20世紀(jì)90年代彩南油田和石西油田的發(fā)現(xiàn),推開了新疆石油管理局大力在準(zhǔn)噶爾盆地腹部勘探的大門。從20世紀(jì)70年代末以來所有在這里進(jìn)行過的地震勘探的資料,都被勘探科技人員進(jìn)行著地毯式地搜索。
1998年1月22日,新疆石油管理局當(dāng)年油氣勘探總體部署出臺——“主攻瑪湖、莫索灣、莫北、阜東、中拐及齊姆根,目的是尋找有戰(zhàn)略意義的出油點(diǎn),開拓工業(yè)評價(jià)勘探新領(lǐng)域?!?br/> 1998年3月3日,莫北2井噴出油氣——莫北油田被發(fā)現(xiàn)。1998年10月25日,中國石油天然氣集團(tuán)公司通報(bào)了當(dāng)年的10個(gè)重要發(fā)現(xiàn),莫北油田被列為兩個(gè)具有戰(zhàn)略意義的重大發(fā)現(xiàn)之一。1999年11月22日完鉆后,經(jīng)過了3個(gè)多月的試油,2000年3月10日,莫北9井出油,平均日產(chǎn)原油60噸,天然氣1.7萬立方米。
3月14日,新疆油田公司黨委書記、總經(jīng)理王宜林說:“莫北9井的出油,為整體開發(fā)莫北奠定了良好的資源基礎(chǔ)?!?br/> 新疆油田公司勘探處處長陳新發(fā)說:“準(zhǔn)噶爾盆地現(xiàn)在已沒有勘探空白區(qū)了?!?
在莫北油田嘗試不下技術(shù)套管
1999年7月23日下午,新疆石油管理局召開干部大會,宣布了中國石油天然集團(tuán)公司關(guān)于對新疆石油局進(jìn)行重組的方案:采油、煉化、銷售等核心業(yè)務(wù)將從管理局分離出來,組成獨(dú)立的新疆油田公司。一時(shí)間,群情嘩然,人心惶惶。從國家和中石油的角度來看,為了把中國石油股份公司做強(qiáng)、做大,對各油田進(jìn)行重組,顯然是勢在必行、無可非議的。但是,重組對各油田從事非核心業(yè)務(wù)的人來說,畢竟是一件痛苦的事。莫北油田率先承受重組之痛。那么,拿走了四分之三優(yōu)質(zhì)高效資產(chǎn)和四分之一人員的新疆油田公司,應(yīng)該會和新疆石油管理局“自己找食吃”的日子形成強(qiáng)烈反差了吧?
實(shí)際情況并非如此——他們的效益意識必須更強(qiáng)。
中國石油天然氣集團(tuán)公司把投資權(quán),更確切地說,是國家把在準(zhǔn)噶爾盆地尋找、生產(chǎn)石油天然氣資源的投資權(quán)交給了新疆油田公司,最根本的任務(wù)就是“少花錢、多辦事”。讓國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的效率更高、效果更好、更加科學(xué)。
這就要求新疆油田公司的科研部門不但要找到油、采出油,更要找“低成本油”、采“有效益油”。
就在重組并正式運(yùn)行的當(dāng)年——2000年,莫北油田要正式開發(fā)了。換句話說,就是要大規(guī)模上鉆以規(guī)模開發(fā)地下油藏為目的的油井。
在油田開發(fā)工作當(dāng)中,需要投資最大的工作,就是鉆井。
“能不能通過科技手段在鉆井費(fèi)用上做做文章,如果單井鉆井成本可以降低,進(jìn)而把這種技術(shù)推廣的話,那么,整體的油氣開發(fā)費(fèi)用就會大幅度下降?!?br/> 考慮這個(gè)問題的是徐顯廣。
徐顯廣當(dāng)乙方的時(shí)候就在考慮這個(gè)問題——1999年上半年,他還是鉆井工藝研究院設(shè)計(jì)中心的主任。
