段瑞凱 楊寶泉 顧文歡 楊 莉 張迎春 陳 筱
(1.中海油研究總院有限責(zé)任公司;2.中國(guó)海洋石油國(guó)際有限公司)
深水有兩個(gè)層面的含義:一是工程意義上的深水,目前一般將水深大于300m的油田定義為深水油田,超過(guò)1500m為超深水[1];二是地質(zhì)意義上的深水,一般指發(fā)育于陸坡和海盆深水環(huán)境的碎屑巖沉積,以環(huán)大西洋被動(dòng)大陸邊緣盆地最為典型,與現(xiàn)今工程意義上的深水區(qū)域高度重合[2]。近年來(lái),世界主流石油公司逐步加大了深水區(qū)域的勘探開(kāi)發(fā)力度,并接連在墨西哥灣、巴西、圭亞那、西非等深水區(qū)域獲得了一系列重大油氣發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步印證了長(zhǎng)久以來(lái)人們對(duì)深水區(qū)域具有巨大開(kāi)發(fā)潛力的判斷。以2018年為例,世界十大油氣發(fā)現(xiàn)中有7個(gè)位于深水區(qū)域,深水區(qū)域新增2P可采儲(chǔ)量達(dá)39×108bbl油當(dāng)量,占當(dāng)年全部海域新發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量的60%[2-4]。我國(guó)深水油氣資源主要分布在南海,隨著流花34-2、番禺34/35、荔灣3-1、陵水17-2等一批深水油氣田的勘探和開(kāi)發(fā)[5-6],中國(guó)正迎來(lái)深水乃至超深水油氣開(kāi)發(fā)的春天。
深水油田開(kāi)發(fā)面臨資源品位差異大、地質(zhì)不確定性大、方案實(shí)施要求高、動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整難等挑戰(zhàn),實(shí)現(xiàn)深水油田商業(yè)開(kāi)發(fā)必須走高效開(kāi)發(fā)的道路。目前國(guó)內(nèi)深水油田開(kāi)發(fā)尚處于起步階段,缺少足夠豐富且成熟的高效開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。提前思考深水油田高效開(kāi)發(fā)策略,有利于提高國(guó)內(nèi)深水油田開(kāi)發(fā)方案編制質(zhì)量,增強(qiáng)開(kāi)發(fā)方案抗風(fēng)險(xiǎn)能力,提高油田生產(chǎn)管理水平,提升深水油田開(kāi)發(fā)效益。
在過(guò)去十多年中,中國(guó)海油先后獲取了多個(gè)海外深水資產(chǎn),筆者結(jié)合相關(guān)深水油田的開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)及生產(chǎn)跟蹤研究實(shí)踐,在分析深水油田開(kāi)發(fā)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)從地質(zhì)油藏角度出發(fā),針對(duì)儲(chǔ)量動(dòng)用、方案實(shí)施、生產(chǎn)管理3個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié),對(duì)深水油田高效開(kāi)發(fā)策略進(jìn)行了總結(jié),以期為國(guó)內(nèi)深水油田開(kāi)發(fā)提供借鑒。
目前被關(guān)注的深水區(qū)塊往往鄰近大型富烴凹陷,具有平面多含油氣構(gòu)造、縱向多含油氣層組的特點(diǎn),這些油氣藏的規(guī)模、類型及品質(zhì)各不相同,所處的勘探開(kāi)發(fā)階段也不同,如何統(tǒng)籌考慮資源規(guī)劃及儲(chǔ)量動(dòng)用,是實(shí)現(xiàn)深水區(qū)塊資源最大化利用的關(guān)鍵。
