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渤海油气新名片
2023年09月12日 09:29 来源于 中国石油石化    作者:本刊记者 于 洋        打印字号
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  垦利6-1油田开启了海上油气开发的新范式。

 

  黄昏时分,海平面上泛起微红的霞光。在接驳船里晃晃悠悠将近2个小时的我们终于远远地看到了垦利6-1油田的中心处理平台。翻滚的浪涛之间,垦利6-1油田中心平台如钢铁巨龙般牢牢地矗立在渤海湾,以昂扬的姿态守护着海上油气资源的开发。

  有人说,垦利6-1油田是石油人在渤海湾再次谱写的激荡篇章。从“汇聚脊控制源外油气成藏与富集”勘探理论的革新,到“多级动力套管引鞋”下套管等技术的突破;从灵活应用区域一体化开发模式到全面标准化建造的探索,一次次无畏的尝试,一次次勇敢的创新,都让垦利6-1油田区块焕发出前所未有的活力!

  “鸡肋之地”的零突破

  “在莱州湾北部低凸地区找油气,我们找了将近40年,但收获并不多。”中海石油有限公司天津分公司(以下简称天津分公司)渤海石油研究院地质总师杨海风说。从油气供给条件看,莱北低凸起地区一直以来是勘探工作者眼中的“香饽饽”:它北接黄河口富烃凹陷,南邻莱州湾富烃凹陷,具有得天独厚的油气供给条件。但无奈从20世纪70年代开始,包括中国海油、日中石油及壳牌等多家石油公司在这里投入大量人力、物力,分别围绕潜山、古近系和新近系的层系开展了多轮研究,均未获得商业油气发现。这也让莱州湾北部低凸地区成为渤海唯一一个没有油田发现的凸起区,在很长一段时期成为油气探勘的“鸡肋之地”。

  时间来到2019年。这一年5月,国家能源局主持召开“大力提升油气勘探开发力度工作推进会”。会上国家能源局提出“石油企业要落实增储上产主体责任,完成2019—2025七年行动方案”的工作要求,业界称之为“油气增储上产七年行动计划”。该计划提出后,三大石油集团及延长石油纷纷调整各自的油气勘探开发部署计划,持续加大上游发展力度,凝心聚力向着油气增储上产目标冲刺。

  而此时渤海油田面临着随着勘探程度的深入,规模型构造圈闭已经钻探殆尽的局面。基于传统地质认识已难以持续获得规模型储量发展,渤海油田的勘探该往哪个方向找呢?这成为最大难题。

  生于渤海,成于渤海。渤海石油人有的是于惊涛骇浪中奋勇奔腾、向前无悔的气势。

  观念一转天地新。基于“汇聚脊控制源外油气成藏与富集”的新认识,渤海石油人积极转变勘探思路。在显性构造目标里找不到,那就到大型汇聚脊发育的凸起区、隐伏型汇聚脊发育的斜坡区和洼陷带里找!

  功夫不负有心人。在新的认识指导下,垦利6-1油田区块的发现打破了莱州湾北部低凸地区多年的沉寂。这次发现,不仅给渤海油田带来了1亿多吨的油气探明储量,更突破了渤海浅层无规模型构造圈闭可找的困局,证实了“汇聚脊控制源外油气成藏”认识的科学合理型和实用性,为新近系明化镇组大型岩性圈闭的勘探提供了借鉴。可以说,“垦利6-1油田的成功发现,打开了地质学家们对渤海浅层勘探研究的思路,推动了渤海浅层勘探方向由过去的显性构造目标勘探转向以新认识为指导的隐性目标勘探。”杨海风说。

  峰回路转,垦利6-1油田的发现让渤海莱州湾北部低凸起地区迎来了黄金时代。经证实,垦利6-1油田具有储量规模大、油品性质好、测试产能高的特点,石油探明地质储量超过1.07亿吨,包括4-1/5-1/5-2/6-1和10-1N共5个区块,建成投产后可供100万辆汽车行驶20余年。垦利6-1油田巨大的勘探前景,为渤海南部区域开发体系的持续发展注入了强劲动力,为渤海油田持续绿色稳产10年、上产4000万吨目标的实现奠定了坚实的基础。

