黃驊坳陷的大港 灘區(qū)位于渤海 灣盆地腹地， 自 從 1961 年 南側(cè)勝利油田的花 8 井獲得工 業(yè)流油以來，無論是從石油資 源量，還是探明儲量，還是年 產(chǎn)油量，渤海灣盆地都是中國 第一大原油生產(chǎn)基 地。在這個 盆地中，系頁沉積區(qū)頁巖油資 源非常豐富，一類二類資源有 160 億噸，相當(dāng)于整個國家頁 巖油資源量的 1/3 到 1/4，主 要分布在黃驊大港、濟(jì)陽等 11 個有利區(qū)。
頁巖層的分布
對于渤海灣腹地大港油田， 油氣現(xiàn)在的特色是頁巖油和這個 凹區(qū)為特色的勘探。整個黃驊坳 陷一南一北有兩個富油凹陷，南 側(cè)是滄東凹陷，北側(cè)是漆口，實(shí) 際往北濱海新區(qū)的北塘次凹。這 里面有三套系頁層，這三個助力 烴源層就是頁巖油的富集層段， 總數(shù)資源量大概有 30 億噸，相當(dāng) 于南側(cè)勝利濟(jì)陽坳陷的 1/3。 這套頁巖是典型的具有高 頻 紋層結(jié)構(gòu)的頁巖，做粒度分 布可以看到，這個粒徑都是在 62.5 微米，就是粉砂以下級別 占 了 90%。同時這套層系里面是以長英質(zhì)、碳酸質(zhì)為主體的 特征。這套系頁沉積，由于是 陸相斷陷這 種復(fù)雜的盆地，所 以沒辦法照搬前人或者北美經(jīng) 驗(yàn)，所以必須攻克陸相這種斷 陷頁巖油富集主控因素和甜點(diǎn) 分布規(guī)律，水平井優(yōu)快鉆完井 及壓裂工藝，才能夠開發(fā)。
理論與技術(shù)創(chuàng)新
十 多 年 來， 攻 關(guān) 形 成 了 “ 1 3 3 ”理 論 認(rèn) 識 與 方 法 技 術(shù) ， 一體化的創(chuàng)新成果，包括甜點(diǎn) 區(qū)層評價方法，鉆完井、壓裂 和開發(fā)方部署的三項(xiàng)關(guān)鍵技 術(shù)。在這些技術(shù)的支撐下，在 認(rèn)識創(chuàng)新助力下，大港頁巖油 這十來年走出了從零到一的重 要跨越。 十多年來，我們現(xiàn)在主要形 成了“133”理論認(rèn)識與方法技 術(shù)，一體化的創(chuàng)新成果。“1” 就是一項(xiàng)理論，我們叫優(yōu)勢組 構(gòu)項(xiàng)，滯留烴超越效應(yīng)，這種 泥微型頁巖油富集機(jī)理的認(rèn)識。
還有三項(xiàng)，包括甜點(diǎn)區(qū)層評價 方法，包括鉆完井、壓裂和開 發(fā)方部署的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。另外就是理論認(rèn)識，我們 叫“211”， 第 一 個 就 是 優(yōu) 勢 組構(gòu)。高長英質(zhì)脆性礦物、高 頻紋層、高有機(jī)質(zhì)含量和低黏 土質(zhì)。大港頁巖油有兩個顯著 特征，一個是脆性礦物含量是 40% 多，還有一個就是低黏土 質(zhì)?？傮w來說，黏土礦物含量 低于 20%。這樣“三高一低” 紋層型頁巖油，既有利于升油， 又有利于滯留油的富存與可動。 第二個優(yōu)就是“優(yōu)勢區(qū)間”， 頁巖油必須是在這個業(yè)態(tài)窗的 范圍之內(nèi)，現(xiàn)在看就是中等熱 演化階段，大概其 Ro 在 0.7- 1.2 的 范 圍 內(nèi)， 通 過 熱 演 化 試 驗(yàn)可以看到總生烴量 20-60% 都是在頁巖之中。實(shí)鉆錄井的 OSI 和試油資料也可以看到， 在 3，300m-4，200m，包羅線， 就是 OS 值高，所以就超越吸附 效應(yīng)很明顯。另外從試油來看， 在 0.7 以下出現(xiàn)高產(chǎn)的概率大 為提高。
