攀登地上珠峰难,探索“地下珠峰”更难。
在准噶尔盆地腹部荒无人烟的大漠沙丘下,胜利西部勘探的钻头挺进9000米,向着深藏数亿年的碎屑岩油气藏掘进。
继征10井在超深层两个层系取得突破后,2口评价井试油日前再获新进展。其中,征深103井两层砂体合计日产油61立方米、天然气2.4万立方米;征深102井试油日产油26.16立方米、天然气8012立方米。
直面胜利西部超深层难题
资源量达到24.95亿吨,发现三级储量仅2.2亿吨,胜利西部深层超深层油气勘探潜力巨大。
在油气勘探领域,埋深超过4500米为深层,超过6000米为超深层。超深层碎屑岩油气勘探是世界级难题。
胜利西部探区地处准噶尔盆地沙漠腹部,超深层探区勘探面积1.04万平方公里,无论是主力烃源岩还是规模储集体,大多埋深在6000米到8000米。
探区内超深层主力勘探层系为二叠系、三叠系,更加靠近烃源岩或呈源储一体特征,具有“近水楼台”的得天优势,是决胜西部探区长远发展的关键。
但是这里的复杂程度让勘探人员头疼不已。地层压力大得超乎想象,如同无数座大山叠加,压得岩石“喘不过气”;多套压力系统暗藏不可预知的风险;地层温度极高,似“巨型熔炉”,普通测试设备难以应对。高温高压下,岩石物理性质、力学特性和流体性质也发生巨大变化。
啃下超深层碎屑岩“硬骨头”
“地震资料看不清、地质目标难描述、工程技术挑战大。”西部油气勘探项目部经理张增宝面临一系列难题。
为解决地震资料采集难题,勘探人员研发可控震源宽频高密度观测系统,凭借“宽方位、高覆盖、高炮道密度”特征,为高品质处理成果的获得夯实原始资料基础。2021年以来,勘探人员已采集10个区域的可控震源宽频高密度地震资料,满次面积3786平方千米。
为提升深层超深层成像质量,他们攻关形成了基于波场延拓的多次波压制处理技术,除新采集地震资料外,还处理了一批老资料。老资料所涉及的覆盖区域面积达一万平方千米,其中,与新疆油田联合处理超5000平方千米。处理后,超深层层间多次波得到有效压制,信噪比大幅提升,资料更趋保真保幅,标志层反射特征与地质结构吻合,断点、超覆、岩性尖灭等地质现象清晰可见。
深化地质认识,才能实现超深层的突围。依托国家专项、“中中”合作、高校揭榜挂帅等平台,他们以自研为主,同时开放合作、引智借智,提出超深层含油气系统具有“高效成烃、高压优储、近源富气、全域成藏”的特征,将研究重点聚焦到逼近、挺进源岩层的勘探层系。
经过大量基础地质研究,他们按“优先突破西部坳陷、兼顾东部坳陷、统筹考虑层次推进”的原则,部署实施了一批深探井。
近年来,西部坳陷征10井区集中部署实施探井4口。征10井的突破获年度中石化十大油气勘探发现奖。今年部署的评价井征深102井、103井试油效果良好;征深101井除了上乌尔禾组,在8275米到8960米的风城组钻遇厚层油气,显示压力高,有望高产。
“晚三叠世发育区域为厚层泥岩,将大规模油气藏有效封埋在超深层,征10井的突破和后续探井的钻试情况,进一步证实了巨大的勘探潜力。”西部油气勘探项目部党支部书记、副经理张鹏飞信心满满地说。
揭开超深层神秘面纱
井深超过8000米,温度超过180℃,压力超过180兆帕,多套压力体系……面对重重难点,唯有依靠科学钻井技术路线,才能实现预期目标。
多压力体系井身结构设计、窄压力窗口精细控压、强吃入“PDC”钻头提速、抗高温合成基钻井液稳定井壁等技术序列,让西部钻井周期缩短47%,复杂降低91%,刷新了国内超高压碎屑岩地层钻探深度纪录,达8962米。
钻井是基础,释放产能是关键。压裂工作同样困难重重——应力场复杂、非均质性强、水平应力差大、闭合应力高。他们攻关形成以“高效降破扩缝+强化裂缝支撑+低阻加重压裂液”为主导的超深层压裂技术,压裂成功率由50%提升至96%。征10井、庄深1井实现国内首次垂深超7600米分段有效压裂,董斜19井峰值日产原油超100立方米,创胜利西部产量新高。
破解难题过程中,油田与工程公司“一盘棋”作战,双方平台长共同负责,前后方联动决策,发挥各自优势,集中力量破难题。他们从“管好井、布好井、钻好井、完好井”四维融合管理,地质工程一体推进,勘探开发协同发展,实现超深层碎屑岩复杂油气藏高效勘探开发。这种一体化管理模式催生出“1+1>2”的协同效应,使勘探周期缩短20%,单井成本降低15%。
“超深层的探索仍然在路上。”张增宝说,随着理论认识、工程工艺技术的提升和经营管理效能的提高,数亿年的超深层碎屑岩油气藏将被逐步揭开神秘面纱,万亿立方米大油气田“胜利”在望。