苏北盆地页岩油勘探开发的春天来了
至今已走过40多年发展历程的江苏油田,在面对苏北老区储采失衡、稳产难度逐步增加、急需拓展资源接替领域的严峻形势下,油田决策层勇于直面挑战,转换勘探思路,提出了由常规油藏勘探向“油气并举、常非并进”转变,重点加强非常规区带评价和甜点预测,勇闯页岩油勘探难关。
5月24日,油田第二口页岩油井花2侧HF井放喷投产,在排液9小时,排出26.6立方米的液量后开始见油,呈现出“见油快、压降慢、含水下降快”的特点。至7月25日,用3.5毫米油嘴日喷油超34吨,天然气2200余立方米,且各项生产指标持续向好,预示着苏北盆地高邮凹陷页岩油勘探开发的春天已经来临。
用慧心织就梦想
页岩油是指富含有机质页岩层系中所含的石油资源,被人们誉为“沉睡的宝藏”。苏北盆地页岩层系油气显示丰富,且有多口井试获原油,有望成为该盆地今后勘探的新领域,加快页岩油勘探开发对保障国家能源安全意义重大。
但页岩油之于江苏油田可以说是“一穷三白”,不仅没有一口系统取心井,还存在地质资料空白、理论基础空白、技术手段空白。而苏北盆地页岩油潜力到底有多大?将来能否成为江苏油田的资源接替领域?无论是谁心里都没有底。
对此,油田从2011年就开展了页岩油基础地质条件和资源潜力评价研究,且十年来,一直持续攻关研究,但由于多种条件的限制没有实施钻探,这仿佛在等待一个历史契机。
2020年3月,油田决策层在职代会上明确了“两聚战略”和“三步走发展愿景”,将页岩油的勘探提高到一个崭新的高度。随后,油田依托勘探开发研究院页岩油项目组加强基础地质条件研究和技术攻关。
“容易走的路都是下坡路,上山的路都很难,但是风景都在山上,我们沉心静气刻苦攻关十年,就是为了能够有一天站在山顶上看风景。”刘世丽说。
刘世丽,油田勘探开发研究院高级工程师、页岩油项目组成员,有着20多年勘探工作经历,在参与页岩油基础研究的十年间,积累了丰富的沉积学研究经验。面对油田发展需求,她挺身与项目组成员一起,带着十年来的研究成果,以绣花女的慧心,从观察老井岩心入手,夯实资料基础。
由于岩心年代久远,风化严重,影响了资料信息的真实性和完整性,但大家还是在60多天的时间里,对76口井共1840余米岩心进行了细致的观察描述,先后完成地化、储层、岩矿等各类实验分析测试16000余项次。对缺少取心资料的关键井就利用岩屑进行密集采样分析,建立起一个个完整的单井六性“铁柱子”,奠定了苏北盆地页岩油纵、横向的评价基础。
那海量的数据,在别人眼里是枯燥乏味,而在他们眼里却蕴藏着生机和活力。研究人员不仅完成了中石化科技部课题、先导项目、局级课题等10余项,还进一步明确了页岩油藏类型、有利勘探层系和区带,查明了苏北盆地具有11亿吨的页岩油资源,坚定了页岩油勘探的信心。
研究人员依据对页岩“六性”综合评价,优选了阜二段为首选勘探目的层;并通过地质工程“甜点”精细刻画和预测,优选中高成熟区、有异常高压且断裂发育程度相对较低的高邮深凹-内坡带花庄南地区实施页岩油钻探。
从“山字形”到“四尖峰”
2021年2月18日,牛年春节后第一个工作日,油田领导在研究院指导部署了苏北盆地“十四五”页岩油勘探规划和2021年度页岩油工作,加快实现江苏油田页岩油“一年见成效、两年大发展、三年上规模、五年成接替”的发展目标,并对研究人员说:“页岩油勘探的春天来了!”