第三個就是超越可動。這 是一套高有機(jī)質(zhì)的頁巖，它天 生對油就有吸附性，因?yàn)樗?親油的。所以說在頁巖層里面， 只有滿足頁巖自身吸附后，多余的業(yè)態(tài)烴才可以動。大概 S1 除上 TOC 乘以 100，只要大于 100 的情況下，這里面的液態(tài) 烴才可動。這里面有個內(nèi)容就 要超越吸附烴量效應(yīng)。 第四個最為核心的問題， 實(shí)際上現(xiàn)在看到頁巖油氣的富 集和常規(guī)油氣的富集到底有沒 有區(qū)別？肯定是有區(qū)別的，但 是如果從本質(zhì)上來看，它不會 超越前人總結(jié)的石油地質(zhì)學(xué) 經(jīng)典理論，也是源儲匹配。富 有機(jī)質(zhì)紋層和具有儲集性能的 富長英質(zhì)紋層，多個源儲，多 個 這樣富存的紋層，甚至叫層 耦，實(shí)際上是一個復(fù)雜的幾何 體。
油在什么地方呢？通過油 氣定量熒光的分析，可以看到 在淺色的長英質(zhì)紋層里面，能 夠 達(dá) 到 27.1mg/g 的 油， 而 在深色的富有機(jī)質(zhì)紋層中只有 0.3mg/g。油顯然是在長英質(zhì) 作為儲集性為主的紋層之中， 這是頁巖油氣。 第五個看吹紋層頁巖油的 富集是有差異性的，差異性體 現(xiàn)在什么地方？體現(xiàn)在它的儲 集紋層。如果有多種類別的儲 集紋層，那就是哪一個儲集紋 層的儲集性能好哪一個就 是 最富有的，說對儲集紋層來講， 兼有優(yōu)富，獨(dú)有也富。對于開 發(fā)頁巖油有一個共同的認(rèn) 識 。 生烴紋層和儲集紋層比較起來 看哪一個更重要呢？現(xiàn)在看儲 集紋層和儲集性能更重要。
評價方法
要想到怎么樣找這個甜點(diǎn) 層？我們制訂了一個鉆探相提的 定量評價標(biāo)準(zhǔn)。有五個方面的性 能參數(shù)：含油性、可壓性、滲流 性和儲集性。這里面 TOC 有沒 有作用？答案是有但是它的意 義不是那么重要。重要的是我們 S1 以及 S1 里 TOC 這個值。S1 代表了這里面游離烴量的大小， 而 OSI 就 是 S1：TOC 的 值， 代表游離烴量的可動效率，這兩 個參數(shù)非常關(guān)鍵。特別是 OSI 這個參數(shù)，OSI 如果在 200 以上， 這個產(chǎn)量出現(xiàn)高產(chǎn)的概率就會大 為提高。
我們要平面上選區(qū)。第一 個 就是要用我們垂手可得的每 口井都有的資料，如果這個資 料 很少，你拿不到，這只能說 在 實(shí)驗(yàn)室有用，在生產(chǎn)上用處 不 大。測井這塊很重要，在巖 心測井資料基礎(chǔ)上我們建立 了 S1 和測井響應(yīng)之間的關(guān)系， 形 成了含油性評價指數(shù)的評價 方 法，把測井資料用起來很重要； 第二個要把地震 資料在平面上 用起來，井與井靠近的資料， 主要是通過交匯 分析，優(yōu)選出 了聲波時差、電阻率作為這幾 種頁巖組構(gòu)相識別的敏感參數(shù)。 特別是通過聲波時差擬合電阻 率反演來識別 演巖性甜點(diǎn)，平 面上每一個小長段的甜點(diǎn)空間 分布就搞出來了。 對資源量的評價和儲量的 計算。
這也是業(yè)界十分關(guān)心的 問題。我們要算頁巖油資源量 的事，如果按照傳統(tǒng)容積法來 算必須要用孔隙度，但是如果 用有機(jī)容積抽提的油有一個體 積，用試驗(yàn)方法能測出孔隙度， 油的體積度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于孔隙度， 所以含油飽和度會大于 100%。 為什么我們的孔隙度測不準(zhǔn)？ 怎么克服這個問題？我 們可以 用體積含油率法，每個立方的 巖石中有多少立方的油，或者 是每克巖石有多少毫克的油， 用百分之比的方法來算。另外 這個 S 可動，我們一個是考慮 了有機(jī)質(zhì)的吸附效應(yīng)，就是 S1 還要乘以一個 K1，減去干酪根 對油的吸附。
