四川盆地侏罗系致密油勘探开发进展与对策

2017-05-23 10:16杨跃明杨家静闫伟鹏
石油实验地质 2017年3期
关键词:大安侏罗系四川盆地

黄 东,杨跃明,杨 光,杨家静,闫伟鹏,杨 智

(1.中国石油 西南油气田公司 勘探开发研究院,成都 610041;2.中国石油勘探开发研究院,北京 100083)



四川盆地侏罗系致密油勘探开发进展与对策

黄 东1,杨跃明1,杨 光1,杨家静1,闫伟鹏2,杨 智2

(1.中国石油 西南油气田公司 勘探开发研究院,成都 610041;2.中国石油勘探开发研究院,北京 100083)

四川盆地侏罗系原油勘探开发历史悠久,“十二五”期间在致密油地质理论和现代勘探开发工艺等关键技术的指导下,系统开展了攻关研究,取得了多项新进展、新认识。但就目前的认识和勘探开发成效而言,仍处于致密油起步和探索阶段。要实现效益开发主要面临深化理论认识、突破关键技术、加大管理创新、科学有序推进等挑战。基于该区复杂的地质条件和不可预见的国际原油形势,要实现四川盆地侏罗系的效益开发,需加强资源优选,落实“甜点”;突出技术攻关,突破瓶颈;加大管理创新,降本增效;科学合理组织,有序推进。

致密油;效益开发;侏罗系;四川盆地

四川盆地是一个大型含油气叠合盆地,纵向上发育多套含油气层位,是中国油气工业的基地和摇篮。原油纵向上主要分布在侏罗系,平面上大面积分布于盆地中部的川中地区,面积约4×104km2。自1958年以来,四川盆地石油勘探开发经历了“早期勘探起步”、“滚动勘探开发”、“30万吨原油上产”、“原油调整稳产”和“重大专项科技攻关试验”5个阶段。经过半个多世纪的勘探开发,已发现5个油田、18个含油区块,累计生产原油超500×104t。虽取得一定的勘探开发成效,但年产量一直在10×104t左右徘徊,尤其是“十一五”以来,由于投入减少,年产量逐年下降,实际产量与资源评价结果相差较大,未能实现规模效益开发。在国内外致密油气勘探开发取得重大突破的背景下,“十二五”期间中国石油西南油气田公司在非常规油气理论和技术的指导下,系统开展了盆地侏罗系致密油的石油科技重大攻关,取得了丰硕的成果,积极有序地推动了盆地侏罗系致密油勘探开发的稳步发展,为侏罗系致密油规模效益开发奠定了坚实的资源和技术的双基础[1-8]。

1 地质背景及勘探开发概况

川中地区侏罗系地层为一套以碎屑岩为主、夹介壳灰岩的三角洲—内陆湖泊相淡水沉积,总残余厚度一般在2 000~3 000 m,地层埋深具有南浅北深、东浅西深的特征。侏罗系纵向上发育4套泥质烃源岩,主力烃源岩为大安寨段和凉高山组,有机质类型主要为Ⅱ型,处于生油高峰期;自下而上发现了珍珠冲段砂岩、东岳庙段介壳灰岩、大安寨段介壳灰岩、凉高山组砂岩和沙溪庙组一段砂岩5套储层,纵向上多层叠置,平面上大面积分布。储层物性大安寨段介壳灰岩最低,平均孔隙度仅为1.06%,沙一段砂岩孔隙度最高,平均为3.4%。储集空间类型多样,发育微米—纳米级孔喉,总体上致密化程度高,属于特低孔、特低渗储层。储层与烃源岩紧邻或紧密共生,烃储空间搭配好,近源充注明显,油层纵向上多层叠置,平面上大面积连续分布,局部富集高产。

川中侏罗系目前已建成5个油田(桂花、金华、中台山、莲池、公山庙),发现18个含油气构造或区块,累计获得石油三级地质储量约1.6×108t。截至2015年底,累计生产原油505×104t,其中大安寨段占82%,凉高山组占12%,沙溪庙组占4%,珍珠冲段占2%。“十一五”以来,由于受供需关系和国际原油价格持续低迷的影响,勘探开发工作量不断减少,原油产量不断下降,目前川中原油年产能已下降到4×104t左右,勘探开发形势不容乐观。要达到规模效益开发,需持续开展攻关研究,在资源、技术上做好储备,为盆地侏罗系致密油的彻底解放和效益开发提供有力的双保障[9-15]。

2 “十二五”期间勘探开发新进展

“十一五”末,中国石油天然气集团公司咨询中心专家组针对四川盆地侏罗系石油勘探开发前景,开展了大量研究,并向集团公司提交了“关于十二五期间设立四川石油重大科技专项的建议”,得到集团公司的高度重视,并同意设立科技攻关专项,重点开展盆地侏罗系石油的“4个重新认识”:资源量和储量、油藏类型、裂缝型储层以及工程技术适应性。经过“十二五”期间的持续攻关,取得了多项研究和勘探技术的新进展和新认识,有力推动了盆地侏罗系致密油的勘探开发。