隨著重組的進(jìn)行,1999年下半年,他和他所在的部門被劃歸到了勘探開發(fā)研究院勘探研究所,擔(dān)任副所長——他成了甲方。
如果說,他當(dāng)乙方的時(shí)候是憑著對崗位的熱愛而鉆研的話,那么,當(dāng)了甲方的徐顯廣再做這件事,就更是出于責(zé)任了。
他要“砍”的,是鉆井過程中的“鋼鐵大戶”——套管。
打出了井眼之后,原本完整的地殼就出現(xiàn)了一個(gè)洞。地殼是不斷運(yùn)動著的,所以,這些洞是不穩(wěn)固的,如果沒有一個(gè)東西把井眼支撐住,那么,用不了多久,這些洞就要被大地自己填埋掉。
這就是鉆井之后必須下套管的主要原因之一。
一般來說,一口3000米至4000米的中深井要下三層套管:表層套管、技術(shù)套管和完井套管。
表層套管主要是為了固定住地面附近松軟的沙土,一般是100米到300米的長度,對鋼材的要求不高,整體費(fèi)用比較低。
完井套管是為了保護(hù)油層、為實(shí)施后續(xù)采油作業(yè)創(chuàng)造穩(wěn)定的環(huán)境條件,雖然鋼材要求比較高,但尺寸小,再加上尾管懸掛技術(shù)(只封堵油氣層部分的井段)的普及,總體金額也不是很高。
要說管材直徑較大、鋼材質(zhì)量要求最高、投入成本最大的,就是技術(shù)套管了。
那時(shí),國產(chǎn)的套管還不能廣泛地使用在國內(nèi)深井鉆井工作當(dāng)中——鋼材的強(qiáng)度、韌度、抗壓能力、抗拉能力還達(dá)不到現(xiàn)場需要。每一根套管上,都印著“MADE IN JAPEN” 或者“MADE IN GERMANY”。
徐顯廣就打算在莫北油田搞一把——不下技術(shù)套管。
科技進(jìn)步總是因?yàn)橛袦?zhǔn)備的科技人而實(shí)現(xiàn)。
如果真這么搞,也就意味著從300米深的地層一直到四千米左右完鉆之前,三四千米的井眼要一直處于“裸眼”狀態(tài)。
這種狀態(tài)的時(shí)間,要持續(xù)數(shù)月。
徐顯廣是搞鉆井工程設(shè)計(jì)出身的,到了勘探開發(fā)研究院,其實(shí)還是干老本行。
他之所以敢這么干,是因?yàn)樗私庑陆凸芾砭帚@井技術(shù)進(jìn)步的情況了。
簡化他的思路,其實(shí)就是“用作為軟件的鉆井技術(shù)來替代作為硬件的套管”。
“在莫北油田實(shí)現(xiàn)鉆井不下技套,是有潛在的科技支撐力量的?!毙祜@廣分析,“要做到這一點(diǎn),有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一是需要一個(gè)合理的井身設(shè)計(jì);二是需要過硬的泥漿技術(shù)。”
首要的保證是人才。和他一起“重組”到研究院的戎克生,在鉆井技術(shù)服務(wù)現(xiàn)場歷練了多年,又在室內(nèi)搞了幾年的設(shè)計(jì)工作。在1999年,就對即將全面開發(fā)的莫北油田有了深入的研究——哪個(gè)井段易垮塌、哪個(gè)井段易漏、哪個(gè)井段容易卡鉆……
這些是必須面對而且要在設(shè)計(jì)方案中就能解決了的問題。
專業(yè)的技術(shù)性敘述是枯燥而艱深的。我們只需要知道:在“不下技套”這場戰(zhàn)役中,徐顯廣是戰(zhàn)略制定者,戎克生是戰(zhàn)術(shù)制定者。
那么,具體的戰(zhàn)斗怎么打?
