大庆油田之最:开发
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【最大的地宫】
大庆最大的地宫又称大庆油田开发科学试验陈列馆,是展示石油地质、勘探和开采的现代化科学技术的专业性博物馆,建于1964年,由大庆油田勘探开发研究院主办,建筑面积3200平方米,陈列面积1480平方米。主楼高三层,陈列标本、实物2570件,技术图表和模型近500件,其中电动模型43件。设4个陈列室:一室主要介绍石油地质勘探、开采基础知识及我国石油工业史。陈列有地质构造标本、成岩矿物标本、金属矿物标本、各个地质历史时期的古生物标准化石和全国各油田原油样品,分为祖国的石油工业、石油的生成和储集、石油勘探、石油开采4大部分。二室为主陈列室,主要展示大庆油田勘探开发的历程与成就,分为油田勘探、油田开发两大部分。一个面积为35平方米的沙盘模型,展示了以油气集输工程为核心的规模宏大的矿区建设景观;一部面积达40平方米表现油田开发程序的大型灯光板上,万点灯光明灭,标志着一万多口油井在生产;带有通道的油层模型,能使观众如身临其境般地看到油井在喷油、注水井在注水。三室是岩芯标本陈列室,展出长465米、比例为1:1的油层剖面,介绍大庆在石油地质和油田开发方面的主要科研成果。地宫每年接待观众达4万余人次,许多党和国家领导人、外宾也到此参观过。1995年,大庆油田开发建设35周年暨5000万吨稳产20周年之际,“大庆石油技术博物馆”建成对外开放后,地宫遂告关闭。
【首次完成中国陆相砂岩油田开发全过程试验】
1965年9月至1966年7月,大庆油田小井距试验区首次完成了中国陆相砂岩油田开发全过程试验。总结出开发各阶段的产油、含水、压力、油层物性等变化规律,对指导中国陆相油田的有效开发具有重大意义。
【首次开展“六分四清”接替稳产试验】
自1970年6月起,大庆油田开始在油田中区西部试验区开展“六分四清”接替稳产试验。在系统总结油水运动规律及注采、测试、油层改造措施的基础上,进一步完善了陆相砂岩油田分层开采技术,为二十世纪七十年代大庆油田开发创出世界高水平提供了技术支持。
【最早进行的开发调整】
油田开发方案调整主要是对油田开发层次、注水方式和开发井网进行调整。大庆油田的第一次调整为局部调整,目的是改善局部地区注水效果。方法是完善注采系统和缩小注采井距,包括在断层区补钻部分油、水井或将部分油井转注,以及进行油、水井补孔和不同层系互补等。这次调整从1969年4月开始,1973年结束。
大庆油田开发初期,根据萨尔图油田断层区开发暴露出的问题编制开发调整方案。先后在断层区补钻调整井26口,转注15口,油、水井补孔9口。调整主要地区有萨尔图油田北部开发区的纯油区,西部和中部开发区的西部。经过调整改善了断层区的开发效果。
油田在局部调整中,在采用多套层系开发地区,选择水动力的“滞流区”进行层系互补;对于油层性质较差,不适于较大切割距开发的油层,利用距注水井较近的其它层系的油井进行补孔,缩小注采井距。
为了提高开发效率,大庆油田采取第一排间井网加密调整。萨尔图油田中区东部原来用萨尔图油层和葡萄花油层两套层系,排距600米,井距500米,两排注水井间布3排生产井进行开发。1966年第一排间钻检查井30口,井距250米,开采萨、葡油层中低渗透层。1969年4月,检查井投产,单井平均日产量达28.3吨,综合含水50%,总压差1.3至3.9大气压,改善了第一排间中低渗透层的开发效果。
1972年至1973年,编制了新的开发调整方案,先后对萨尔图油田中部、南部和北部开发区的13个井排实行点状注水,共转注中间井排的井59口,使采油速度从1.65—1.83%提高到2%。
【最大的开发区块】