进展一:资源评价结果揭示,5套油层侏罗系致密油资源量达16.1×108t,位列全国第五,其中大安寨段占60.6%,川中仍然是致密油勘探开发的主战场,但资源丰度最低,开发难度较大(表1)。

进展二:储层整体致密,属特低孔、低渗储层。储集空间类型多样,尺寸较小,主要为微—纳米级,动静态资料综合揭示裂缝—孔隙(孔洞)型储层是高产、稳产的主要对象。虽然盆地侏罗系累产超过1×104t的油井仅占总井数的20%~30%,但累计产量占总产量的60%以上;累产1×104t以上的油井储层类型主要为裂缝—孔隙(孔洞)型(图1)。

表1 四川盆地侏罗系致密油资源量与国内其他致密油盆地对比

进展三:储层与烃源岩紧邻或紧密共生,5套油层纵向上多层叠置,近源充注。平面上,油气井分布不受构造圈闭控制,含油范围远大于局部构造范围,宏观上具有大面积连续分布的特征(图2)。

进展四:砂岩物性相对较好,地质、地球物理、工艺技术配套较为成熟,先导试验效果显著,2口沙一段水平井测试平均产量22 t/d,较相邻直井产量提高3~5倍,砂岩致密油勘探开发配套技术初步形成,具备推广应用条件。

3 存在的问题

经过“十二五”期间的攻关研究和先导试验,取得了地质、地球物理、开发措施、工程等方面的新进展和新认识,但四川盆地侏罗系致密油特殊的地质背景,以及半个多世纪的勘探开发成效进一步说明,该区致密油勘探开发难度较大,还有许多亟待解决的问题,侏罗系致密油规模效益开发任重道远。

问题一:资源与产量不匹配。资源量大,资源转化率低,两级分化突出。全国第四次资源评价表明,四川盆地侏罗系致密油资源量达16.1×108t,位列全国致密油第五位,资源量丰富,其中91%的资源分布在川中地区。但经过近60年的勘探开发,仅发现5个油田,累计探明储量0.81×108t,控制储量0.24×108t,预测储量0.56×108t,累计生产原油505×104t。四川盆地致密油探明率极低,未发现资源量超过92%,开采率极低,尚有96%的剩余可采资源量,剩余资源量主要分布在大安寨段,其次为凉上段和沙一段(图3)。

图1 四川盆地侏罗系大安寨段致密油储层类型

图2 四川盆地川中地区侏罗系5套油层油井平面分布

问题二:储层改造工艺未能突破。资源评价结果和生产效果揭示,主力产油层位为大安寨段介壳灰岩,致密油资源量达9.78×108t,占侏罗系致密油资源量的60.6%,目前已经累计生产原油413.17×104t,占致密油总产量的81.7%。 “十二五”期间大安寨段先导试验8口井,仅有高浅1H井水平井+体积压裂获得了53.5 t/d的高产工业油流,其余7口井水平井+体积压裂技术均未获得明显效果,测试产量介于0.1~1.3 t/d,未达到体积压裂目的和效果,大安寨段介壳灰岩主体储层改造技术尚不明确(表2)。

问题三:成本与效益挑战。国际油价低位运行,效益开发压力巨大。受供需关系和经济发展形势的影响,国际原油价格从2008年的147美元/桶,跌至目前的45美元/桶,在低油价下,国内外致密油均面临成本与效益挑战。“十二五”期间致密油先导试验攻关5口钻井、试验正常水平井成本分析表明,成本主要集中在钻井工程(35.84%)、储层改造(28.82%)以及试油作业(10.26%)三大类,累计占总成本的75.28%,单位成本高达17 361元/m(图4)。根据目前的致密油单井投资和操作成本及产量,对致密油经济效益进行预测,要达到致密油开发不亏,油价不得低于137.5美元/桶,当内部收益率达12%时,油价不得低于222.2美元/桶。

问题四:甜点如何科学、有效实施。富集区初步明确,如何实施还不明朗。经过“十二五”期间的攻关研究,侏罗系致密油具有“近源充注、大面积分布、甜点富集”的成藏富集特征,富集区分布受源储匹配、优质烃源区、储层发育区和裂缝发育带共同控制,根据典型油田、油井建立富集区评价标准,并初步明确了富集区分布。富集区南起安岳,北至平昌,西起三台,东至渠县,分布面积达10 150 km2,油层埋深南北向最大高差达2 000 m(图5)。此外,“十二五”期间2口砂岩致密油先导试验井均获得高产,与之相适应的勘探开发配套技术已经形成。在现有技术手段、成本条件以及地质认识条件下,选择哪套地层、哪个地区才能实现致密油的效益开发,需要进一步论证。