探井井位是勘探突破的源头,是实现勘探效益的重要载体。为了拿出相对最佳的井位设计,油田领导和研究人员一起进行技术座谈交流,逐渐厘清了有利层系和有利区带,熟络了地质“脾气”,寻找到装油的甜点层,但首口探井打在哪里?水平井段怎么走?探井实施后压裂施工如何实现地质工程一体化?这一连串的问题成了大家日常论证的焦点。
“苏北盆地页岩油地层埋深大都在3500米以上,在该区进行页岩油开发既要考虑页岩层含油丰度和水平井段有效长度,又要顾及后期压裂造缝效果,还要实现效益开发。虽然很难,但我们是一支年轻充满朝气敢于攻坚的技术团队。”研究院基础研究室党支部书记杨艳说。
研究人员在进行地质、地震、工程“甜点”综合预测与识别的基础上,结合地下目标开展多轮次的地面踏勘,地上一块田,地下一条线的反复筛选,力求地表井场与地下目标达到双优。最终,油田通过多项条件的比对,率先部署了花页1井。
2021年5月28日,花页1井(导眼井)正式开钻;6月29日凌晨1时,钻头按照预设轨迹顺利钻入甜点段。从3时30分开始,花页1井槽面和振动筛持续见大量原油,至6月30日9时10分共返出原油约28.5立方米。取综合录井仪管线处气样点火,火焰呈天蓝色,火焰高度30厘米。
消息传来,群情振奋,十年的潜心研究终于见油了。
研究人员随后通过钻井取心评价认为“山字形””四尖峰”都具有较好形成条件。油田决定优先针对“山字形”部署实施花页1HF井;随后又针对“四尖峰”在花页1HF井西侧优选老井花2井实施侧钻水平井,探索“四尖峰”含油性。
今年2月7日,虎年第一个工作日,漫漫飞雪中花页1HF井喷出高产工业油流,江苏油田花庄页岩油先导示范区正式揭牌,标志着江苏油田实施“常非并进、油气并举”战略构想的页岩油勘探开发进入了新阶段。目前,该井已累计生产页岩油近3000吨,日稳产在24吨以上。
牛年春节期间,油田领导与研究人员边认真总结花页1HF井的成功经验,同时又会同各路专家针对该区微断层发育、靶窗控制难度大的特点,紧锣密鼓地推进花2侧水平井段的施工进程,让钻头精准入靶。
30多年老井华丽转身成页岩油“新兵”
独行快,众行远。页岩油攻关项目组是一支以老带新的团队,除了70后的段宏亮,刘世丽之外,80后的杨艳、仇永峰、姜传芳、周进峰、侯斌和张星,以及90后的付茜、刘志敏,都是这个团队中的骨干。团队设计、集体攻关,是这支团队攻克关键技术、保证设计质量的有效手段。
据介绍,整个花庄地区有132口井,为了寻找合适的井,研究人员从2021年1月就开始了多轮次的老井复查,直到时年国庆节后才确定方案,优选了花2井。花2井是油田于上世纪80年代初期部署在花庄地区的一口探井,于1982年9月投产,每天产量仅仅维持在1吨左右,1985年8月停产;该井在阜二段“四尖峰”曾见良好油气显示。
研究人员之所以选择花2井,是想进一步评价花页1块西部IV亚段页岩含油性,拓展阜二段页岩油新层系,同时,探索小井眼地质工程一体化技术。期间,花页1井HF井的钻探成功,也加速了花2侧HF井的实施。为了稳妥起见,地质工程实施“一体化”攻关,并设计了4套水平井实施方案。
“花2井是口直井,这有利于后期进行开窗侧钻打水平井,其所处位置、地层埋深,还是套管直径等,均符合页岩油勘探所需条件,更重要的是当年在钻探过程中阜二段明显有油气显示,并试出少量原油。”研究院负责页岩油项目研究的副院长段宏亮说。
2021年11月20日,花2侧井开始加深钻探导眼井,2021年12月1日,该导眼井进入“四尖峰”Ⅳ亚段目的层后,一度钻遇良好油气显示,气测异常升高至100%。12月26日完井,完钻井深3680米。转年1月6日,水平井段开始施工,2月28日完井,共钻遇一、二类页岩油层1100米。
4月20日,油田对该井开始进行全电驱压裂,为江苏地区首次;5月13日,该井全部完成20段97簇的压裂施工,总入井液111896立方米,总加砂2461.2立方米,平均单段加砂123.1立方米,创油田单井入井液量,单井加砂量、单段加砂量等三项压裂施工纪录。
5月24日,花2侧HF井用3毫米油嘴放喷求产,在喷出26.6立方米的液量后见油。6月5日,该井进行扫塞作业,7天后恢复生产。目前日产油超过30吨,让30多年的老井华丽转身为页岩油“新兵”。
7月19日,油田领导在《年中生产经营讲评会报告中》强调:油田加快苏北盆地页岩油勘探突破,部署实施7口页岩油井,花页1HF、花2侧HF井成功放喷,合计日产油超50吨,花页3HF井高效完成32段压裂,花页1-1HF、花页5HF、坤页1HF井正准备压裂,铜页1HF井有序钻进,油田页岩油发展呈现蓬勃向上的良好态势。