那就要看現(xiàn)場指揮員了——戰(zhàn)法制定和實(shí)施者。他們是鉆井工藝研究院工藝五所的工程師們。
沒有了套管,而井壁必須足夠結(jié)實(shí)。這就需要泥漿性能過硬,把裸露的地層穩(wěn)定住幾個(gè)月。井壁是因?yàn)槭裁床环€(wěn)定的呢?有兩個(gè)原因:一是物理作用。比如地殼的運(yùn)動。這可以用合適的泥漿密度來對付。戎克生在做這個(gè)事情。
二是化學(xué)作用。地層中的粘土礦物吸收了泥漿中的水分,就會膨脹、松軟、垮塌。
這就需要泥漿有很強(qiáng)的抑制能力——讓這些粘土礦物盡量少的吸水。
“這么長的裸眼,這么長的浸泡時(shí)間,現(xiàn)有的泥漿體系是不足以抑制住的。必須要專門研制新的泥漿體系?!?br/> 工藝五所副所長黃治中把研制新泥漿體系的任務(wù)交給了工程師石磊。
石磊更加貪婪:“打開發(fā)井,就是向地層要產(chǎn)量的。這套新泥漿體系,不但要保證很強(qiáng)的抑制性,還要完成一項(xiàng)任務(wù)——保護(hù)油氣層?!彼栽诮拥饺蝿?wù)就定這個(gè)目標(biāo),并非頭腦發(fā)熱——從1995年到1999年,石磊一直是《準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū)鉆井液技術(shù)研究》課題的負(fù)責(zé)人之一。
南緣鉆井的難點(diǎn)之一,就是地層不穩(wěn)定,其程度要甚于莫北油田很多。而通過5年的研究,南緣的項(xiàng)目取得了不小的進(jìn)步,雖然不能說可以從根本上解決南緣的地層不穩(wěn)定問題,但至少是有了很大的成果?!鞍阉槍π缘刈鰝€(gè)配方出來,對付莫北,問題不大?!?br/> 石磊的這個(gè)“針對性”,其實(shí)就是他瞄了好久的“甲酸鉀”。它和氯化鈉一樣,都屬于鹽類。喜愛烹調(diào)的家庭主婦嘗試過用鹽水和面蒸饅頭嗎?別說蒸了,光和面都和不到一起——因?yàn)辂}有抑制性。而甲酸鉀的抑制性比氯化鈉強(qiáng)得多。
有了5年的積淀,這套泥漿體系沒過多久就拿出來了。但為其命名時(shí),卻遇到了一點(diǎn)小小的插曲……
搶先研發(fā)地震勘探領(lǐng)域的“哈勃”
2000年,地調(diào)處黨委做出了一項(xiàng)重大決定:搶在全國同行前面,發(fā)展世界最前沿的并適宜于中國西部的物探技術(shù)——3D-VSP方法研究。
這個(gè)時(shí)候,在世界上,“3D-VSP”的名字誕生還不到4年,能夠開展3D-VSP采集預(yù)處理的,只有美國西方地球物理公司等4家國外物探公司,而3D-VSP處理軟件仍處于研制開發(fā)階段。
在國內(nèi),除新疆石油局地調(diào)處之外,只有長安大學(xué)教授朱光明在進(jìn)行這項(xiàng)研究。
3D-VSP技術(shù)是在地面一定范圍內(nèi)激發(fā)、井中三分量檢波器接受或井中激發(fā)、井中與地面同時(shí)接受的一種地震勘探方法。
3D-VSP方法至少有四大用途——可以搞清油田的剩余儲量;可以對地層進(jìn)行裂隙追蹤;可以利用縱橫波資料進(jìn)行儲層物性研究;可以更準(zhǔn)確、更及時(shí)、更節(jié)省地監(jiān)測油田二次采油技術(shù)的使用效果。一句話可以概括3D-VSP的效果:一傳統(tǒng)物探技術(shù)相比,它能更加清楚地看透地層下面有沒有油氣資源。
地調(diào)處的這個(gè)設(shè)想,受到了新疆油田公司和新疆石油局的高度重視,2000年4月,新疆石油局批準(zhǔn)對3D-VSP方法進(jìn)行立項(xiàng)。
同年8月,新疆油田公司要求地調(diào)處在莫北油田進(jìn)行3D-VSP資料采集攻關(guān)試驗(yàn)。
這項(xiàng)攻關(guān)難度很大,在準(zhǔn)噶爾盆地腹部的沙漠中,他們試驗(yàn)的目的層在地下4000米處。