受限于作業(yè)成本,深水油田鉆井少,井距大,地質(zhì)研究對(duì)地震資料的依賴性較強(qiáng),地質(zhì)認(rèn)識(shí)存在較強(qiáng)的多解性[7-8]。此外,深水碎屑巖作為現(xiàn)今深水區(qū)域最重要的儲(chǔ)層類型,其基礎(chǔ)沉積理論尚不成熟,成因機(jī)制、演化過(guò)程、構(gòu)型解釋尚存爭(zhēng)議,從而進(jìn)一步強(qiáng)化了地質(zhì)不確定性[9-10]。
深水油田多采用浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置+水下生產(chǎn)系統(tǒng)的工程模式[11-13],直接投資高,后續(xù)改造空間小。面對(duì)苛刻的深水工程模式,地質(zhì)油藏方案需具備很強(qiáng)的靈活性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力,以在實(shí)施過(guò)程中盡可能地適應(yīng)鉆后地質(zhì)油藏認(rèn)識(shí)的各種變化,進(jìn)而最大限度地保障深水油田快速上產(chǎn)及持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。
深水油田生產(chǎn)作業(yè)往往需要?jiǎng)佑蒙钏?,部分作業(yè)需要關(guān)井作業(yè),直接作業(yè)費(fèi)用高,間接產(chǎn)量損失大。陸上或近海油田常規(guī)的生產(chǎn)作業(yè)措施,如下泵、補(bǔ)孔、壓裂等,對(duì)深水油田而言難有經(jīng)濟(jì)性,油藏動(dòng)態(tài)優(yōu)化及調(diào)整的空間受限。
儲(chǔ)量動(dòng)用研究是深水油田開(kāi)發(fā)的頂層設(shè)計(jì),也是深水油氣資源開(kāi)發(fā)規(guī)劃的最終落腳點(diǎn),與陸上或近海油田相比,深水油田開(kāi)發(fā)規(guī)劃的“總體性”更強(qiáng),需要盡可能滿足不同階段、不同規(guī)模、不同類型、不同品質(zhì)的油氣藏開(kāi)發(fā)需求。為此提出以“統(tǒng)籌規(guī)劃—分級(jí)評(píng)價(jià)—量化評(píng)估”為主線的“立體式”儲(chǔ)量動(dòng)用策略,兼顧短期開(kāi)發(fā)效益及長(zhǎng)期滾動(dòng)需求,促進(jìn)資源量到地質(zhì)儲(chǔ)量、再到動(dòng)用儲(chǔ)量的高效轉(zhuǎn)化。
需在立足全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌規(guī)劃深水區(qū)塊油氣資源開(kāi)發(fā),分階段、分層次、分類型制定“長(zhǎng)短相宜、主次分明、優(yōu)劣互補(bǔ)”的規(guī)劃方案,實(shí)現(xiàn)區(qū)域開(kāi)發(fā)一體化。在油田層面,針對(duì)落實(shí)程度高、資源品質(zhì)好的油田,快速建設(shè)、優(yōu)先投產(chǎn);針對(duì)落實(shí)程度中等、資源品質(zhì)一般的油田,深化研究,跟進(jìn)建設(shè);針對(duì)落實(shí)程度低、資源品質(zhì)差的油田,擇機(jī)評(píng)價(jià),適時(shí)接替。進(jìn)一步具體到單個(gè)油藏層面,圍繞主力油藏編制開(kāi)發(fā)方案;對(duì)于周邊的次要油藏,考慮依托主體區(qū)過(guò)路或兼顧開(kāi)發(fā);對(duì)于規(guī)模有限、品質(zhì)不好的邊際油藏,根據(jù)鄰近在產(chǎn)油田工程設(shè)施余量,另行考慮回接開(kāi)發(fā)。