图4 四川盆地侏罗系致密油先导试验井成本分布

图3 四川盆地侏罗系致密油资源勘探开发现状

表2 四川盆地致密油介壳灰岩储层先导试验水平井工程技术问题

4 相应对策建议

对策一:资源优选,落实“甜点”。资源评价结果分析表明,虽然四川盆地侏罗系致密油资源量大,但对比国内其他致密油区依然存在不足。如储层致密化程度高,资源丰度低,开发措施简单,开采难度大等。因此在资源评价结果的基础上,进一步根据已探明油田内的累产超万吨油井的动静态资料,以相对优质储层为突破口,深入开展“甜点”区的评层选区工作,促进资源量向储量、储量向产量的转化,切实解决资源与产量两级分化严重的突出矛盾。

对策二:技术攻关,突破瓶颈。资源评价和已开发效果均揭示大安寨段勘探开发潜力巨大,是四川盆地侏罗系致密油最重要的产油层位。由于存在致密化程度高、储层厚度薄、非均质性强等诸多难点,储层评价与预测、储层改造技术等关键瓶颈技术还未形成,无法满足四川盆地侏罗系致密油规模效益开发的需要[16-19]。

对策三:管理创新,降本增效。在吉林油田致密油试验区,通过创新管理模式、提高工作效率、转变经营理念,实现了降本增效,给了我们极大信心。结合四川盆地侏罗系致密油的特点,一方面加强多学科有机结合,全面评价致密油勘探开发效果,形成特色鲜明的致密油勘探开发技术体系,降低致密油勘探开发的风险;另一方面,有序加大市场化力度,通过良性竞争,有效控制成本。川中油区95%以上工程技术服务属于关联交易,市场化程度很低。目前非常规事业部已向市场跨出了一步,已承钻2口原油井,成本下降26%左右,钻井成本由19 594元/m下降到14 288元/m。通过市场化运作,引进社会化钻井、试油队伍,引入竞争机制,降本增效初见成效[20-24]。

图5 四川盆地川中地区侏罗系大安寨段有利区与探明油田

对策四:科学组织,有序推进。分别从“甜点”特征、配套技术、钻井投资等方面综合分析,科学组织,有计划、有目的地对不同类型致密油进行分布实施。砂岩致密油:建立规模效益开发试验区,以开发为目的,在探明区将配套技术集成应用,实施过程中进一步优化,降本增效。介壳灰岩致密油:建立水平井体积压裂试验区,以勘探为目的,在川中南部地区集中力量开展工艺试验,攻克瓶颈技术。该区大安寨段储层物性相对最好,且致密油“甜点”发育;大安寨段埋深浅,单井投资相对最少;钻井、测井、地震等资料丰富,有利于“甜点”综合评价、老井上试和井组部署[25-29]。

5 结论

(1)四川盆地侏罗系致密油资源量大,5套含油层系纵向上叠置,平面上大面积分布,但致密油形成条件复杂,规模效益开发难度巨大。

(2)“十二五”期间依托中国石油天然气集团公司石油科技重大专项攻关,取得了多项新认识和新进展,勘探开发初见成效,有力、有序地推动了四川盆地侏罗系致密油勘探开发,为致密油的规模效益开发奠定了坚实基础。

(3)四川盆地侏罗系致密油还处于单井试验阶段,通过资源、技术、管理、组织等方面的精心组织和实施,当油价回暖到一定程度时,其规模效益勘探开发值得期待。

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(编辑 韩 彧)

Countermeasure and progress of exploration and development of Jurassic tight oil in the Sichuan Basin

Huang Dong1, Yang Yueming1, Yang Guang1, Yang Jiajing1, Yan Weipeng2,Yang Zhi2

(1.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,PetroChinaSouthwestOil&GasfieldCompany,Chengdu,Sichuan610041,China; 2.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,Beijing100083,China)

The exploration and development of tight oil in the Jurassic has a long history in the Sichuan Basin. Many new developments and recognitions have been made during the 12th Five Year Plan based on tight oil geological theory and modern exploration and development techniques. However, tight oil exploration is still in beginning stages, facing the challenges of deepening theoretical knowledge, innovating key technology, improving management, and promoting development methodically. Due to complex geological conditions and the unforeseeable international crude oil supply situation, some advice was proposed to realize development efficiencies of the Jurassic tight oil in the Sichuan Basin. Target selection should be optimized to identify “sweet spots”. New techniques are necessary for breaking bottlenecks. Improved management helps reduce costs. Scientific organizations can promote tight oil development systematically.

tight oil; beneficial development; Jurassic, Sichuan Basin

1001-6112(2017)03-0304-07

10.11781/sysydz201703304

2016-10-08;

2017-03-07。

黄东(1980—),男,硕士,工程师,从事致密油气地质综合研究。E-mail:hdong@petrochina.com.cn。

“十三五”国家油气重大专项专题“四川盆地致密油资源潜力、甜点区预测与关键技术应用”(2016ZX05046006-008)资助。

TE132.1

A

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