采油一厂北一区断东开发区块,面积25.79平方公里,地质储量23635.23万吨。1960年5月投入开发,是大庆油田最大的开发区块。截至2005年8月份,共有油水井1617口,累积产油9800.8482万吨,其中萨葡油层累积产油7131.7749万吨,高台子油层累积产油2669.0733万吨。
【首次形成精细地质建模和描述】
自1991年起,大庆勘探开发研究院逐步形成了河流相储层精细地质建模和描述技术,在很大程度上解决了储层复杂非均质体系精细描述和井间砂体预测的世界性难题,为大庆油田高含水后期开发调整和三次采油的成功应用提供了可靠的技术支持。
【第一个天然气驱油现场试验】
试验从1989年4月开始至1994年3月结束。通过试验表明,注天然气可以扩大波及体积,提高注水开发的正韵律厚油层的采收率,特别是厚油层顶部动用较差的部分,提高采收率4%以上,为今后应用注天然气、开展注氮气和烟道气提高采收率试验有着重要的借鉴价值。
【最早提出寻找“聪明高效井”的时间】
1991年大庆油田开发系统为了挖掘老区油层的潜力,进一步增加可采储量和提高经济效益,提出了寻找“聪明高效井”的措施。它的最初含义是:在开发调整过程中,通过精细的地质研究,发现剩余油饱和度较高的厚油层(主要是非调整层系),射孔投产后产量较高、含水较低,并能稳产一定时间的井。当时,有组织地开展寻找“聪明高效井”工作处于边研究、边进行的起步阶段,有关技术人员充分利用基础井网和调整井资料,对开发调整过的一些地区的沉积相、水淹状况等进行研究,分析油田历年开发调整中,钻遇的水淹程度较低、产量较高厚层投产后的情况,做了大量基础工作。重点解剖了8个区块、237.75平方公里面积上的4475口井电测资料和生产动态资料,绘制311张地质图幅。加强跟井对比,将新井资料及时补充到绘制的图幅上,进行综合研究,寻找剩余油富集井点,考虑控制的储量、注采关系及可能完善的程度,进行产能预测。在喇、萨、杏油田5个区块审定了22口“聪明高效井”井位,投产18口,开井14口,平均单井日产油24.4吨,综合含水43%左右。在葡北地区找到2口“聪明高效井”,其中葡73—92井,投产初期日产油140吨,综合含水6.9%。全年审定的“聪明高效井”主要分布在厚油层的剩余油相对富集地区,少数井射开新钻遇的窄厚砂体。寻找“聪明高效井”的作法,为以后进一步挖掘油层潜力,提高布井水平积累了经验。
【开发油气田数量最多的采油厂】
采油九厂初步探明油气田19个,含油面积1377.6平方公里,总探明原油地质储量2.9874万吨t;探明天然气田7个,含气面积72.3平方公里,天然气地质储量60.78亿立方米。共投入开发18个油气田,其中油田14个,气田7个(独立气田4个)。14个油田共投入开发面积200.4平方公里,动用地质储量6555万吨;7个气田(区)投入开发面积72.3平方公里,动用天然气地质储量60.78亿立方米。油气水井总井数2724口,其中油井2033口,水井675口,气井16口。共有联合站6座,中转站11座,集气站6座。截至2005年9月底,累积产油1111.5053万吨,累积注水4505.7789万立方米,累积产气6.7503亿立方米,采油速度1.2%,采出程度16.96%,综合含水63.97%,含水上升率2.77%,注采比1.78,累积注采比1.61,地层压力12.30兆帕。油田自然递减率为10.46%,综合递减率为8.89%。
【国际油田开发技术会议首次在大庆油田召开】