以尼日利亞某區(qū)塊為例,共有4個(gè)油田20余個(gè)油氣藏(圖1)。其中,X油田落實(shí)程度高、儲(chǔ)量品質(zhì)好,優(yōu)先進(jìn)行建設(shè),于2009年首先投產(chǎn),目前已生產(chǎn)10余年;Y油田儲(chǔ)量規(guī)模可觀,但儲(chǔ)層連通性復(fù)雜,在深化地質(zhì)油藏認(rèn)識(shí)后,晚于X油田9年投產(chǎn);Z油田儲(chǔ)量單元破碎,經(jīng)濟(jì)性臨界,2018年新鉆評(píng)價(jià)井后完成開(kāi)發(fā)方案研究,計(jì)劃5年后回接Y油田開(kāi)發(fā);W油田儲(chǔ)量規(guī)模小、儲(chǔ)量品質(zhì)差,待后期進(jìn)一步開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)。具體到油藏層面,圍繞X油田6個(gè)和Y油田4個(gè)儲(chǔ)量規(guī)模大、儲(chǔ)層品質(zhì)好的主力油藏編制開(kāi)發(fā)方案,優(yōu)選1個(gè)周邊次要油藏完成初步開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià),后續(xù)考慮接入X油田開(kāi)發(fā);此外,還有一部分落實(shí)程度低的待評(píng)價(jià)目標(biāo),如Y西有利含油氣構(gòu)造,考慮列入下一步勘探計(jì)劃,若潛力落實(shí)可考慮回接已投產(chǎn)油田進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
圖1 尼日利亞某區(qū)塊區(qū)域資源統(tǒng)籌規(guī)劃示意圖
深水油田鉆井少,勘探階段計(jì)算的探明、控制、預(yù)測(cè)三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量側(cè)重于反映區(qū)域整體的資源潛力,但對(duì)于單個(gè)儲(chǔ)量單元的儲(chǔ)量落實(shí)程度及可靠性描述不足,即探明儲(chǔ)量中亦有一部分風(fēng)險(xiǎn)較高的儲(chǔ)量,控制儲(chǔ)量和預(yù)測(cè)儲(chǔ)量中亦有一部分風(fēng)險(xiǎn)較小的儲(chǔ)量。為滿足開(kāi)發(fā)方案編制的需要,需進(jìn)一步細(xì)化評(píng)價(jià)儲(chǔ)量品質(zhì),明確儲(chǔ)量單元優(yōu)先級(jí),指導(dǎo)儲(chǔ)量動(dòng)用方案研究[14]。首先,按照儲(chǔ)量規(guī)模,明確主力層和主力區(qū);然后,依據(jù)最小經(jīng)濟(jì)地質(zhì)儲(chǔ)量規(guī)模,篩選出潛在的可動(dòng)用儲(chǔ)量單元;最后,考慮落實(shí)程度、儲(chǔ)層品質(zhì)、斷層封堵性、流體界面、儲(chǔ)量豐度、疊合程度等因素,評(píng)估各儲(chǔ)量單元風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)量和可靠?jī)?chǔ)量構(gòu)成,得到各儲(chǔ)量單元的分級(jí)認(rèn)識(shí)。
以尼日利亞Z油田為例,首先根據(jù)儲(chǔ)量規(guī)模大小,明確了759油藏、790油藏、811油藏為主力油藏,共計(jì)41個(gè)儲(chǔ)量單元;然后,依據(jù)最小經(jīng)濟(jì)地質(zhì)儲(chǔ)量規(guī)模界限,剔除31個(gè)無(wú)經(jīng)濟(jì)性的儲(chǔ)量單元,初步篩選得到10個(gè)具有潛在經(jīng)濟(jì)性的儲(chǔ)量單元,并按照儲(chǔ)量規(guī)模進(jìn)一步劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3類;最后,考慮有效厚度、流體界面等儲(chǔ)量參數(shù)的不確定性,分析各儲(chǔ)量單元風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)量和可靠?jī)?chǔ)量構(gòu)成,剔除風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)量占比過(guò)高的B1、B2單元,最終優(yōu)選出8個(gè)儲(chǔ)量規(guī)模大、落實(shí)程度相對(duì)較高的單元(圖2中A1、B4、B5、B6、C1、C6、C7、C8)。其中,A1、B6、C6儲(chǔ)量有一定規(guī)模、可靠?jī)?chǔ)量占比較高,可作為第一梯隊(duì)優(yōu)先動(dòng)用;B5、B4儲(chǔ)量規(guī)模大,可靠?jī)?chǔ)量占比中等,可作為第二梯隊(duì)考慮動(dòng)用;C6、C7、C8儲(chǔ)量有一定規(guī)模,可靠?jī)?chǔ)量占比中等,可作為第三梯隊(duì)考慮動(dòng)用。
