準(zhǔn)噶爾盆地克拉美麗氣田高效勘探實(shí)踐

摘 要

摘要：準(zhǔn)噶爾盆地腹部克拉美麗氣田從第一口井開鉆到整體探明1058×108m3天然氣儲(chǔ)量，僅用了2年時(shí)間?？碧街?，該區(qū)面臨資源前景不明、工程技術(shù)問題多、鉆井時(shí)效低、勘探周
摘要：準(zhǔn)噶爾盆地腹部克拉美麗氣田從第一口井開鉆到整體探明1058×108m3天然氣儲(chǔ)量，僅用了2年時(shí)間。勘探之初，該區(qū)面臨資源前景不明、工程技術(shù)問題多、鉆井時(shí)效低、勘探周期長(zhǎng)等一系列問題。為此，中國(guó)石油新疆油田公司實(shí)施了一體化項(xiàng)目管理模式：在2007年天然氣勘探展開階段，實(shí)施組織革新、管理創(chuàng)新、地質(zhì)與工程相結(jié)合、各工程工種協(xié)同作戰(zhàn)的措施；在2008年天然氣評(píng)價(jià)階段，勘探開發(fā)整體部署，整體推進(jìn)，保障探明投產(chǎn)。一體化項(xiàng)目管理模式取得了顯著成效：①鉆井速度、純鉆時(shí)效明顯提高，復(fù)雜事故發(fā)生率降低；②防漏取得明顯效果；③加快了克拉美麗氣田的發(fā)現(xiàn)。一體化項(xiàng)目管理模式較好地實(shí)現(xiàn)了各方管理人員及技術(shù)人員的資源共享和互補(bǔ)，縮短了指揮鏈，協(xié)調(diào)和溝通更加暢快，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目費(fèi)用、進(jìn)度、質(zhì)量和安全的有效控制，也提高了項(xiàng)目管理水平。
關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地；克拉美麗氣田；石炭紀(jì)；一體化項(xiàng)目管理；勘探開發(fā)一體化；天然氣評(píng)價(jià)；創(chuàng)新
    克拉美麗氣田位于準(zhǔn)噶爾盆地陸梁隆起東南部滴南凸起西端(圖1)，2006年9月30日，滴西14井在石炭系獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，拉開了在滴南凸起火成巖地層中尋找大氣田的序幕。但在強(qiáng)烈改造型火成巖地層中尋找石炭系自生自儲(chǔ)型油氣藏面臨以下巨大挑戰(zhàn)：
   1) 地質(zhì)深入研究難度大[1]：該區(qū)火山巖經(jīng)歷了至少30Ma的改造，1996年以來才逐步認(rèn)識(shí)到盆地腹部可能存在石炭系自生自儲(chǔ)的含油氣系統(tǒng)[2]，2006年研究的注意力集中到滴南凸起地區(qū)[3]，當(dāng)時(shí)尚待研究的問題很多：氣藏主控因素、巖相平面分布、巖性準(zhǔn)確識(shí)別、儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)、流體類型等[4]。
    2) 鉆井提速難度大：侏羅系、三疊系、二疊系機(jī)械鉆速均較低，深井完井周期長(zhǎng)。目的層石炭系巖性變化大，鉆速更慢且PDC鉆頭選型困難。
3) 地層壓力變化大，工程技術(shù)問題多、時(shí)效低：石炭系是緊臨基底的最后一套勘探目的層，上覆各套層系均需鉆遇，侏羅系及上部地層壓力系數(shù)低，侏羅系以下地層縱橫向壓力系數(shù)變化大。此外，工區(qū)斷層、裂縫、破碎帶發(fā)育，導(dǎo)致井漏頻繁(圖2)。
 
1 一體化項(xiàng)目管理模式的實(shí)施
    長(zhǎng)期以來，新疆天山北坡經(jīng)濟(jì)區(qū)處于缺氣狀態(tài)，中石油天然氣集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)也高度重視準(zhǔn)噶爾盆地天然氣的發(fā)展，為此要求中國(guó)石油新疆油田公司(以下簡(jiǎn)稱新疆油田)必須整合各種資源，快速探明克拉美麗氣田，承擔(dān)起社會(huì)責(zé)任和政治責(zé)任。
