水平井技術在國內外油氣開發中已得到廣泛應用
20世紀30年代,美國在老井中側鉆出了8米長的水平井眼,標志著水平井技術初露端倪。水平井技術于20世紀80年代獲得迅速發展并日臻完善,它包括物探、油藏地質、井眼軌跡設計與控制、鉆井與鉆井液、測井和完井、測量儀器以及采油氣技術和工藝等一系列重要的工程領域,是一項綜合性配套技術。至2004年,國外水平井數量已超過4萬口,主要分布于美國、加拿大、前蘇聯等69個國家。其中美國2000~2004年共完成水平井6969口,2005年以后更是以每年超過3100口的速度遞增,水平井數量占總井數的7.6%;加拿大水平井數量超過總井數的10%。
我國早在20世紀60年代就在四川碳酸鹽巖中打了磨3井和巴24井(采氣)兩口試驗水平井,但由于當時受技術水平的限制未獲得應有的效益。“八五”期間,水平井技術攻關被列為國家重點攻關課題,經過10余年的技術攻關,水平井技術在國內已得到大面積推廣應用,到2006年我國共完成水平井2100余口,其中包括50余口分支井。從應用效果來看,目前國內已在幾個關鍵指標上創出新高:水平段長度已超過3500米,水平位移超過4100米,最淺水平井只有135.6米(水垂比達2.2),鉆遇儲層最薄只有0.5米,單井日產油量達到460噸。但總體來看,無論是應用規模還是反映技術水平熱處理要參數,與國外相比都還有較大差距。
中國石化自上世紀90年代初開始采用水平井進行勘探和開發。1991年勝利油田與美國合作完成的第一口科學試驗水平井埕科1井,拉開了中國石化大規模采用水平井開發的序幕。至2006年底,中國石化共完成水平井840口,其中包括6口分支井,水平井已累計采油1568萬噸,目前年產油約占中國總產量的75%。
水平井技術促進油氣藏的高效開發
國內水平井技術的應用,已由早期的零散挖潛為主向新區、老區產能建設整體應用發展,中國石化整體應用水平井占水平井總數的70%以上。目前水平井已廣泛應用于整裝、斷塊、邊底水、稠油、低滲透、特殊巖性等油藏,特別是在復雜斷塊、稠油、低滲透等邊際油田的開發中發揮了重要作用,其應用比例高達60%以上。勝利油田的營93-平2井,連續10年實現高產,單井累計產油17.6萬噸,是目前中國石化所屬油田中水平井單井產油最高的井,現在仍然保持日產11.2噸的水平。勝利油田采用大位移水平井實現了墾東油田405區塊的海油陸采。西北分公司在塔河油田采用水平井開發的比例高達32.3%,目前單井平均日產量在30噸左右。該公司采用水平井對西達里亞油田進行調整挖潛,將含水從90%下降到74%,提高采收率近3個百分點。遼河油田的曙1井應用SAGD技術完鉆66口水平井,平均日產油19.6噸,是直井的3倍,實現了稠油油藏的高效開發。長慶油田與殼牌公司合作在長北地區低滲透氣藏中完鉆的CB1-1雙分支水平井,獲得日產天然氣100萬立米的高產氣流。大慶油田采用水平井開發肇州等薄層低豐度邊際油田,平均單井日產油達到20噸,是直井的3~6倍,獲得很好的經濟效益。從國內水平井應用的總體效果來看,每口水平井的鉆井成本約為直井的1.5倍,但其日產油量是直井的2~5倍,含水率比直井降低30%~50%,增加可采儲量是直井的2~3倍。
水平井技術規模應用還受諸多因素制約
從股份公司水平井技術交支情況來看,目前制約水平井規模應用的因素還比較多,即有對水平井規模開發這種新理念認識不足的問題,也有工藝技術瓶頸的問題,還有對水平井開發的管理問題。水平井開發特別是水平井整體開發方式,有別于傳統的油田開發方式。對這種新開發方式,有兩種錯誤的認識:一是把當前成熟的、基本配套的水平技術當成可望而不可即的技術去對待;二是把水平井開發出現的一些非主流問題歸咎于客觀原因,從而影響了快速推廣水平井應用的信心和決心。這種思想觀上出現的問題,往往是影響新技術推廣應用的重要因素,只有解放思想,轉變觀念,才能真正推動水平井技術的規模應用。從國內掌握的技術來看,目前熱采稠油油藏水平井開發技術和分支井技術已取得突破性進展,水平井分段壓裂技術和地質導向技術取得階段性成果,有待進一步試驗攻關。但在長水平段的地質導向技術、長水平段的儲層保護技術、長水平段的儲層改造技術、分支井產層保護技術、鉆井液配伍技術等方面,與國外相比還有較大差距,一定程度上制約了國內水平井技術的規模應用。在管理方面,目前針對水平井整體開發的油藏經營管理還不到位,從水平井前期井位設計到后期開發缺少一套高效活的管理辦法,特別是沒有建立起全過程跟蹤分析的高效團隊。凡此種種因素,在一定程度上制約了水平井技術的大規模推廣應用。
水平井技術必將得到進一步推廣應用
水平井技術之所以能夠在國內外得到廣泛應用,主要得益于它較高的投入產出比。與傳統的直井開采方式相比,它具有延緩底水錐進、增加油氣井的泄油面積、提高油氣井產量和采收率、增加可采儲量等優勢,特別是能夠實現難動用儲量的高效開發。隨著技術的不斷進步,水平井對復雜油氣藏的適應性將越來越強。在新區產能建設方面,應用水平井技術將使得開發方案更加優化,“少打井、要打就打高效水平井”的開發理念將進一步深入人心。在老區產能建設和挖潛調整方面。水平井技術將幫助我們真正實現“油藏精細管理”的目標,韻律層、薄互層、斷塊邊角等剩余油相對富集的部位對水平井而言,挖潛易如探囊取物。對于低滲透、稠油、縫洞型碳酸鹽巖等邊際油田來說,水平井以其更大的鉆遇率和更大的泄油面積,可大大提高油藏的動用程度,國內外許多成功的實例業已說明,采用水平井技術能夠實現邊際油田的高效開發。人們有理由相信,隨著水平井在石油企業的大規模應用,必將掀起國內油氣田新一輪高效開發的熱潮。