  区域联动重构群产能

  俗话说“巧妇难为无米之炊”,那有米之后呢?发现垦利6-1油田的喜悦退去后,沉静下来的渤海石油人开始思考如何将这个亿吨级的大油田开发好。因为这个亿吨级的大油田有个特别的地方——不整装。“海上油气开采与陆地不同。海上开采成本较高,油藏区块需要达到一定数量井口规模,整体开发才有优势。垦利6-1油田属于浅水三角洲沉积,窄河道多期叠置,纵向“单一式”、平面“枝蔓式”分布,油田储量大、油层厚度薄、分布广、储量丰度低,如何高效益开发是摆在渤海石油人面前的又一道难题。”天津分公司开发部地质资深专务杨柳河介绍说。

  这意味着如果以过去传统的开发方式进行开发,垦利6-1油田的开发难度与成本都比较高。此时,渤海油田正在向整体开发新阶段迈进,油气富集和分布规律已基本明确,并已建成近170座海上平台、4艘FPSO(浮式生产储卸油装置)、超2000公里油气集输管网和6大陆地油气处理终端,地下“资源网”和地面“设施网”两张网已经成型。垦利6-1油田能否与周边的油田区块形成联动,降低开采成本呢?

  办法总比困难多。渤海石油人详细研究垦利6-1油田周边项目发现:垦利6-1油田群周边已建设施有垦利3-2油田群,以及后续接入的垦利10-1油田、渤中34-9油田、垦利10-4油田、垦利16-1油田等。垦利3-2油田群建设有2座中心处理平台、5座井口平台及1座原油终端,垦利10-1油田建设有1座中心处理平台和2座井口平台,渤中34-9油田建设有1座中心处理平台和1座井口平台,垦利10-4和垦利16-1油田各建设有1座井口平台。“针对这种特点,我们采取了‘整体规划、区域统筹、分步实施、快速建产’的原则。”天津分公司开发部开发工程师张效楠说。具体而言,就是对垦利6-1油田区块这个大碎盘子分“4-1区块”、“10-1北区块”、“5-1、5-2、6-1区块”三期开发。先去开采具备开发条件的,尽量利用周边的生产设施,降低开发成本。

  在这一思路下,他们按照“依托已建设施,优先投产”的原则,让垦利6-1油田依托BZ34-9,4-1区块新建1座井口平台。2022年2月投产,率先实现了高峰产量16万吨;一个月后,依托KL10-1,10-1N区块投产,高峰产量33万吨。紧接着,5-1、5-2、6-1区块新建1座CEP和6座井口平台,在2022年12月投产,高峰产量177万吨。

  “在依托和建造新平台的同时,结合垦利油田群未来开发规划,我们还铺设了各规格钢制海管共10条,全长约113公里。”张效楠说。这些海管将油田主体区6座采油平台及附近油田群油气处理平台连成一个舀油的斗状管网,与勺柄状的既有原油上岸陆地管线贯通后,油田产出的原油将犹如脚踏北斗七星般,通过新老海底管线“手拉手”将原油输送上岸。

  垦利6-1油田开发模式又一次成功实践了区域一体化开发模式,同时对垦利油田群设施进行了“加强”与“重构”,使该区域设计产能达到1×107m/a。而得益于整体化开发模式,垦利6-1油田这个亿吨级的油田开发从2020年2月12日启动前期研究到2022年12月31日项目全面投产,仅用了2年的时间。

  工程设施标准化跑出加速度

  在天津分公司工程建设中心渤南区域项目组经理沈留兵看来,垦利6-1油田项目可以说是跑步上马的。加速度的背后,还有渤海油田的一项秘密武器——全面标准化建造。为尽早实现油田投产,保障国内能源供应,垦利6-1油田全部结构单体均采用标准化模式进行设计建造,项目周期平均缩减两个月。

  传统的海洋石油工程通常采用“量体裁衣”模式,每个项目完全个性化设计。而垦利6-1油田的标准化建设,形象地说就是将海上油气设施划分为“S码”“M码”“L码”等不同系列,每个系列形成一套标准技术成果,从而通过复制大幅减少设计工作的重复性,推动海上油气工程的高效建造安装,并可通过系列化设备材料批量采办显著降低工程建设成本。

  标准化建造大大缩短了海上平台的部件的生产时间,也让沈留兵肩上的担子更重了——海上安装的时间也要提速。垦利6-1油田由4-1、5-1、5-2、6-1、10-1北等一系列区块开发项目组成,包括11个导管架、11个组块平台共22个结构单体,总重量达5万吨,堪称“超级工程”。项目的核心工程垦利6-1油田中心处理平台是一个8腿中心处理平台,装载有130多台套设备,包括一座80人生活楼,设计重量15500吨,相当于近两个埃菲尔铁塔的重量,为渤海油田迄今为止最重浮托组块;不仅如此,油田项目的管线安装也为近年来的“渤海之最”,管线长度22000米,电缆总长350000米,机械设备175台套。

