据统计,中国陆上低品位储量约有119亿吨。如果人们不能面对这个现实,勘探开发工作的路将越走越窄。经过长期探索,人们对低品位石油资源已经有了较为客观的认识,形成了一套比较成熟的开发和钻采技术。从国内外经验来看,以复杂结构井为主导的新技术将是解冻低品位储量的有效手段。
据宇博智业市场研究中心了解,5月18日,辽河油田边台北潜山日产油217吨。而就在8年前,这个区块的日产量还不到现在的1/5,只有42吨。
让沉寂20多年的边台北潜山重获新生的,正是一项名为复杂结构井的新技术。这项技术让越来越多的难采储量变成高产区块,让潜在资源变成现实油气。
复杂结构井,优势在哪里?
“少井高产。”谈及复杂结构井的主要优势,有关专家这样表示。
一份资料显示,复杂结构井的产量约为同期水平井的2倍至3倍,为同期直井的5倍至6倍。
从数据上看,复杂结构井可谓是普通水平井的“升级版”。直井开发的是一个层段,水平井开发的是一个平面,复杂结构井则是三维立体开发,优势不言而喻。
虽然单井进尺长、投资高,但复杂结构井在钻井和完井时,可以从主井眼上直接增加分支,共用垂直井段,降低了油田的总体开发成本。从地下看,增加了钻头在油藏内有效进尺的比率,降低了钻井成本;从地上看,可共用一套采油集输设备,降低了建设和管理成本。
国内外的实践也证明了这一点。据中国报告大厅、宇博智业市场研究中心的2013-2014年中国石油石化行业信息化发展研究年度报告显示北美地区直井、水平井和复杂结构井的吨油操作成本比例为1∶0.48∶0.39。据Ggardes定向井公司报道,一口复杂结构井可以节省18口直井的井场。辽河油田上千口井应用复杂结构井技术后,减少土地占用1290万平方米,减少钻井1503口,减少地面管网390公里,取得经济效益和社会效益的双赢。
解冻低品位储量,让更多原油“见青天”,是复杂结构井的另一大“特长”。
复杂结构井技术具有增加泄油面积、提高裂缝钻遇率等技术优势。在辽河油田,复杂结构井取得了提高低品位储量动用程度、采油速度和采收率的效果。由于投资成本适中,回收期短,部分区块投入开发1年就已完全收回投资。
复杂结构井,复杂在哪里?
1984年投入开发的安1井井区,截至目前,相邻的5口油井中,2口井不出油,2口井累计产油1000多吨,另外1口井累计产油17.2万吨,可谓是“十里洋场鱼龙混杂”。
安1井井区只是一个代表。目前,复杂结构井的战场多为复杂小断块、复杂内幕构造潜山、薄层稠油等区块,并且多是直井部署效果差、未能动用的边际储量,难度可想而知。复杂结构井,到底复杂在哪里?
地质设计复杂。以辽河油田为例,复杂结构井大多部署在构造复杂、非均质性强、含油面积小于1平方公里的破碎断块上,有利储层和开发对象难以描述。尤其是裂缝性潜山油藏,裂缝呈不规则分布,裂缝预测是世界级难题。
工程实施复杂。复杂结构井对钻遇率要求高,钻探中能否精确打中“靶心”是一大难题。套管开窗工艺是复杂结构井施工的重要环节,窗口质量比普通侧钻井要求高,施工难度相对较大。此外,复杂结构井是一项系统工程,一个环节出问题,整个井就可能全报废,对各环节都有着极高要求。
后期管理复杂。复杂结构井的修井作业目前仍处于起步阶段,现场管理也属于新鲜事物,现有经验较少。
虽然面临一系列困难,但是经过攻关,科研人员破解了多项瓶颈技术。目前,复杂结构井在储层精细刻画、油藏工程设计、钻完井配套工艺方面均取得进展。目前,我国的复杂结构井钻井成功率和油层钻遇率较高,低效井比例远低于行业标准,整体经济效益较好。
复杂结构井,效益在哪里?
