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肯基亚克油田现场,碳酸盐岩团队技术支撑油田高效开发。何家农 摄
团队砂岩露头对比考察,与碳酸盐岩沉积储层特征对比分析。陈 松 摄
团队石炭系碳酸盐岩露头观察,与研究区石炭系储层进行对比分析。侯庆英 摄

  11月18日晚10时,中国石油勘探开发研究院中亚俄罗斯研究所会议室内灯火通明,哈萨克斯坦碳酸盐岩油气藏开发创新团队正在与NCOC联合公司及各个股东就哈萨克斯坦卡沙甘项目二期方案进行热烈讨论:

  “我们用各种方法预测了不同裂缝的分布……”这样的英俄双语联合会议,团队人员早已轻车熟路。截至目前,勘探开发研究院哈萨克斯坦碳酸盐岩油气藏开发创新团队已获得国家科技进步二等奖2项,集团科技进步一等奖3项、二等奖4项。该团队还在今年2月获得了勘探院优秀团队称号。

  这个团队成立于2000年,以院首席技术专家范子菲为首共19人,囊括了地质、地球物理、测井、油藏工程等专业,是一支老中青结合、多专业、高学历的创新团队。自中国石油进入哈萨克斯坦以来,该团队就一直为两国油气业务发展输送着中国智慧,承担了让那若尔、肯基亚克盐下、北特鲁瓦、卡沙甘4个碳酸盐岩油气田的研究和技术支持工作。

  边际油田 妙手回春

  项目团队通过技术优化,把原本不可动用的数千万吨可采储量转变为高效开发的优质储量,新井产能提高5倍以上。

  15年前,哈萨克斯坦当地报纸刊登了一则简讯:阿克纠宾肯基亚克盐下油田H8010井获得日产量1100吨以上高产。从被发现到高效开发,肯基亚克盐下油田沉寂了30年,这一消息轰动了整个中亚乃至世界石油圈。成就背后离不开碳酸盐岩油气藏开发创新团队的努力。

  阿克纠宾项目的肯基亚克盐下异常高压碳酸盐岩油藏,储层低孔特低渗,埋藏深,地层压力高,钻井投资大,单井产量低,无经济效益。在范子菲专家的指导下,陈烨菲博士带领团队短时间内把肯基亚克盐下油田研究了个透:上覆巨厚盐丘地震成像差、储层非均质性强,导致高产带不易预测。

  团队成员认真观察分析了300多米的岩芯和1000余张薄片,并开展了12块岩芯岩石力学三轴应力实验和声发射实验及44次的应力敏感实验,大胆提出了“异常高压碳酸盐岩油藏张裂与破裂理论”。以这一新理论为指导,在两轮的375平方公里地震资料重新处理、解释和反演基础上,进行了裂缝分布预测,首次建立了双重介质三维地质模型。这一科研成果支撑实现了在平面上找到高产区,纵向上找到了高产带。通过优化井位部署,最终肯基亚克盐下这块“鸡肋”油田上钻出了两口千吨井。

  厚积薄发 攻坚克难

  团队遇到的核心技术问题是,如何实现裂缝孔隙型碳酸盐岩油气藏在动用气顶资源的同时,保持油环高效开发。

  近5年,赵伦教授及碳酸盐岩创新技术团队成员,就如何支撑让那若尔油田持续稳产500万吨油气当量这一重大科研专项展开攻关。

  团队成员以岩芯描述、铸体薄片资料为基础,结合数字岩芯和成像测井资料,储层类型认识取得突破。同时开展碳酸盐岩储层水驱油岩电实验,结合地质建模和数值模拟,总结出了建立带凝析气顶碳酸盐岩油藏注水开发后期剩余油4种分布模式,开展数字岩芯水驱油模拟实验,评价裂缝发育对水驱波及程度与驱油效率的影响,提出了油环注水开发调整策略。

  针对让那若尔油气田特点,范子菲提出了“气顶油环协同开发”(油环为带气顶的油藏,油藏上部是气顶,下部是水层)。为了证实这一理念的合理性,赵文琪博士一头扎到实验室中,建立了三维和一维物理模拟模型各1个,开展了61组物理模拟实验。与此同时,团队其他成员进行了1104组的机理模型和油田整体方案数值模拟研究。三者相互验证,优化方案40组,团队最终揭示了气顶油环协同开发机理,研发成功了哈萨克斯坦碳酸盐岩油气藏气顶和油环协同开发技术。

  国际舞台 大展身手

  面对质疑,项目团队展示了大量室内实验、物理模拟和数值模拟的翔实结果和成功案例等,使哈国开发委员会信服。

  “为了让那若尔油田方案的实施,3次赴哈,每次3天中哈往返,中间还要转机、坐车。我就追着哈国专家不放,说什么也要把我们的技术方案展示给他们!”赵伦教授和同事津津乐道,透露着海外石油人的乐观和艰辛。

  中方确定的开发方案要获得资源国政府的批准,为此,赵伦多次带队前往哈萨克斯坦,向哈国开发委员会汇报论证中方制定的开发方案。

  在让那若尔油气协同开发方案汇报过程中,哈国专家不同意开发动用气顶,提出:“气顶油环同时开发,会导致原油侵入气顶,影响油环采收率。”面对质疑,赵伦团队展示了大量室内实验、物理模拟和数值模拟的翔实结果,以及国内外与让那若尔类似油气田油气同采的成功实例,并提出了先导性试验成功后的整体实施方案等。一向温文尔雅的赵伦坚定地说:“通过科学合理地控制采油和采气速度,调节屏障和面积注水比例,可保持油水和气水界面平稳运移,实现油气采出程度最大化,提高油气田开发整体经济效益。”

  面对严谨的论证,哈国开发委员会最终通过了让那若尔油气田气顶油环协同开发方案,并在后续执行中大获成功。

  沐浴着“一带一路”倡议的春风,哈萨克斯坦碳酸盐岩油气藏开发创新团队将继续前行,为中国石油海外油气发展创造新局面贡献智慧和力量。

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