1982年9月7日至11日,由中国石油天然气勘探开发公司和联合国技术合作促进发展部主办,在大庆召开了“国际油田开发技术会议”。石油工业部部长唐克、顾问张文彬和联合国副秘书长毕季龙参加了会议。中国方面会议主席是石油部科技委员会主任、石油专家闵豫,联合国方面会议主席是美国著名地质学家迪基教授。24个国家及阿拉伯石油输出国组织的专家71人、中方技术专家201人、中国石油系统列席代表303人参加会议。会议围绕当前世界各产油国在油田开发方面所需求的共同目标,集中讨论了“油田地质开发”、“提高采收率”、“油藏模拟”、“碳酸岩油藏的生产实践”,以及“油田开发研究中提出的新概念”五个方面的学术问题。会议期间,中外专家共宣读论文32篇,其中有石油部谭文斌、王乃举、蒋兰撰写的《中国油田的注水开发》,王志武、王启民、兰承静、罗祥撰写的《大庆油田提高注水开发效果的途径》等6篇论文。外国专家对大庆油田注水开发技术给予很高评价,认为中国在根据油藏地质特点选定井网方面做得出色,是个好的样板。
【在世界上首次成功开采表外储层】
进入八十年代,随着稳产期的延长,油田逐步进入高含水期,主力油层含水已高达60%以上。如何实现5000万吨稳产再10年的目标,成为面临的重大挑战。1984年,在编制第二个5000万吨稳产10年规划任务期间,新时期铁人王启民带领科研人员把研究方向瞄准了厚度只有0.5米的表外储层。按照国际惯例,这是被判“死刑”的油层。通过7年的艰苦研究、刻苦攻关,对1500多口井地质解剖、分析,4个试验区45口井的试油、试采,10口取芯井的岩芯测定和分析,对表外储层的地质特征、潜力分布、开采条件、产能特点、挖潜效果及开发效益都有了深刻的认识,使开采试验取得突破性进展。并摸索出一套开发表外储层的技术,实现了由主力油层向薄差油层开采的过渡和产油量的接替。表外储层的开采成功,突破了低贫油层的开采禁区,保证了油田稳产再10年目标的实现。据计算,油田表外储层地质储量可达7.4亿吨,可采储量近2亿吨,按每吨3000元计算,可为国家创造6000多亿元的财富,相当于又找到一个大型油田。
【“三低”油藏有效开发居国际领先水平】
自1985年起,经过10多年的研究和攻关,大庆勘探开发研究院建立起一套“三低”(低渗透、低产、低丰度)油藏有效开发技术,有力地支持了大庆外围油田增储上产。该套技术在储层砂体预测和井网优化设计方面居国际领先水平。
【高含水后期剩余油描述达到世界先进水平】
自1996年起,大庆油田勘探开发研究院在引入数学模糊综合评判和神经网络模式识别技术的基础上,建立发展了一套完整的多油层砂岩油田高含水后期剩余油描述技术,剩余油描述精度超过80%。该技术总体上达到世界先进水平。
【在世界上首先形成储集层泛碱交代作用理论】
大庆油田勘探开发研究院在对松辽盆地深层和海拉尔盆地特殊储层进行科研项目攻关的同时,获得重要的石油地质新发现——储集层泛碱交代作用新理论。该理论是在世界范围内首次提出的涉及陆相储层勘探石油地质研究的重大突破,其基础研究成果具有重大的理论意义和实用价值,是对油田发展起决定性作用的新理论。该理论一经提出,即得到国际石油界最高层次会议组织即世界石油大会的认可。
泛碱交代作用是指松辽盆地深层火山岩和非典型沉积岩以及海拉尔盆地特殊储层岩石中,以广泛钠长石化为主线的、与深部作用有关的岩石矿物学现象。受断裂和深源烃碱流体影响,有明显的热液作用特征,表现为Na、K、Si、Al、CO2、H2O、OH-、Ca、Fe、Ti、S、F等在岩石矿物中的综合涨落现象,以碱金属Na、K交代、蚀变作用为核心特征,并伴生特殊的岩石矿物交代、胶结、蚀变、充填、溶解、水的释放等现象。
已经证明,泛碱交代作用与幔汁即深源含烃碱流体的上升作用(垃圾效应)密切相关,后者是深层天然气形成和储集的重要动力介质,泛碱交代作用对促进有机酸形成和烃类运移等起着至关重要的作用,与深层气的储集有绝对密切的关系。该区的天然气是无机和有机条件混合作用的结果。受该理论指导,在海拉尔盆地发现以柯绿泥石、钠板石为特征的极特殊成岩矿物系列共生组合,解决了涉及储层方面的技术难点。
【在世界首次进行聚合物驱后应用热采技术提高采收率研究】