圖2 尼日利亞Z油田地質(zhì)儲(chǔ)量分級(jí)評(píng)價(jià)
具體到動(dòng)用區(qū),其地質(zhì)儲(chǔ)量可靠性是深水油田開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),由于諸多地質(zhì)不確定性,勘探階段單純采用確定性算法評(píng)估的地質(zhì)儲(chǔ)量誤差較大。針對(duì)動(dòng)用區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量,識(shí)別其主要影響因素,定量評(píng)估其不確定性,對(duì)于客觀認(rèn)知?jiǎng)佑脜^(qū)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、合理采取評(píng)價(jià)措施并制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案極為重要。
2.3.1 敏感性分析
影響動(dòng)用區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量認(rèn)識(shí)的因素眾多,如構(gòu)造深度、儲(chǔ)層厚度、物性參數(shù)、流體界面等,通過(guò)開(kāi)展單一因素敏感性分析,可以識(shí)別地質(zhì)儲(chǔ)量的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),進(jìn)而有針對(duì)性地采取評(píng)價(jià)措施并制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案,防范重大開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生,夯實(shí)動(dòng)用儲(chǔ)量的可靠性。
2.3.2 概率法評(píng)估
采用概率法評(píng)估地質(zhì)儲(chǔ)量已成為國(guó)外石油公司的慣例做法,通過(guò)梳理影響地質(zhì)儲(chǔ)量的各類因素,分析儲(chǔ)量參數(shù)可能的變化區(qū)間,采用蒙特卡洛方法開(kāi)展隨機(jī)模擬,可以得到儲(chǔ)量的連續(xù)概率分布,量化評(píng)估動(dòng)用儲(chǔ)量的可能變化范圍。
以剛果N油藏為例,動(dòng)用區(qū)僅邊部有1口鉆井,主體區(qū)無(wú)井控制,動(dòng)用儲(chǔ)量存在較大不確定性。結(jié)合N油藏地質(zhì)特征,首先開(kāi)展敏感性分析,明確儲(chǔ)層厚度是最敏感因素(圖3a),針對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),提出設(shè)計(jì)領(lǐng)眼井評(píng)價(jià)主體區(qū)的建議,并設(shè)計(jì)了側(cè)鉆預(yù)案;在敏感性分析的基礎(chǔ)上,考慮各儲(chǔ)量參數(shù)變化范圍,采用蒙特卡洛方法對(duì)動(dòng)用區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量進(jìn)行了10000次隨機(jī)實(shí)現(xiàn),得到儲(chǔ)量連續(xù)概率分布,經(jīng)對(duì)比,P50期望值與確定性算法結(jié)果接近,P90期望值和P10期望值分別為確定性算法結(jié)果的0.74倍和1.24倍(圖3b),變化區(qū)間較小,表明地質(zhì)儲(chǔ)量相對(duì)落實(shí),儲(chǔ)量動(dòng)用風(fēng)險(xiǎn)總體可控,為下一步開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指明了方向。
圖3 剛果N油藏動(dòng)用儲(chǔ)量定量評(píng)價(jià)
