东胜气田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内,矿权面积8940平方千米。早在60年前,华北油气分公司就在此寻油找气,经历几个阶段的勘探开发,尤其是2010年后,随着美国非常规致密砂岩气不断取得新突破,加之社会发展对天然气的需求量增大,开发我国致密气田迫在眉睫。华北油气分公司科技工作者不断深化地质认识、加强技术创新,逐步揭开致密气藏的神秘面纱,近年来东胜气田产量呈阶梯式快速增长,成为中国石化又一重要资源接替阵地之一。
从构造到岩性,再到岩性+构造,逐步认清气藏真面目
上世纪五六十年代,受限于当时的找油气理论和技术条件,科研人员主要以构造圈闭为目标寻找油气藏,也就是在地壳运移形成的隆起的高部位部署井位。1977年,据此理论部署在东胜气田东北部(也就是现在的什股壕区块锦66井区)的伊深1井,试获日产1.6万立方米天然气,成为盆地重要的天然气发现井。
至2010年,华北油气分公司在盆地北部共完钻55口探井;同时以北部为主、南北甩开,实施二维地震7000多平方千米、三维地震400多平方千米,为气田勘探开发奠定了基础。
2011年,华北油气分公司逐步加大东胜气田的勘探开发力度,在气田东北部的锦11井区开展先导试验和开发准备评价,开发部署思路也转为以岩性圈闭为主。也就是说,天然气储藏在砂体中,砂体的沉积砂颗粒越大,储藏条件越好,井位部署主要以气显示较好的砂体为目标。当年部署在该井区的锦26井,获得较好的天然气显示。
2013~2015年,华北油气分公司将开发重点向西转移到什股壕地区的锦66井区。在实施过程中,科研人员逐步认识到该区是岩性+构造的复合气藏,气水层横向变化快,没有统一的气水界面,构造高点含气,储层薄、变化快,气水关系复杂,实施水平井压裂极易沟通水层发生水淹,导致气井无法生产,整体开发效果未达预期。
针对这种情况,时任华北油气分公司总地质师的郝蜀民及时叫停井位部署,调整开发思路,“知己知彼方能百战百胜,不能盲目上钻”。
他们将2015年未部署的20口井向气田中部的十里加汗区带转移,目标是寻找大型岩性圈闭气藏,按照“先肥后瘦”原则,实施滚动开发。这期间,他们在锦66井区部署开发井25口,新建产能1.29亿立方米,提交探明储量163亿立方米。
从辫状河到冲积扇,再到辫状河,找到大面积成藏甜点
2015年下半年,部署在气田中部的J58P4H、J58P5H等3口气井获得重大突破,测试无阻流量均超过20万立方米/日。气田的开发重点因此转移到一个新战场——气田中部十里加汗区带的锦58井区。
“你看现在我们描述锦58井区北部盒1段储层的沉积相图,与2015年所描述的差别很大。原来我们认为是辫状河沉积,就是砂体的沉积及走向像叠加的辫子一样。而在气田开发过程中,随着我们地质认识不断深化,现在明确是冲积扇沉积。”华北油气分公司勘探开发研究院技术人员荀小全说。
这个冲积扇砂体展布像一把巨大的“扇子”,扇子包括扇根、扇中、扇缘三部分,发育大面积的岩性砂体,找到这样的砂体是实现规模建产的有利条件。
华北油气分公司加强勘探开发一体化运行,通过地质物探联合预测和整体认识、典型解剖,不断深化气藏特征认识,配套工程工艺技术,气藏评价与产能建设同步推进,2015年实现当年评价当年有效建产,新建产能1.71亿立方米。
为提高井位部署成功率,勘探开发研究院科技工作者加强气藏地质特征及三维储层预测技术研究,依据“地质评价、三维储层预测、产能评价、经济评价”相结合的“四统一”井位部署优化方法,整体部署、分批实施,实时跟踪、动态调整。以同井场井组为例,他们优先实施可靠程度高的气井,根据实施效果确定后续井位,效果好则继续实施反向井,效果不好则取消该井位。
2015~2016年,他们累计优化部署水平井80口、新建产能6亿立方米,针对东胜气田复杂类型气藏形成水平井动态优化部署技术,有力支撑气田高效开发。
至2017年底,锦58井区已成为气田上产的主阵地,累计部署开发气井170余口,提交探明储量633亿立方米,气田日产气量快速升至200多万立方米,至今已超300万立方米,气田进入规模建产阶段。
随着锦58井区滚动外扩和评价,科研人员逐步认识到该区为岩性气藏、岩性+构造气藏及构造+裂缝气藏;北部为冲积扇沉积,向南逐步过渡为辫状河沉积,南部辫状河储层非均质性强,井位部署难度增大。因此,从2017年起,东胜气田真正走上细化气藏类型、精细刻画构造、精细描述砂体,分类、分藏、分单元的精细开发之路。
从直井到水平井,再到直井+水平井,工程技术再添利器
东胜气田实施的勘探井均是直井。2011年,第一口水平井锦26井成功后,水平井逐步成为主要建产方式。随着开发深入,科研人员发现水平井开发也并非完美无缺。尤其是精细地质研究后,他们能够更加清楚地掌握砂体的走向、未动用气层的分布情况,可以据此优选开发路线及有针对性的工程技术。
随着地质认识不断深化,新发现的含气层系不断增加:上古生界有盒3段、盒2段、盒1段、山西组、太原组等气层;去年部署的J58P33T井在下古生界获得重大发现,无阻流量达到16万立方米/日,至今已累计产气450万立方米,且一直稳产。
这些气层呈现“横向复合不连片,纵向多期叠加”特征,砂体厚度不等。科研人员认为,针对纵向层位单一、厚度大的单砂体,采用水平井建产效果更好;如果单个砂体较薄,但多套气层叠合,基本在纵向一条线上,就采用直井或定向井,将其像羊肉串一样穿起来,能实现薄气层的有效动用。
如去年部署的直井J58-1井,就将盒3段、盒2段、盒1段及山2段全部串了起来,日产气3.6万立方米,获得较好的经济效益。相比单水平井开发,直井加水平井混合井网开发大幅提高储量动用率。
为节省井场占地,他们今年在一个“两井式”的水平井组,增补了定向井J58-6-1井和J58-6-2井,形成混合井组开发,将其水平井未动用的盒1段、山2段等层位动用起来,以吃干榨净剩余气。
如果在两口水平井之间再部署井,井筒就可能发生“碰撞”,他们去年还实施三维绕障水平井,充分利用钻井工程技术解放剩余储量。
单砂体精细刻画,同样也可以指导压裂施工。水平井的目的层段如果上下有几套气层,且隔夹层不太厚,就可选用穿层压裂工艺技术,将上下几个层全部压开,使气产量最大化。
如果气层下部距离水层较近,就适当减小压裂规模,避免沟通水层,或采用控缝高、造长缝的压裂技术,实现压裂效果最优化。
随着科研人员对储层认识持续深化,东胜气田不断有新发现、新突破:目前,他们已在锦58井区外围找到有利区带,由东向西展开部署的探井获得重大进展;在锦66井区继续试验直井开发模式;对气田下古生界也是信心满满。
一个“紫气东来,胜券在握”的东胜气田即将呈现!