2002年8月,为开展大庆油田西部斜坡区稠油资源评价,在江37井区完钻大庆第一口完全按热采技术规范设计的稠油开发井。该井由大庆油田勘探开发研究院开发研究二室热采组提出设计方案、设计井位及钻井跟踪。目前该井已投入热采生产。
2002年9月,在大庆朝阳沟油田低渗透扶杨油层,开展了蒸汽吞吐改善水驱开发效果的现场试验,该试验在低渗透油层的开采技术上获得突破性成功,为国内外首创。研究院开发研究二室完成了该技术的可行性评价、技术论证及试验方案设计。
1993年10月葡南地区葡浅12区块黑帝庙油层投入稠油热采开发,这是大庆油田首个针对稠油投入热采开发的区块,由研究院首次开展方案设计并投入实施。
2004年葡南地区葡浅12区块黑帝庙油层提交稠油探明储量,这是大庆油田第一次提交稠油探明储量。
2003年研究院开发二室针对聚合物驱油层剩余油挖潜问题,开展了聚合物驱以后应用热采技术进一步提高采收率技术研究,该技术为国内外首创。2005年在江55-38-38井完成了冷冻取芯,该技术在大庆油田首次应用,研究院开发二室提出设计方案,并跟踪实施。
【国内唯一集试井预测、设计、分析、评价和生产优化于一体的试油测试综合评价体系】
试油测试评价系统包括试井分析、试井设计、不稳定IPR计算、产能试井及储量计算、节点分析、报告排印及试井附件七部分功能。该系统在大庆油田勘探及开发井上应用覆盖率达92.56%,在国内的江苏油田、青海油田、冀东油田、河南油田、塔里木油田、克拉玛依油田、华北油田、四川油田、吉林油田、大港油田、中原油田、辽河油田、江汉油田、胜利油田、渤海油田等16个油田20多家单位进行了现场应用,油田覆盖率达到70%以上。同时,试油测试评价系统还成为测试分公司对外招、投标和对外技术服务的有力辅助工具,先后在渤海、冀东、青海、大港油田使用,为甲方提供了油层参数、边界距离等有价值资料,搞清了构造、砂体分布情况,为下步勘探开发提供了准确的数据,是国内应用最广的综合性试井评价软件。
【全国唯一的二氧化碳驱油现场试验】
二氧化碳驱油现场试验是由法国石油研究院、德西尼普、埃尔夫陈奎坦三家公司合作咨询,部级“七五”、“八五”期间定点科技攻关项目,也是国内首次开展的二氧化碳非混相驱油先导性小型矿场试验项目。注二氧化碳试验前,先期进行了水驱空白试验,从1990年10月18日开始至1991年7月16日结束。试验区综合含水98.6%,全区累计产液20.0168万吨,产油0.4427万吨。1991年6月24日,注入站48KVCR燃气引擎压缩机组试运一次成功。同年7月17日,注二氧化碳矿场驱油试验正式开始,日注气65000多标方,注气层位为葡Ⅰ2层,原始地质储量14.6155万吨,采出程度39.4%。截至1993年3月31日,全部注完设计气量。全区累计注水量26.7794万立方米,累计注二氧化碳气量18142954标立方米,累计产液62.1020万吨,累计产油1.4282万吨,日产油量由注气前的9.65吨增加到17.1吨,日增油77%,采油率提高4.67%,综合含水由98.6%降低到97%,现场试验取得较好效果。
【全国最长密闭取芯段井】
2003年9月4日,大庆油田井下作业分公司修井二大队15109队负责施工的全国最长密闭取芯段井——南1-12-检232井顺利完工。此井位于萨尔图油田南一区,取芯目的主要是检查南一区经过注采后的地下情况,为油田的合理开发提供科学依据,是目前全国油田史上密闭取芯段最长、录取资料最多的取芯井。设计井深1215米,工期45天,密闭取芯段544米,收获率为95%,密闭率90%。该井于2003年8月3日16时开钻,9月4日固完井,实际完钻井深1215米,工期31天,密闭取芯总进尺558米,芯长548米,收获率为98.2%,密闭率93.1%。密闭取芯筒次64次,全井起下钻75次。创出了一个班组在8小时内起下钻两次,出芯两次,生产班组一班在本井施工中共出芯24次筒的高指标。