近年來,致密油已成為全球非常規油氣勘探開發的重要領域之一。中國致密油地質條件在壓力系數、含油性、天然裂縫發育程度等方面與北美存在較大差異,國外成熟的工程技術并不完全適用于中國致密油開發。要破解中國致密油工程技術面臨的挑戰,關鍵是要堅持地質油藏與工程一體化優化理念,在管理模式、技術創新以及機制改革等方面協同發力。
當前,中國致密油在工程技術方面主要面臨五大挑戰。一是在致密油水平井鉆完井技術方面。旋轉導向系統、高效鉆頭和提速工具等技術不成熟,關鍵技術依賴進口,導致鉆井周期長、成本高。井筒完整性問題頻發,壓裂過程中出現不同程度的套管變形等影響壓裂效果,降低單井產量,甚至影響到井筒壽命。“工廠化”鉆完井技術剛剛起步,鉆機配套不完善,缺乏相應標準規范等,制約工廠化鉆完井技術的規模推廣。
二是在致密油水平井體積改造技術方面。國內致密油總體具有流度低、天然裂縫欠發育、應力差大、地表條件復雜等特點,目前的體積改造技術存在增產機理不清、技術模式與儲層的適應性不明、成本高等挑戰。
三是在致密油“工廠化”作業技術方面。結合中國丘陵、山地地形特色,所需的批鉆方式、鉆機排布、鉆井液回收利用、壓裂液返排液回收利用、無水或少水壓裂技術等尚不配套。一體化設計與組織、遠程決策指揮、作業時間合理規劃等仍不到位。
四是在致密油水平井提高采收率方面。目前國內致密油采出程度低,正嘗試開展重復壓裂、注水驅替、同井注采等現場試驗,探索提高致密油采收率的技術和方式等。
五是在致密油工程技術管理模式方面。現有行政體制和管理模式人為分割了這個連續過程,影響認識的連貫性、繼承性和一致性。不同專業、單位在接手同一目標工作后,缺少主動配合和反饋,經常做簡單重復工作,前人已經證偽的想法,后人再次嘗試,嚴重影響工程技術實施效率,容易造成扯皮推諉。
面對低油價寒冬期,實施創新驅動戰略是實現致密油效益開發的關鍵。從工程管理上,必須堅持地質油藏與工程一體化優化理念,把油氣田開發從地震到鉆井、油藏,再到采油和地面工程,作為一個生命周期連續完整的工作過程。從技術發展上,要以“高效、安全、綠色”為核心理念,突破工程技術瓶頸。
近年來,中國石油工業創新出一套適用于致密油開發的設計方法和管理模式,通過技術和管理手段,創造一個跨專業、跨部門、無縫銜接的融合協作創新環境,達到事半功倍效果。這套管理模式包括以下六方面重要內容。
地質油藏與工程一體化優化平臺。該平臺要求各專業一體化優化設計內容、設計流程、信息資源與軟件平臺的梳理與交互優化目標實現方案研究。不同油藏、不同布井方式下,綜合考慮鉆井、采油、地面建設投資及后期運行成本等因素的集約化建井經濟評價方法與模型研究。
集約化高效鉆完井工程技術。完善形成平臺井優化設計和水平井鉆井持續提速提效關鍵技術系列,提高低滲油藏集約化建井效率,為后期作業創造有利條件,降低開發綜合成本,實現油藏分階段認識和效益開發,提高單井產量和油井壽命。
整體油藏改造提高單井產量與采收率。形成油藏整體改造壓裂增產技術,實現裂縫參數與砂體、井網匹配,實現全藏驅替效果;形成油藏CO2壓驅一體化技術,補充地層能量,提高穩產水平;形成“工廠化”壓裂施工技術及配套工藝系列,降低壓裂投資,提高施工效率及效果。
能量補充配套工藝技術。完善形成針對不同致密油油藏類型、不同井筒條件下穩定可靠、配注精準、高效測調、成本低廉的能量補充工藝技術,滿足油藏能量補充需求,提高波及程度與驅油效率。
高效舉升與集輸注入工藝技術。針對致密油產量低、有桿舉升能耗高效率低、定向井水平井不斷增加、安全環保要求越來越高的形勢,形成復雜結構井群滿足不同地質環境、不同液量條件下的低投入、低成本、高效率舉升及多功能、集約化、智能化集輸處理工藝技術,有效降低投資、運行成本。
致密油工程技術“持續融合”創新管理模式。堅持技術創新與管理創新兩條腿走路,是低油價時期效益開發的有效途徑。以工程哲學思想為指導,以不斷更新變化的生產技術需求為導向,抓住主要矛盾,打破傳統專業壁壘,將采油工程全系統的人才、技術、資本、信息等創新要素有機融合、整體優化,形成開放、交互的創新體系,凝結成協同有序發展的持續動力。
通過踐行“重新認識致密油、重新構建致密油技術體系、重新定位致密油效益開發模式”,在吉林油田大井叢效益建產示范區實現了“雙提、雙降”的工作目標。“雙提”初見成效:單井產量、井網控制程度、區塊采收率明顯提高。“雙降”效果顯著:百萬噸建產投資、示范區建產投資、噸油運行成本明顯下降。
對下一步中國致密油工程技術的發展,筆者有如下建議。一是要加強“持續融合”技術創新管理模式的建設,多方位、全周期優化勘探、鉆完井和開發方案,最大限度減少決策失誤。施工過程中要以效益為導向,不斷抓好資源優化與均衡生產和管理,要把人力資源、技術、裝備保障的優化融為一體,提高施工精度,這是提高開發效益的根本。鉆井成本在開發成本里占比大,必須優化配置鉆井資源,利用集約化經營管理模式,實現鉆機、人力、信息資源有機整合,實現效益、效率的最大化。
二是加強技術創新,協同發展,提高施工能力和效率,降低操作成本。工程技術體系建立要堅持傳承與創新并舉,做好“兩個強化”:強化油藏、采油及鉆井工程三位一體的前期研究,強化實施過程中的協作,協同研究攻克問題。做好“兩個加大”:加大技術攻關力度,加大試驗和成熟適用技術引進、推廣力度。
三是深化改革,完善機制,向管理要效益降成本。進一步完善甲乙方合作模式,發揮競爭機制作用,打破傳統地域、行業概念。國有工程服務公司要合理調整資產、業務和隊伍結構,嘗試建立混合所有制體系,最大限度實施人力資源優化工程,降低運行成本。要加強標準化建設,特別是致密油的儲量評價標準、HSE指南、工程技術及施工的規范和標準等。建立產業與技術聯盟,組織油田公司、工程服務公司、科研機構、裝備制造業和大學等開展知識產權保護合作,提升規避知識產權風險和擴大應用規模的能力。
(作者劉合 為中國石油勘探開發研究院副總工程師。本文根據其在第22屆世界石油大會上的演講整理)
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