能逐渐得出库车山前构造的认识。随着技术的不断进步,认识地下的手段也越来越多,如目前广泛采用的高精度三维地震和计算机处理资料、地球物理测井资料,以及油气田投入开发后的生产测井、试井等资料,都为石油工作者提供了认识油气藏本质特征的信息。故在油气田开发过程中,既要反对认识终结论、也要反对不可知论,树立马克思主义的唯物辩证思维,依靠先进的技术去认识油气藏、把握油气藏。
在油气田开发过程中,通过开发实践逐步接近客观事物真相的例子比比皆是。如1962年大庆油田根据66口探井、28口资料井和48口试验井等资料,计算探明地质储量22.68亿吨。1978年开发基础井网完钻后,根据5000多口新井及新获取地震资料,重新核算大庆油田地质储量25.7亿吨。1985年在薄油层新认识的基础上,修正了有效厚度和孔渗下限,重新计算储量41.74亿吨,较1978年储量复算值增加62.4%。这充分说明上交的探明储量,并非地下已探明,它往往与真实储量差距较大,只有随着实践的深入,才能逐渐接近真实储量。
准确靠实的储量只是保障油气田合理开发的前提,要想高质量高效益开发好油气藏,必须在对油气藏构造特征、储层地质特征、流体特征及渗流特征等全面准确认识的情况下,优选最合理的开发方式,达到最佳的开发效果。而合理的开发方式也并非固定不变,也是随着人们对油气的认识以及油气田开发的不同阶段而发生变化的。大庆油田在上交探明储量后,依然坚持通过实践去认识油气藏的思想。要求每钻一口井必须取全取准20项资料和72个数据,必须一个不能少,一个不能错。根据1963年统计,全油田共钻取岩心1.3万米,电测曲线2万多条,压力测试4万多次,岩样分析553万个,分析化验160万次,大量齐全、准确的实践资料为准确认识油田的构造特征、地质特征、油气水性质、油气水分布奠定了基础,有力保障了大庆油田的钻井成功率,这才有了大庆油田的高效开发。
对油气藏有了正确的认识才会有科学的开发对策。大庆油田从1965年开始就采用“分层注水,提高高渗层注水采油强度”的开发政策,十年后大庆油田又决定将挖潜对象从高渗层转变为中低渗层,成功保障了大庆的稳产。但是,挖潜对象的更改并不是对前人制定的开发政策的否定,而是在新的开发过程中,根据新的开发形势、开发实践做出新的认识,不仅不是对前人的否定,而且是对前人认识的继承与深入。新认识产生于旧认识,它总是汲取、保留和改造旧认识中积极的因素作为自己存在和发展的基础,对人们正确认识事物发展的曲折性和前进性,具有重要的指导意义[3]。
毛泽东在《实践论》中讲到:“实践、认识、再实践、再认识,这种形式,循环往复以至无穷,而实践和认识之每一循环的内容,都比较地进到了高一级的程度。”这是对人们认识的反复性和无限性的非常准确的总结。只要油气田的开发没有结束,人们对它的认识就不会终止。这只能说明埋藏于地下的油气资源是客观存在的,但是具体以什么方式存在却需要通过多次的实践去认识。
大庆的萨尔图油田原油地质储量6亿吨,仅在其二次采油阶段就经历了四轮次的“实践-认识”。1963年,在萨尔图油田二次采油初期,采用“笼统注水,自喷采油”的方式,成功使原油年产量达到458万吨。随着层间矛盾的突出,油层动用越来越不均衡。在对萨尔图油田持续深入认识的情况下,1972年开始采取了“井网加密,分层注水”的方式,有力支撑了萨尔图连续31年原油500万吨以上。随着注水开发的进行,油田逐渐进入特高含水期,科研工作者在萨尔图油田多年实践的基础上,通过注采调整与精细挖潜,又使得原油400万吨稳产持续了12年。目前,萨尔图油田已经进入了特高含水的后期,正在通过新的认识探索实践,攻关“精准挖潜,智能注水”技术,有望实现油田的可持续发展。
萨尔图油田的成功开发表明:只要油气田处于开发的状态,那么对它的认识就不会停止,这是一个反复实践、反复认识的过程。这是人类认识发展的普遍规律,每一个石油工作者都不应该满足目前对油气藏的认识,只要油气田没有停止开发,就应该持续不断、反复无限地去继续认识[4-5]。
三、深层复杂油气藏高效开发方法论
向深地进军、开发深层油气是国家重要的战略方向,也是加大国内油气勘探开发力度的现实领域。进入 21 世纪以来,中国在深层天然气领域取得了一系列重大突破,发现了普光、克深、元坝、安岳等多个深层大气田。由于地质条件复杂,开发投入高,不确定性和风险大,深层天然气高效开发面临诸多挑战,因此有必要从哲学的角度探讨深层复杂天然气藏开发的方法论,为深层天然气高效开发提供 科学理论指导。
(一)抓住主要矛盾确定技术路线