深水油田開(kāi)發(fā)方案實(shí)施屬于“一次性”工程,從隨鉆到投產(chǎn),從上產(chǎn)再到穩(wěn)產(chǎn),各個(gè)步驟環(huán)環(huán)相扣、前后交叉,方案實(shí)施效果將直接影響油田開(kāi)發(fā)效果。為此提出了以“遞進(jìn)評(píng)價(jià)—快速上產(chǎn)—接替穩(wěn)產(chǎn)”為主線的“鏈條式”開(kāi)發(fā)方案實(shí)施策略,有效防范開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),支撐深水油田長(zhǎng)期高產(chǎn),放大產(chǎn)量的時(shí)間價(jià)值,保障深水油田從建設(shè)到上產(chǎn)、再到穩(wěn)產(chǎn)的高效進(jìn)階。
由于資料基礎(chǔ)、理論和技術(shù)方法的局限性,在前期研究階段對(duì)深水油田構(gòu)造、沉積、儲(chǔ)層、流體性質(zhì)、油藏模式等地質(zhì)油藏特征難以完全認(rèn)識(shí)清楚,地質(zhì)油藏方案不可避免地存在風(fēng)險(xiǎn)敞口。為有效防范開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),深水油田往往模糊化建設(shè)階段與生產(chǎn)階段的界限,通過(guò)采取“邊打、邊投、邊評(píng)價(jià)”的遞進(jìn)評(píng)價(jià)策略,逐步推動(dòng)地質(zhì)油藏認(rèn)識(shí)由點(diǎn)到面、由局部到整體的深化,實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的扁平化管控,有效防范開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的集中爆發(fā)[1]。
以尼日利亞Y油田為例,含油范圍內(nèi)密集發(fā)育百余條斷層,各斷塊單元間的連通性極其復(fù)雜,給開(kāi)發(fā)井網(wǎng)部署及實(shí)施帶來(lái)了極大困難。為此,在隨鉆階段陸續(xù)同步實(shí)施了13組干擾測(cè)試,基于干擾測(cè)試資料分析各斷塊單元間的連通性,及時(shí)指導(dǎo)待鉆開(kāi)發(fā)井的調(diào)整優(yōu)化。例如,B油藏待鉆注水井B25井原本僅設(shè)計(jì)為已鉆采油井B22井注水(圖4a),但干擾測(cè)試證實(shí)采油井B22井和鄰近斷塊已鉆采油井B10井相互連通,為此優(yōu)化了B25井的井位位置,改為同時(shí)為B22井和B10井注水(圖4b),規(guī)避了注水井低效投注、采油井單向受效的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),將有效改善該區(qū)域的開(kāi)發(fā)效果。
深水油田開(kāi)發(fā)投資高,考慮到其折現(xiàn)率及對(duì)投資收益率的剛性要求,可采儲(chǔ)量的時(shí)間價(jià)值對(duì)油田整體經(jīng)濟(jì)效益影響極大,在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高峰產(chǎn)量,將有助于盡快、盡早回收開(kāi)發(fā)投資,確保深水油田的經(jīng)濟(jì)效益。基于以上考慮,首先對(duì)開(kāi)發(fā)方案中所有開(kāi)發(fā)井的地質(zhì)油藏參數(shù)及開(kāi)發(fā)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析,篩選出落實(shí)程度高、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)小、單井產(chǎn)能高的開(kāi)發(fā)井,同時(shí)考慮兼探評(píng)價(jià)需求,優(yōu)先進(jìn)行鉆井并快速投產(chǎn);同時(shí),針對(duì)可能發(fā)生的鉆后變化,預(yù)備一定數(shù)量的替補(bǔ)井,共同保障深水油田穩(wěn)妥、快速達(dá)到高峰產(chǎn)量水平。