    新疆油田在分析了資源基礎(chǔ)、工程難度和發(fā)展前景之后，認(rèn)為有必要在克拉美麗地區(qū)開展一次以信息化為支撐的高科技會(huì)戰(zhàn)。這次會(huì)戰(zhàn)主要分兩階段，根據(jù)各階段的工作重點(diǎn)要求在團(tuán)隊(duì)主力保持不變的情況下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的轉(zhuǎn)換，即在2007年天然氣勘探展開階段，實(shí)行新疆油田和鉆探隊(duì)伍一體化攻關(guān)項(xiàng)目，解決地質(zhì)與工程難題；在2008年天然氣評(píng)價(jià)和建產(chǎn)能同時(shí)推進(jìn)階段，實(shí)行勘探開發(fā)一體化攻關(guān)項(xiàng)目，解決儲(chǔ)量的有效動(dòng)用與產(chǎn)能建設(shè)問題。
1.1 天然氣勘探展開階段
    2007年陸東地區(qū)滴南凸起天然氣勘探工作全面展開，由新疆油田和西部鉆探工程公司組成二體化攻關(guān)項(xiàng)目組，全面負(fù)責(zé)此階段天然氣勘探實(shí)施工作。
1.1.1組織革新
    陸東地區(qū)天然氣勘探一體化攻關(guān)項(xiàng)目在組織機(jī)構(gòu)的組成上遵循新疆油田和施工方“一體化、協(xié)同、聯(lián)合”，專門成立了確保天然氣勘探高效實(shí)施管理機(jī)構(gòu)，由甲乙方組成聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)制定研究部署總體思路，解決項(xiàng)目實(shí)施過程中的重大問題。在項(xiàng)目的運(yùn)行過程中，領(lǐng)導(dǎo)小組基本采取了現(xiàn)場(chǎng)辦公、技術(shù)互補(bǔ)、靠前指揮、扁平管理的工作方式。
1.1.2管理創(chuàng)新
    2007年初，項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組從管理上下功夫，主要體現(xiàn)為：統(tǒng)一思想、統(tǒng)一辦公、統(tǒng)一安排工作、統(tǒng)一解決問題；強(qiáng)化方案、強(qiáng)化監(jiān)督、強(qiáng)化調(diào)整、強(qiáng)化落實(shí)；及時(shí)掌握信息、及時(shí)溝通交流、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)跟進(jìn)部署。
    鉆前，從井位落實(shí)、探臨、鉆機(jī)協(xié)調(diào)、上鉆，做到無縫銜接，杜絕鉆機(jī)“等井位”、“等搬家”等一系列現(xiàn)象；鉆進(jìn)過程中，抓鉆井液，抓進(jìn)度，做到防漏、防垮，不放過任何“小時(shí)間”，保證安全快速鉆進(jìn)；完井試油時(shí)，杜絕等設(shè)備、等方案，各施工工序提前介入，設(shè)備提前到位，工程速度加快但程序不能逾越。以滴西18井完井試油為例，該井完井測(cè)井后立即委托斯倫貝謝公司進(jìn)行資料收集、壓裂方案設(shè)計(jì)，并根據(jù)完井時(shí)間，制訂出詳細(xì)的試油流程計(jì)劃，從完鉆開始，試油工作就穩(wěn)步有序地進(jìn)行，在2007年5月18日鉆井隊(duì)開始搬家，試油現(xiàn)場(chǎng)工作就開始介入，當(dāng)月21日實(shí)現(xiàn)射孔，27日完成壓裂，5月底拿到初步成果，下一輪井的部署開始。
1.1.3地質(zhì)與工程相結(jié)合