  用沈留兵自己的话来说,“标准化让海上平台的建设提速,也让他们这些工程建设人员们痛并快乐着”。“痛”是因为总在思考如何更快一些,“乐”是每次完成不可能的挑战就会获得成功的满足感。为了项目保质保量地完成,过去一年,沈留兵几乎都是在海上度过的。在这一年多的海上安装过程中,面对浮托组块重量和尺寸大、目标海域位海底管线错综复杂等挑战,沈留兵和项目团队应用数字化工具进行三维建模和计算分析,精准设计浮托技术方案,自主开发多浮筒悬链线计算软件,对系泊布置进行反复优化,通过多拖轮联动控船,实现上部组块一次精准就位,创造了受限空间和复杂海底环境下大型海洋油气平台浮托施工的新纪录。

  “像这样体量的工程一般需要两年的时间建成,我们用了一年多的时间就完成了。尤其是当工程安装遇到冬季施工、疫情和海上台风等不利因素,标准化建设可以为项目早日投产争取宝贵的时间。”沈留兵说。近年来中国海油通过对渤海油田40多年来已建工程项目的共同点、差异化进行系统研究,基于大量数据统计分析,结合油气开发需求和最新建造工艺,经过系统设计技术创新和深入的技术论证,形成一套覆盖导管架、组块、生活楼等工程设施的标准化技术方案,为国内海上油田工程建设标准化模式革新奠定了坚实基础。

  硬核技术彰显钻完井实力

  在回顾垦利6-1油田项目的建设过程中,记者常常被各个环节的项目人员全力以赴的精神所感动,为他们敢于接受挑战的勇气所折服。

  “垦利6-1油田的井,我们基本上完井即投产。”天津分公司垦利区域钻完井项目经理冯硕介绍说。这意味着,冯硕和作业团队要保证完井的高质量。而对于油田地质油藏情况变化频繁、过路层和目的层层岩性复杂等情况,要高质量钻完井谈何容易!“地质情况复杂,项目时间紧,要求区域集中化开发,我们就探索多种类型的技术方案,创新应用了6项核心钻完井技术。”冯硕说。这些技术的应用为项目高质量的开展奠定了基础。

  其中,有两项核心的技术的应用填补了国内空白。第一项是首次应用的智能完井与水平裸眼井分段充填一体化工艺技术,这次也在垦利6-1油田WHPB平台B12H井得以成功应用,更为无人平台高效开采提供了新思路。水平裸眼井分段填充工艺创新使用带有旁通通道的隔离封隔器,实现了水平裸眼井分段填充的技术难题,“打破了常规裸眼完井工艺的技术瓶颈,解决了水平井分层、精细控水、泥岩封堵等技术难题。”冯硕介绍说。这项工艺使用9个开度井下液控滑套,通过对各产层生产制度的精细调节,避免了层间干扰,实现了垦利6-1油田产层精细控水、分层开采等工艺需求。“智能完井与水平裸眼井分段充填相结合,进一步强化了‘完井设计—生产动态监测—生产优化决策’的一体化管理模式,有力推动了垦利6-1油田亿吨级油田项数字化智慧化油田建设的步伐。”冯硕说。

  而作为另一项的“多级动力套管引鞋”下套管技术,因为对操作人员技术要求较高,很少被应用。这项技术是一种多功能辅助下套管工具,通过水力驱动径向涡轮结构,实现套管引鞋转动,进行划眼。技术虽复杂,但带来的效果却非同一般。“这种下套管的技术,有助于套管通过狗腿度大、井径不规则井段,适合垦利6-1中存在下套管困难的水平井,具有优化井眼清洁、改变流态的优点。”为了成功应用这项技术,冯硕和作业团队深入探索工具适用特性,提前制定详细预案,灵活处理现场情况,实现了该工具的首次国内应用,为渤海油田大位移井套管下入作业提供了蓝本。

  除此之外,冯硕和项目人员还在垦利6-1油田采用了9-5/8套管测井技术,配合大功率爬行器,可不占井口时间补测,平均单井可节省测井时间1天,节约费用150万元;完善浅层大位移井的配套技术体系,实现大位移钻井作业的安全高效;投产井口模型的预装工艺,相比传统模式,单井可以缩短油田建设投产周期3-4天,同时降低施工成本和风险,提高生产效益……

  一项项核心技术的突破和应用,让垦利6-1油田从不可能变为可能,也让渤海向世人展示出一张中国海上油气开发的崭新名片!

  责任编辑:赵 玥

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