以尼日利亞X油田為例,該油田開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)44口開(kāi)發(fā)井,在深入分析地質(zhì)油藏特征及開(kāi)發(fā)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,優(yōu)先選擇了13口采油井、8口注水井和2口注氣井投產(chǎn)。這些井具有位置好、儲(chǔ)層厚、產(chǎn)能高、風(fēng)險(xiǎn)小等特點(diǎn),并兼具過(guò)路評(píng)價(jià)淺層開(kāi)發(fā)層系的作用。得益于此,該油田在投產(chǎn)半年后即達(dá)到了設(shè)計(jì)高峰產(chǎn)量的70%,一年半后即成功上產(chǎn)高峰產(chǎn)量,有效釋放了產(chǎn)量的時(shí)間價(jià)值。
圖4 尼日利亞Y油田 B油藏B22井區(qū)開(kāi)發(fā)方案優(yōu)化前后井網(wǎng)對(duì)比
對(duì)于深水油田而言,在快速上產(chǎn)高峰產(chǎn)量后,還需盡可能長(zhǎng)地維持高峰產(chǎn)量,以充分利用工程設(shè)施能力,實(shí)現(xiàn)深水油田整體開(kāi)發(fā)效益最大化。在首批主力開(kāi)發(fā)井投產(chǎn)快速達(dá)到高峰產(chǎn)量的同時(shí),需針對(duì)開(kāi)發(fā)方案中落實(shí)程度相對(duì)有限、具有一定開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的開(kāi)發(fā)井進(jìn)行細(xì)化研究,逐步摸排風(fēng)險(xiǎn),依次推進(jìn)實(shí)施,形成對(duì)首批主力開(kāi)發(fā)井的有序接替;對(duì)于落實(shí)程度低、具有較大開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的開(kāi)發(fā)井,充分利用先鉆開(kāi)發(fā)井進(jìn)行過(guò)路評(píng)價(jià)或?qū)嵤╊I(lǐng)眼井評(píng)價(jià),為更長(zhǎng)遠(yuǎn)的接替做準(zhǔn)備。
以尼日利亞X油田為例,該油田開(kāi)發(fā)方案于2006年8月正式實(shí)施,2009年3月首批投產(chǎn)13口采油井、8口注水井和2口注氣井,在此后的7年中,又陸續(xù)實(shí)施投產(chǎn)了11口采油井和8口注水井,開(kāi)發(fā)方案最后一口開(kāi)發(fā)井于2016年3月方才完鉆(有2口井棄井),進(jìn)而對(duì)先期投產(chǎn)的開(kāi)發(fā)井形成了逐年連續(xù)接替。以2016年產(chǎn)量構(gòu)成為例,2010年、2011年、2012年、2013年、2014年、2016年新投產(chǎn)的采油井對(duì)當(dāng)年產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率依次為16.7%、10.2%、5.2%、7.8%、12.8%、6.3%,可見(jiàn)后續(xù)投產(chǎn)的開(kāi)發(fā)井為長(zhǎng)期維持高峰產(chǎn)量做出了重要貢獻(xiàn)(圖5)?;谠摬呗?,成功使X油田連續(xù)7年維持在600×104t以上的高峰產(chǎn)量水平,最大化挖掘了油田的開(kāi)發(fā)效益。
圖5 尼日利亞X油田歷年產(chǎn)量構(gòu)成直方圖
高效的生產(chǎn)管理策略對(duì)于提高油田采收率尤為重要[15]。相對(duì)于陸上或近海油田,深水油田生產(chǎn)管理過(guò)程中可采取的調(diào)整手段及作業(yè)措施極為有限,需要基于地質(zhì)油藏特征及開(kāi)發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)狀,有選擇性地強(qiáng)化人為主動(dòng)干預(yù),提升油田生產(chǎn)管理水平。為此提出以“均衡開(kāi)發(fā)—差異優(yōu)化—高效作業(yè)”為主線的“多點(diǎn)式”生產(chǎn)管理策略,從開(kāi)發(fā)方式、生產(chǎn)制度、作業(yè)措施多個(gè)角度出發(fā),建立多方位挖潛增產(chǎn)措施體系,實(shí)現(xiàn)深水油田從夯實(shí)基礎(chǔ)到存量挖潛、再到增量提效的高效開(kāi)發(fā)。