    地質(zhì)與工程相結(jié)合指的是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)指導(dǎo)工程實(shí)施，工程實(shí)現(xiàn)地質(zhì)目的。地質(zhì)指導(dǎo)工程實(shí)施的主要內(nèi)容是地質(zhì)跟蹤對(duì)比，鉆頭漏段提示；做好隨鉆監(jiān)測(cè)，防止掛卡漏斷；減少鉆井取心，加大井壁取心力度。工程實(shí)現(xiàn)地質(zhì)目的的主要內(nèi)容是：平衡壓力控制，確保油氣發(fā)現(xiàn)；強(qiáng)化屏蔽保護(hù)，減少儲(chǔ)層污染；提高鉆井時(shí)效，縮短浸泡時(shí)間[5]。以下是操作過程中的5個(gè)實(shí)際做法：①突出重點(diǎn)、優(yōu)化取心，K-P3w兼探層減少取心，減少地質(zhì)循環(huán)，為PDC鉆頭快速鉆進(jìn)創(chuàng)造條件，主探層石炭系不同巖相帶重點(diǎn)顯示段取心，加大井壁取心力度；②對(duì)各井各組壓力資料整理統(tǒng)計(jì)，分層系建立了地層壓力平面圖，對(duì)各井井身結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)分析，確定不同井身結(jié)構(gòu)下鉆井周期及復(fù)雜狀況，達(dá)到優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)目的；③積極推廣欠平衡鉆井工藝，保護(hù)氣層，提高機(jī)械鉆速，在滴西20、滴西181井采用了液相欠平衡鉆井工藝，保護(hù)了油氣層，提高鉆速；④綜合應(yīng)用各種測(cè)井新技術(shù)，解決雙重介質(zhì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)難題，石炭系優(yōu)選FMI、ECS、DSI、CMR、MSCT測(cè)井項(xiàng)目，評(píng)價(jià)儲(chǔ)層及識(shí)別流體；⑤運(yùn)用中途測(cè)試工藝，及時(shí)認(rèn)識(shí)油氣層，加快勘探進(jìn)度，在2006年僅在滴西14井進(jìn)行中途測(cè)試，2007年在滴西17、滴西18、滴西20、滴西21井4口井進(jìn)行中途測(cè)試，為滴西172、181、182等井快速上鉆，加快勘探進(jìn)度。
1.1.4各工程工種協(xié)同作戰(zhàn)
   現(xiàn)場(chǎng)各施工單位協(xié)同作戰(zhàn)，共同制定措施，共同解決難點(diǎn)。以錄井與鉆井的協(xié)同工作為例，首先，轉(zhuǎn)變現(xiàn)場(chǎng)錄井人員的觀念，由以前只重錄井顯示向工程預(yù)報(bào)、參數(shù)選擇分析轉(zhuǎn)變；以地質(zhì)提示、工程預(yù)報(bào)、為提速出謀劃策作為錄井隊(duì)星級(jí)評(píng)價(jià)的重要標(biāo)準(zhǔn)。錄井隊(duì)開鉆前做好單井質(zhì)量策劃，鉆進(jìn)時(shí)，錄井人員每天向井隊(duì)提供預(yù)測(cè)的地層巖性特點(diǎn)、壓力、鄰井復(fù)雜情況、取資料要求，并結(jié)合實(shí)際分析本井可能發(fā)生的復(fù)雜情況、鉆井液密度及鉆頭使用等建議。在PDC鉆頭的使用方面，錄井作出了重要貢獻(xiàn)。由于白堊系艾里克湖組、八道灣組底部、三疊系百口泉組礫石層發(fā)育，錄井人員卡準(zhǔn)層位，在艾里克湖組礫石層鉆穿后至八道灣組底礫巖之前(1000～2950m)使用PDC鉆頭，然后下一只三牙輪鉆頭鉆穿八道灣組底礫巖，再換PDC鉆頭鉆至百口泉組頂部。這項(xiàng)工作極大地提高了鉆井速度。通過錄井、工程的有效結(jié)合，細(xì)化地層巖性對(duì)比分析，強(qiáng)化了PDC鉆頭的合理使用，大大提高了機(jī)械鉆速，同時(shí)，防漏、堵漏工作卓有成效，進(jìn)一步縮短了鉆井周期。
1.2 天然氣評(píng)價(jià)階段
    2007年，通過新疆油田和西部鉆探公司的一體化運(yùn)作，在陸東地區(qū)滴西14井區(qū)、滴西17井區(qū)、滴西18井區(qū)均獲重要發(fā)現(xiàn)，形成了千億立方米規(guī)模發(fā)展的場(chǎng)面。2008年要完成1000×108m3探明儲(chǔ)量并建成規(guī)模產(chǎn)能，難度更大，任務(wù)更艱巨。為此，在2007年一體化項(xiàng)目的基礎(chǔ)上成立了克拉美麗氣田勘探開發(fā)聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)小組，確定的工作方針是一體管理、整體部署、整體探明、整體推進(jìn)。在勘探一體化項(xiàng)目組基礎(chǔ)上又融入了氣藏評(píng)價(jià)和開發(fā)人員，成立了勘探開發(fā)一體化項(xiàng)目組。項(xiàng)目組的主要做法是“三位一體”：管理一體化、工作部署一體化、技術(shù)應(yīng)用一體化。