在歷時(shí)14個(gè)月的攻關(guān)過程中,工程技術(shù)人員先后進(jìn)行了3D-VSP資料采集方法、攻關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和3D-VSP成像數(shù)學(xué)模型研究,開發(fā)了資料處理所需的基本軟件,建立起了較完備的3D-VSP處理流程。
因?yàn)槭翘幱谑澜缂舛说目茖W(xué)技術(shù),所以,詳細(xì)的研究過程和方法是保密的,但在這項(xiàng)技術(shù)在克拉瑪依誕生10年之后,我們可以知道它的效果——
2001年11月中旬,由地調(diào)處自行研制開發(fā)的3D-VSP技術(shù),在莫北油田MB2003井區(qū)攻關(guān)試驗(yàn)中獲得成功。
它使物探資料的分辨率比地面三維地震提高了1.5倍,可以查清構(gòu)造形態(tài)及圈閉要素,能分辨10米左右斷距的斷層。
經(jīng)過這項(xiàng)技術(shù)處理的地質(zhì)資料,可為油藏提供更準(zhǔn)確、更細(xì)致的描述。
這個(gè)時(shí)候,西方發(fā)達(dá)國家對這項(xiàng)技術(shù)仍處于研制、開發(fā)階段。
作為這個(gè)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人之一,地調(diào)處副總工程師夏代學(xué)說,3D-VSP對油氣勘探和油田開發(fā)將起積極的推動作用,具有良好的應(yīng)用前景。
還有廣闊天地任馳騁
2004年9月13日,莫109井試油獲得高產(chǎn):日產(chǎn)原油104立方米,日產(chǎn)天然氣15780立方米。
勘探開發(fā)研究院勘探研究所副總工程師張有平說:“從出油情況看,這口井的油層超出了圈閉,有可能屬于巖性控制,而且規(guī)模比預(yù)計(jì)的要大得多?!边@是張有平憑借多年的崗位經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的。這口井所控制的成藏究竟有多大,還需要詳細(xì)的勘探和評價(jià)。這個(gè)過程將要經(jīng)歷很多年,因?yàn)椤皾L動勘探開發(fā)”的油氣生產(chǎn)模式在新世紀(jì)已經(jīng)成為了新疆油田公司的常規(guī)武器——吃著碗里的,盛著鍋里的。
不算莫109井區(qū),截止到2004年9月,探明莫北油田石油地質(zhì)儲量2136萬噸,凝析油儲量119.0萬噸,天然氣儲量69.74億立方米。2006年11月下旬,莫109井區(qū)投產(chǎn)成功。從2004年到2007年,持續(xù)不斷的滾動勘探,讓莫109井區(qū)初步得到了4個(gè)區(qū)塊的探明儲量。在這期間,3D-VSP技術(shù)立下了汗馬功勞。
截止到2009年12月底,莫北油田投產(chǎn)10年以來,共生產(chǎn)原油274萬噸、天然氣25億立方米,有236口油井。
2008年,管理著石西油田、石南油田石南31井區(qū)和莫北油田的石西油田作業(yè)區(qū)提出了一個(gè)口號:“穩(wěn)住一塊,改善一塊,突破一塊,攻關(guān)一塊”。
這句話中的四個(gè)動詞是遞進(jìn)的關(guān)系——一個(gè)比一個(gè)“要使勁”。需要花最大力氣的,就是“攻關(guān)一塊”。這需要攻關(guān)的一塊就是莫北油田。面對這個(gè)難辦的 “受構(gòu)造控制的低孔低滲帶凝析氣頂?shù)挠蜌獠亍?,采收率每提高一個(gè)百分點(diǎn)都要花費(fèi)巨大的心血?!暗侵档谩?,汪政德說,“莫北油田有三千多萬噸的探明儲量,目前的采收率還不到10%,面對這么可觀的儲量,采收率每提高一個(gè)一個(gè)百分點(diǎn),都有幾十萬噸的油氣入賬?!?br/>