如今,复杂结构井已成为提升单井产量、提高储量动用率的利器。但专家表示,对复杂结构井不能“盲目崇拜”,任何一项技术都不能“包打天下”,复杂结构井仍有较大提升空间。
那么,复杂结构井如何打出高效益?
单井控制储量直接决定累计产量的高低,进而影响最终效益。
开发方式是决定稳产“寿命”的核心。以复杂结构井为主,辅以多种井型结构、多种井网组合、多种开发方式,将是主流。辽河油田形成了双水平井SAGD、水平井蒸汽驱等十种开发方式,与常规开发方式相比,增加可采储量4494万吨,采收率提高7个至8个百分点。在沈阳采油厂,科研人员还设计了三底分支水平井,即上水平井注汽,中水平井采油,下水平井注水,补充能量方式更加多样。
选择与油藏特点相适应的钻完井技术,是复杂结构井获得较高产能的关键。小33块和小35块是两个相邻的火山岩油藏,利用直井开发采出程度仅为0.53%。科研人员经研究决定采用双分支水平井,“一井横跨两块”。小35-H1成为中国石油第一口跨断块高产分支水平井。
此外,保持合理的地层压力,最大限度提高储量动用程度,也是影响复杂结构井开发效果的关键因素。
专家介绍,复杂结构井为油田持续开发打开了富有想象力的空间。复杂结构井已被确立为21世纪初世界石油最具发展潜力的8项新技术之一。我们期待着复杂结构井为效益稳产再立新功。
用高科技解冻低品位
复杂结构井的优异表现表明,解冻低品位储量,高科技含量的新技术必不可少。
从世界石油工业发展规律看,一个油区随着勘探程度的加深,低品位储量在发现资源中的比例将越来越大;随着开发时间的延长,剩余资源中品位变差的概率也逐渐增加。据统计,中国陆上低品位储量约有119亿吨。如果人们不能面对这个现实,勘探开发工作的路将越走越窄。
经过长期探索,人们对低品位石油资源已经有了较为客观的认识,形成了一套比较成熟的开发和钻采技术,同时,30多年的改革开放,为多种形式开发低品位石油资源提供了资本市场和技术市场。
与低品位相对应的是高风险。动用这些低品位储量,将面临技术和经济的双重挑战。从国内外经验来看,以复杂结构井为主导的新技术将是解冻低品位储量的有效手段。然而,仅依靠这一项技术远远不够。如果说复杂结构井技术是航母,人们还需要包括巡洋舰、驱逐舰在内的航母编队。精细油藏描述技术、复杂结构井钻完井及钻井液技术、压裂改造技术都是复杂结构井技术的得力伙伴。
低品位储量的概念是相对的。只要创新理念和技术,加强科技攻关,降低成本,在一定的油价条件下,我国大部分低品位储量可以进行商业开发和生产。这对于增加原油产量、提高勘探效益、保障国家石油安全意义重大。
延伸阅读
什么是复杂结构井
中国报告大厅、宇博智业市场研究员表示,复杂结构井指的是具有任意井眼轨迹或者具有多个分支的井。复杂结构井在储层面积一定的情况下可以扩大渗流面积,并且可以减少流动摩擦造成的产量损失,能在保证产量的情况下减少钻井进尺,节省材料费用。目前,应用复杂结构井开发油田已经成为一种趋势。
2008年至2013年,美国已有超过1.7万口多分支水平井,加拿大有超过1.2万口多分支水平井,其他地区大约实施5000口。
复杂结构井的发展
1. 20世纪20年代,业界首次提出多分支井概念。
2. 1953年,苏联66/45井(9个分支井眼,产量是直井的17倍)的成功,标志着复杂结构井技术正式诞生。

3. 20世纪90年代以后,随着定向井、水平井等相关技术的快速发展,美国、加拿大各石油公司迅速着手多分支井技术的开发研究和现场应用。
4. 1997年春,壳牌公司在阿伯丁举行了复杂结构井技术论坛,并按复杂性和功能性建立了TAML分级体系。
5. 近年来,复杂结构井更新速度加快,实现了工程为地质油藏服务的目标,获得了较大的经济效益。