1.2.1勘探開發(fā)整體部署，整體推進(jìn)
    克拉美麗氣田包括滴西17、滴西14、滴西18、滴西10井4個(gè)氣藏。2008年，通過不斷深化氣藏控藏因素認(rèn)識(shí)，勘探部門在4個(gè)井區(qū)整體部署了8口評(píng)價(jià)井，其中成功7口，成功率達(dá)88%。開發(fā)部門在滴西14井區(qū)、滴西18井區(qū)部署開發(fā)井12口，其中完鉆9口，成功率100%。
    加強(qiáng)井震結(jié)合，確定氣藏邊界。研究緊密跟蹤實(shí)施，制訂方案現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)，及時(shí)驗(yàn)證深化認(rèn)識(shí)。研究人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料進(jìn)一步加強(qiáng)井震結(jié)合，細(xì)化地震巖性(相)響應(yīng)模式，精細(xì)刻畫目標(biāo)，及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整方案。在滴西182井鉆探過程中在花崗巖體之上新發(fā)現(xiàn)一套火山碎屑巖，顯示活躍。井震結(jié)合，及時(shí)重新刻畫出火山碎屑巖范圍，重新部署了滴西184井，擴(kuò)大了滴西18井區(qū)儲(chǔ)量規(guī)模。
1.2.2勘探與開發(fā)相結(jié)合，保障探明投產(chǎn)
    勘探向開發(fā)延伸，開發(fā)提前介入，做到4個(gè)統(tǒng)一：①統(tǒng)一地質(zhì)認(rèn)識(shí)，即資料共享、互相印證，勘探所取得的氣藏特征、面積、厚度展布、邊界、氣水界面在開發(fā)井上印證，反之，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)深化；②統(tǒng)一制訂方案，即部署方案、鉆試方案統(tǒng)一討論、制訂，開發(fā)借鑒勘探在提速、防漏、堵漏、井深結(jié)構(gòu)、鉆頭使用、前欠平衡工藝、壓裂等方面所取得的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；③統(tǒng)一資料錄取，即錄測(cè)資料、試油資料相互考慮、加強(qiáng)互補(bǔ)，勘探密閉取心，開發(fā)系統(tǒng)取心，勘探發(fā)現(xiàn)顯示，開發(fā)試氣驗(yàn)證及試油層相互溝通等；④統(tǒng)一協(xié)調(diào)隊(duì)伍，即鉆機(jī)隊(duì)伍、試油隊(duì)伍相互協(xié)調(diào)，加快進(jìn)度。4個(gè)統(tǒng)一保障了克拉美麗氣田順利探明投產(chǎn)。
2 一體化項(xiàng)目管理模式取得的成效
2.1 鉆井速度、純鉆時(shí)效明顯提高，復(fù)雜事故發(fā)生率降低
    2007年，克拉美麗氣田以石炭系為主要目的層的井共18口，平均井深較2006年增加367m，通過一體化精細(xì)管理、優(yōu)化方案、加強(qiáng)新技術(shù)運(yùn)用、加強(qiáng)專業(yè)聯(lián)合等措施，使得機(jī)械鉆速、純鉆時(shí)效明顯提高，復(fù)雜事故降低，鉆井速度大幅提高。2007年的滴西21、滴西22、滴西172井較2006年的滴西12、滴西14、滴西17、滴西18井，純鉆時(shí)效平均提高了19%，平均輔助時(shí)率從2006年的11.25%降低為2007年的5.57%，平均機(jī)械鉆速度提高了15%～20%，鉆機(jī)月速度提高了30%～45%(表1)；相同井深鉆井周期分別降低了0.8～0.9臺(tái)月，鉆井周期普遍較鄰井提前20d左右，其中滴西22井較滴西17井、滴西18井分別提前24d、45d。