在不考慮生產(chǎn)制度優(yōu)化和人工增產(chǎn)措施的情況下,天然能量的利用是左右深水油田開(kāi)發(fā)效果最為重要的因素。合理選擇開(kāi)發(fā)方式,充分利用天然能量,適時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,強(qiáng)化對(duì)邊水突破、底水錐進(jìn)和氣竄等問(wèn)題的監(jiān)測(cè)及管控,是實(shí)現(xiàn)油藏動(dòng)態(tài)均衡開(kāi)發(fā)、夯實(shí)油藏產(chǎn)量基本面的有效途徑[16]。
以尼日利亞X油田D油藏為例,該油藏為邊水層狀構(gòu)造揮發(fā)性油藏,儲(chǔ)層厚約20m,橫向展布穩(wěn)定,油柱高度近400m。基于上述地質(zhì)油藏特征,確定了采用水平井頂部注氣、底部采油進(jìn)行保壓開(kāi)發(fā)的策略,部署2注4采(圖6a),投產(chǎn)初期即開(kāi)始注氣,并根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)適時(shí)優(yōu)化注采結(jié)構(gòu)[17]。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及時(shí)移地震資料證實(shí),D油藏實(shí)現(xiàn)了人工注入與天然能量的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)均衡,連續(xù)7年保持氣油比穩(wěn)定,連續(xù)9年保持邊水未突破(圖6b),4口采油井平均單井累計(jì)產(chǎn)量已超250×104t,油藏采出程度已超70%,在少井條件下實(shí)現(xiàn)了油藏高效開(kāi)發(fā)。
圖6 尼日利亞X油田D油藏開(kāi)發(fā)示意圖
對(duì)于深水油田而言,生產(chǎn)制度優(yōu)化是一種高性價(jià)比的改善油藏開(kāi)發(fā)效果的手段,可以在不調(diào)整開(kāi)發(fā)井網(wǎng)、不采取作業(yè)措施的前提下,挖掘油藏存量潛力,實(shí)現(xiàn)近“零成本”增效。針對(duì)采油井,統(tǒng)籌考慮產(chǎn)量、壓力、含水率、氣油比等開(kāi)發(fā)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化特征,實(shí)時(shí)調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)液結(jié)構(gòu),有效控制采油井含水率及氣油比上升速度,重構(gòu)地下流場(chǎng),延長(zhǎng)單井穩(wěn)產(chǎn)期;針對(duì)注入井,配合采油井產(chǎn)液優(yōu)化,采取減注、增注或注入井組合調(diào)配等措施,合理控制地層壓力水平,防止注水突破及氣竄的過(guò)早發(fā)生,改善平面及縱向波及狀況。
以尼日利亞X油田F油藏為例,該油藏為中厚層邊水層狀構(gòu)造油藏,采用水平井頂部采油、底部注水開(kāi)發(fā),部署2采2注,F(xiàn)油藏于2010年10月投產(chǎn),兩口采油井均于2017年底見(jiàn)水??紤]到F油藏儲(chǔ)層厚度大,橫向連續(xù)性好,結(jié)合時(shí)移地震響應(yīng)特征判斷存在含水快速上升的風(fēng)險(xiǎn),為此利用智能完井及時(shí)關(guān)閉了采油井F38井上部水淹層段,同時(shí)對(duì)主要來(lái)水方向的注水井F40井實(shí)施間歇式關(guān)停,有效延緩了含水上升速度(圖7)。目前F油藏綜合含水率和產(chǎn)量保持穩(wěn)定,開(kāi)發(fā)效果得到了有效改善。