儲量計算方法。一個是要用 質(zhì)量含油率法，另一個就是要 用測井資料，因?yàn)檫@個是每口 井都有的。通過多溫階熱 解 和 測井響應(yīng)、電阻率、聲波時差、 密度，尤其是聲波時差和密度 這兩個參數(shù)在我們大港非常好 用，通過建立了這個關(guān)系，確 定了質(zhì)量含油率 Tf，這樣把頁 巖油儲量就能算出來。 地質(zhì)工程一體化。實(shí)際上 就是逆向思維設(shè)計，正向作業(yè) 實(shí)施，要多學(xué)科、多技術(shù)融合， 最終把設(shè)計的藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為工程 作業(yè)，轉(zhuǎn)化為效益的產(chǎn)量。一 是一趟鉆技術(shù)能提高 效率；二 是壓裂技術(shù)，因?yàn)椴?同的巖性 要用不同的技術(shù)來比如說對長 英質(zhì)頁巖，紋層發(fā)育抗壓性好， 長段多簇中等液量，全程滑溜 水，高起泵連續(xù)加砂。而對于灰云質(zhì)頁 巖，可能抗壓性差一 些，不易 形成復(fù)雜縫網(wǎng)。
大港 油田下一 步要斷塞滑溜水這種 連 續(xù) 加砂的壓裂技術(shù)。包括現(xiàn) 在形成的趾端蓄能體積壓裂， 在壓裂首段注入滑溜水，然后 提升地層能量，延長壓后的穩(wěn) 產(chǎn)期。還有二氧化碳前置增等 等，降低原油粘度，增加地層 彈性能量。第三個是開發(fā)方案， 首先是要定好井方位，綜合斷 塊特征，努力打 長水平段，造 大體積縫。 陸相斷陷盆地有特點(diǎn)，微裂 縫，小斷層很發(fā)育，在60度左右， 10MPa 條件下微裂縫就開啟了， 所以井距小了不行。
經(jīng)驗(yàn)啟示
地質(zhì)天然氣，要聚焦生烴 中心和 S1 大于 6mg/g，現(xiàn)在 對頁巖油來說是十分有利的 區(qū) 域。開始選這個甜點(diǎn)的時 候 ， 3mg/g 夠了，現(xiàn)在認(rèn)識到能夠 達(dá)到 6mg/g，就是現(xiàn)在效益開 發(fā)的一類甜點(diǎn)， 這樣甜點(diǎn)鉆探 箱體的厚度鎖定 在 10m 以內(nèi)。 一 定 是在弱構(gòu)造富相區(qū)的生烴 中心來找高 S1，對找頁巖油十 分有利。 水平段長度，要努力打長打 準(zhǔn)一類甜點(diǎn)。
水平井的長度跟 產(chǎn)量是有一個很好的正向關(guān)系。 現(xiàn)在要努力打長水 平段，現(xiàn)在 看是 1，800m 最優(yōu)。 井距由早期的 100~200m， 調(diào) 整 到 現(xiàn) 在 300~400m，根據(jù)壓裂監(jiān)測縫 高縫長，控制這個時間差，有 效避免了井間干擾。 壓裂工藝這塊持續(xù)迭代升 級，形成了趾端蓄能，前置二 氧化碳，多液適砂低粘的體積 壓裂技術(shù)，在大港是一種特色。 我 們 段 藏 50~60 米， 簇 間 距 8~10 米，米液量 35 方，米砂 量大于 2.5 方，壓裂工藝是 2.0 版本。 排采方式一定要控壓排采， 一是合理 的燜井時間，大將是 15~30 天 的 燜 井 時 間， 井 口 壓力如果連續(xù)三天壓降，小于 0.1Mpa，這個時候就開井放噴， 這個時候效果比較好。第二個 是合理的放噴之后控壓生產(chǎn)， 如果降得太快，裂縫閉合之后 80% 都恢復(fù)不了。
一定是一個 合理放噴，況且要是實(shí)時鉆采。 我們實(shí)現(xiàn)了 25MPa 高壓鉆采， 保證了井筒的通暢，這塊鉆采 之后產(chǎn)量能夠提升 2-3 倍，井 口壓力低于 2Mpa，液量小于 10 方的時候下泵，這時候產(chǎn)量 還能提升 2.6 倍。 2025 年計劃進(jìn)一步升級 迭 代壓裂工藝技術(shù)，在 5 號平臺， 更北邊的這個 8 號平臺，打了 15 口水平井立體開 發(fā)，鋪開大 港頁巖油高質(zhì)量發(fā)展之路。主 要指標(biāo)是首年平均日產(chǎn)油由 32 噸 提 高 到 35 噸。EUR 奮 斗 目 標(biāo) 5 萬噸，首年遞 減率要降到 30%， 單 井 投 資 要 降 到 4400 萬元，百萬噸產(chǎn)能建設(shè)再降 5%， 內(nèi)部收益率提升到 10%，桶油 成本控制在 40 美金。 總之，大港頁巖油現(xiàn)在都 是吃的一類甜點(diǎn)，以后這個 飯會越來越差，怎么打井， 怎么研究，這方面有挑戰(zhàn)， 需要繼續(xù)研究。
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