2008年，滴西10井區(qū)滴103、104井比滴西10、滴101、滴102井節(jié)約工期20d左右，平均機(jī)械鉆速比滴102井提高了22%，鉆機(jī)月速度提高了39%(表2)。
表1 滴西17井區(qū)對(duì)比表
井號(hào)
井深/m
開鉆時(shí)間
完井時(shí)間
鉆井周期/d
月速度/m·臺(tái)月-1
平均機(jī)械鉆速/m·h-1
滴西17
4135
2006-10-03
2007-01-25
109.50
1132.88
4.67
滴西171
3854
2007-05-04
2007-07-25
82.29
1405.00
4.96
滴西172
3840
2007-08-20
2007-11-06
78.83
1461.31
6.57
表2 滴西10井區(qū)對(duì)比表
井號(hào)
井深/m
開鉆時(shí)間
完井時(shí)間
鉆井周期/d
月速度/m·臺(tái)月-1
平均機(jī)械鉆速/m·h-1
滴101
3300
2004-05-27
2004-08-05
85.00
1410.26
5.92
滴102
3310
2005-06-25
2005-09-06
78.60
1360.27
5.42
滴103
3300
2008-04-12
2008-06-04
53.42
1853.35
6.37
滴104
3600
2008-07-21
2008-09-15
55.93
1930.97
6.85
2.2 防漏取得明顯效果
    通過防漏、堵漏技術(shù)的應(yīng)用及方案的有效實(shí)施，防漏、堵漏工作取得了明顯效果(圖3)，2007～2008年上鉆的滴西20、滴西21、滴西22、滴西171、滴西172、滴西173、滴西181、滴西182、滴西183、滴402、滴404、滴103、滴104、滴西25、滴西31井等井發(fā)生井漏的次數(shù)、漏失量及處理井漏耗費(fèi)時(shí)間均大幅度減少。
2.3 兩年時(shí)間快速探明并開發(fā)克拉美麗氣田
    2007年完成3輪鉆井，上交天然氣控制儲(chǔ)量853×108m3，上交天然氣預(yù)測(cè)儲(chǔ)量516×108m3；2008年上交天然氣探明儲(chǔ)量1058×108m3，建成3.7×108m3產(chǎn)能，并于同年12月18日向?yàn)豸斈君R市供氣。
3 結(jié)束語
    1) 克拉美麗氣田兩個(gè)階段(2007年天然氣勘探展開階段；2008年天然氣評(píng)價(jià)和建產(chǎn)能同時(shí)推進(jìn)階段)、兩種一體化項(xiàng)目管理方式(實(shí)行新疆油田和鉆探隊(duì)伍一體化攻關(guān)項(xiàng)目；實(shí)行勘探開發(fā)一體化攻關(guān)項(xiàng)目)是一次很好的嘗試，它是在特定條件下的創(chuàng)新管理，使項(xiàng)目不同決策部門和施工方緊緊的“捆綁”在一起，實(shí)現(xiàn)了雙贏的目的。
    2) 兩年的實(shí)施效果表明，一體化項(xiàng)目管理模式是對(duì)常規(guī)項(xiàng)目管理模式的突破，其倡導(dǎo)多個(gè)項(xiàng)目投資方和各參與方、施工方遵循“一個(gè)思想，一個(gè)團(tuán)隊(duì)，一個(gè)目標(biāo)”的管理理念，較好地實(shí)現(xiàn)了各方管理人員及技術(shù)人員的資源共享和互補(bǔ)，縮短了指揮鏈，減少了界面協(xié)調(diào)工作量，協(xié)調(diào)和溝通更加暢快，達(dá)到了項(xiàng)目費(fèi)用、進(jìn)度、質(zhì)量和安全的有效控制，有效地提高的項(xiàng)目管理水平，提高了油田的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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(本文作者：凌立蘇 何文淵 黃衛(wèi)東 金立新 中國(guó)石油新疆油田公司勘探公司)