圖7 尼日利亞X油田F油藏開(kāi)發(fā)示意圖
在有經(jīng)濟(jì)效益的前提下,深水油田也可以有選擇性地實(shí)施一部分增產(chǎn)作業(yè),達(dá)到提質(zhì)增效的目的。目前已成熟應(yīng)用的作業(yè)類型有酸化、堵水、降低井口接入壓力生產(chǎn)等。
4.3.1 酸化作業(yè)
部分深水油田開(kāi)發(fā)井存在儲(chǔ)層傷害的問(wèn)題,酸化作業(yè)是提高單井產(chǎn)能的有效途徑。以尼日利亞X油田G油藏為例,采油井G7井受儲(chǔ)層傷害影響多次出現(xiàn)產(chǎn)能降低的問(wèn)題?;诋a(chǎn)量遞減規(guī)律,研究最佳酸化時(shí)機(jī),針對(duì)該井先后實(shí)施了8次酸化,酸化后產(chǎn)能平均提高1倍以上,累計(jì)增油114×104t。
4.3.2 堵水作業(yè)
針對(duì)進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期的中高含水采油井實(shí)施堵水作業(yè),可以降低油藏含水率,提高單井累計(jì)產(chǎn)量。深水油田開(kāi)發(fā)井多采用智能完井,為實(shí)施堵水創(chuàng)造了有利條件,此外也可以采用機(jī)械堵水方式。如X油田A油藏采油井A26井,經(jīng)過(guò)9年生產(chǎn)后,含水率已達(dá)58%。在動(dòng)、靜態(tài)研究的基礎(chǔ)上,從多個(gè)角度論證了水淹層段,確定了堵水靶點(diǎn),并成功實(shí)施了機(jī)械堵水作業(yè),作業(yè)后含水率降至20%,日產(chǎn)量增加482t,當(dāng)年實(shí)現(xiàn)增油2.6×104t。
4.3.3 降低井口接入壓力生產(chǎn)
深水油田開(kāi)發(fā)中后期由于地層能量虧空,含水率持續(xù)上升,產(chǎn)出液舉升困難,井口壓力持續(xù)降低,最終因低于生產(chǎn)管線壓力而導(dǎo)致關(guān)井。針對(duì)該問(wèn)題,考慮到測(cè)試分離器具有一定的液處理能力,且接入壓力較低,可將中高含水采油井接入測(cè)試分離器,避免采油井提前關(guān)停,延長(zhǎng)采油井生產(chǎn)壽命,最大限度釋放生產(chǎn)潛力。例如尼日利亞X油田,根據(jù)采油井含水率及地層壓力狀況,2018年共將7口瀕臨關(guān)停的中高含水采油井接入測(cè)試分離器實(shí)施降壓生產(chǎn),年內(nèi)實(shí)現(xiàn)增油量6.4×104t。。
(1)提出以“統(tǒng)籌規(guī)劃—分級(jí)評(píng)價(jià)—量化評(píng)估”為主線的“立體式”儲(chǔ)量動(dòng)用策略,囊括不同品級(jí)、不同勘探開(kāi)發(fā)階段的油氣資源目標(biāo),兼顧短期開(kāi)發(fā)效益及長(zhǎng)期滾動(dòng)需求,促進(jìn)資源量到地質(zhì)儲(chǔ)量、再到動(dòng)用儲(chǔ)量的高效轉(zhuǎn)化。
(2)提出以“遞進(jìn)評(píng)價(jià)—快速上產(chǎn)—接續(xù)穩(wěn)產(chǎn)”為主線的“鏈條式”方案實(shí)施策略,有效防范開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),放大產(chǎn)量時(shí)間價(jià)值,支撐油田長(zhǎng)期高產(chǎn),保障深水油田從建設(shè)到上產(chǎn)、再到穩(wěn)產(chǎn)的高效進(jìn)階。
(3)提出以“均衡開(kāi)發(fā)—差異優(yōu)化—高效作業(yè)”為主線的“多點(diǎn)式”生產(chǎn)管理策略,從開(kāi)發(fā)方式、生產(chǎn)制度、作業(yè)措施多個(gè)角度出發(fā),建立多方位挖潛增產(chǎn)措施體系,實(shí)現(xiàn)深水油田從夯實(shí)基礎(chǔ)到存量挖潛、再到增量提效的高效開(kāi)發(fā)。