有的油气藏是构造复杂,有的是储层复杂,有的是流体复杂,表现是多样的。对于深层复杂油气藏,只有抓住主要矛盾、解决矛盾的主要方面,才能把握开发的主动。对于塔里木的克深气田,主要矛盾是构造复杂,矛盾的主要方面就是地震资料品质,构造精细描述成为高效开发的关键,克深气田开始进行了两轮次规模较大的地震资料采集,并进行了四轮次的处理,很大程度提高了地震资料品质,助推了克深气田的高质量发展。抓住并认识复杂构造气藏的主要矛盾,坚持高精度三维地震先行,以可靠的三维地震资料为依托,在较准确落实构造形态和储层展布的基础上部署开发井,减少或避免钻井失误。坚持地震先行,不仅要求在部署开发井之前要有三维地震资料作依托,还要求地震资料能较准确地反映气藏的地质特征。尤其是库车前陆冲断带,由于地层高陡、结构复杂,地震资料往往存在较大的偏移误差,需要结合构造发育规律,反复进行叠前深度偏移处理,必要的时候还要进行二次三维地震采集处理,以准确落实构造形态。例如,塔里木盆地克深2气藏在开发初期,虽然有三维地震资料,但没有认识到地震资料存在偏移误差,早期部署的开发井成功率仅有50%,克深24气藏第一口预探井构造误差达到400多米,为准确落实该气藏构造形态,部署了开发二次三维地震采集处理,之后部署的开发井均获得高产,实现了高效开发。
(二)处理好整体与局部的关系
埋藏于地下的油气藏可以认为是相对平衡的自然系统,包括构造、储层、油气水等因素。认识油气藏最直观的方式就是钻井、录井、取心、取样,但一口井仅占巨大的油气藏地质体的几亿分之一,以点去认识面、以线去认识体是做不到一蹴而成的。而且,开发油气藏是要通过钻井、采油等人为的方式打破原本相对平衡的系统,只要油气藏处于开发状态,那么这个系统就处于变化、发展的过程,人们对它认识的难度就更大了,需要在油气田开发的全过程中反复实践,逐渐认识,此认识过程是一个无限发展和无限深入的过程,且随着实践的不断发展而逐渐 提高。
整体是指事物的各内部要素相互联系构成的有机统一体。局部是指组成事物有机统一体的各个方面、要素。整体是由部分组成,整体特征的形成离不开局部原有的特征,局部是整体中的局部,局部离开整体就不再具有局部的特征。整体与局部的辩证关系为正确认识油气藏提供了重要的哲学依据。
毛泽东说过:“懂得了全局性的东西,就更会使用局部性的东西,因为局部性的东西是隶属于全局性的东西。”对于经验丰富的石油工作者,通常通过分类去认识一个新的油气藏,一旦知道这个新的油藏属于什么类型,就能找到这类油气藏合理的开发模式,达到快速认识油气藏的效果。整体与局部辩证关系的良好应用,对石油工作者提高认识油气藏的效率很有帮助。
塔里木盆地的克深气田构造精细描述,如果从局部入手就会发现每个气藏的构造特征都不一样、走入“只见树木不见森林”的困境,很难实现气藏构造特征的精细描述,如果从区域构造入手、把握构造发育规律,再来认识局部构造就会很快接近构造的本来面目。
(三)处理好共性与个性的关系
矛盾同时具有普遍性和特殊性,普遍性是通过特殊性表现出来的,没有特殊性就没有普遍性。同时,特殊性离不开普遍性,再特殊的事物也具有普遍性。在实践过程中,认识矛盾的普遍性,能够使人们在其指引下较快地产生认识,提高认识效率;任何油气藏都包括构造、储层和流体三个要素,这就是矛盾的普遍性。对于简单油气藏,借助矛盾的普遍性可以很快取得对其产生共性方面的认识,有利于同类型油气藏之间的相互借鉴,并根据油气藏类型形成开发模式。
对于深层复杂气藏,由于地质条件复杂,即使是同一区带相邻的两个气藏,地质特征也可能差别很大。因此,在实际开发中要认真总结分析气藏地质特征的异同点,根据地质特征确定合理的开发模式。既要把握气藏的共性特征,也要把握各个气藏的个性特征才能实现气藏的高效开发,取得经济效益最大化和资源利用最大化。克深气田储层基质致密,与国外的典型致密砂岩气藏具有一定的相似性,开发早期认为借鉴国外致密气开发思路,以大规模加砂压裂改造为主要开发模式,能够大幅提高单井产能。但实践表明,克深气田地质结构复杂,大规模加砂压裂改造在初期大幅提高了单井产能,但改造的有效期较短,且带来了严重的井筒堵塞,工艺适用性较差。通过深入研究,发现克深气田具有断层裂缝发育、气藏整体连通性好、边底水活跃、天然裂缝控制产能的特征,据此制定了“沿轴线高部位集中布井、适度改造疏通天然裂缝”的技术对策,新井部署以获取最大自然产能为目的,工程上差异化施策,以缝网压裂改造为主体技术,钻井成功率由50%提高到100%,产能到位率由64%提高到100%,开发效果得到大幅改善[6]。
综上所述,按照马克思主义哲学的物质观,油气田是物质,而物质最普遍、最根本的特性是客观实在性。对油气藏的认识也是人脑对客观世界的反映,在油气田开发过程中,正确有效的认识方法包括抓住主要矛盾确定技术路线、处理好整体与局部、共性与个性的关系能够提高认识的效率、把握开发规律、减少决策失误、降低无效或低效投资、促进高效 开发。
四、结论
1.马克思主义哲学为人类正确认识世界、改造世界提供了坚实的理论基础。油气开发哲学则可以认为是认识油气藏、改造油气藏的理论体系,是人们正确认识油气藏、准确预测油气藏、科学开发油气藏的重要理论依据。该理论体系是在油气田开发过程中,与大量的实践相互结合,不断完善,逐步走向成 熟的。
2.油气田开发活动,就是认识油气藏的实践活动。油气藏虽然是一个深埋于地下、摸不着、看不见的物体,但它同时也是一个真实存在的客观体,石油工作者能够通过实践活动对油气藏进行逐步的认识。通过实践-认识-再实践-再认识的方式能够很好地在油气生产实践中认识油气藏,改造油气藏,只要油气藏没有停止开发,以上过程就应该持续不断地进行。
3.在深层复杂油气田开发过程中,抓住主要矛盾确定技术路线、处理好整体与局部、共性与个性的关系,是提高认识效率、促进高效开发的关键。