本书主要介绍了北部湾盆地地质油藏特征及勘探开发存在的技术难题。针对北部湾盆地地质特点,提出北部湾盆地滚动勘探的“两期控砂、三面控藏、断脊-运移、复式聚集”的油气成藏理论,找出具有裂陷初期湖盆扩张背景的低位-水进期和裂陷晚期湖盆萎缩背景的高位期储层,确定了控制油气成藏的三个重要界面,建立复式油气区的成藏规律。
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北部湾盆地是南中国海西北部典型的断陷盆地之一,地处三大构造板块交汇区,蕴藏着丰富的油气资源。油气藏具有断裂分割严重、分布散、规模小的特征。复杂的油藏地质条件和海上油气开发的特殊性,抬高了油气田开发建设和生产的成本,造成众多油田变为边际油田,导致油气勘探开发生产相互制约,低品质油气资源难以有效动用开发。自1986年建成第一个海上油田开始,又陆续投产了两个油田,原油年产量从初始的18×104m3到2000年达到265×104m3的高峰,2003年递减至150×104m3,按照传统的海上勘探开发生产模式,2008年将下降到50×104m3以下,濒临停产。
为满足国家能源需求和开发南海油气资源的需要,笔者2003年提出“以北部湾盆地为靶区,研发海上复杂小断块油田群高效勘探开发技术,实施海上滚动勘探开发生产实践”的策略。围绕既定目标,中海石油(中国)有限公司湛江分公司(以下简称中海油湛江分公司)组建联合项目组,以油气勘探开发为主,涵盖石油地质、地球物理、钻完井、海洋工程、采油工艺及油气储运等专业,经过五年的基础理论研究和实践,形成了海上滚动勘探开发生产理论,集成研发了一套适用于海上边际油田勘探开发生产技术和工程管理理念,取得了巨大的经济效益和社会效益。
首次提出我国近海石油滚动勘探开发理论。
(1)提出指导北部湾盆地滚动勘探的“两期控砂、三面控藏、断脊.运移、复式聚集”的油气成藏理论。具体而言,就是寻找具有裂陷初期湖盆扩张背景的低位一水进期和裂陷晚期湖盆萎缩背景的高位期储层;控制油气成藏的三个界面:最大湖泛面、不整合面和断层面;建立复合油气区的成藏规律:划分不同层系、不同类型、不同成因的油气藏,纵向叠合、横向连片空间组合的油气聚集带。
(2)针对北部湾盆地的油藏地质特征,结合在生产油田的管输容量、动力供给冗余、油气水处理能力及生产设施的分布等区域油气生产现状,建立复杂小断块油田“扩张式”、“蔓延式”、“叠加式”和“移动式”4种开发模式,实现油气资源勘探开发、地面设施和人力资源的共享,提高效率,降低成本的目的。
(3)通过技术攻关,形成微断层增强识别(MFE)和相控频率反演储层预测技术;海上油田重力分异稳定驱开发方式及并联多管分层配注和汇注油田伴生气技术;单筒三井钻井、海上耐腐蚀防结垢的油气输送软管及敷设、电力通讯一体的新型海底光电复合缆、“海上电网的能量管理系统(EMS)”等油气勘探、开发、生产、钻完井、海洋工程及技术支持等领域的七大技术系列和三十余项低成本油气开发关键技术,其中井壁稳定性和钻完井配套技术具有世界领先水平。这些理论、模式和技术有效地将分布复杂的地下资源和海上有限的生产资源系统的综合利用起来,突破了油气田独立开发门槛高的瓶颈,大幅提升了海洋石油的开发水平,引领了海上边际油田开发技术发展。
目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 涠西南开发历程回顾 1
1.1.1 开发模式及生产设施状况 1
1.1.2 整体部署,分步实施 2
1.1.3 储量发现情况 2
1.2 主力油田“扩张式”滚动勘探开发生产 3
1.2.1 主力油田位置及概况 3
1.2.2 滚动勘探开发生产历程 3
1.2.3 滚动勘探开发生产实施效果 6
1.2.4 涠洲12-1油田滚动勘探开发生产的启示 7
1.3 区域油田群的“蔓延式”开发 11
1.3.1 地下认识指导“蔓延式”开发的部署 11
1.3.2 充分发挥生产设施余力,降低开发成本 13
1.3.3 成群建设、精细实施,降低开发成本 13
1.3.4 “蔓延式”促进滚动勘探的进程 14
1.3.5 科技攻关是成功的关键 14
第2章 海上边际油田的特点 19
2.1 国内外现状 19
2.1.1 国外情况 19
2.1.2 国内情况 25
2.2 边际油田勘探开发模式 32
2.2.1 滚动勘探开发思路 32
2.2.2 理论的探索 34
2.2.3 技术的发展 36
2.2.4 实践与效益 36
第3章 边际油田集束评价与滚动勘探 38
3.1 勘探地质认识 38
3.1.1 两期控砂 38
3.1.2 三面控藏 41
3.1.3 断-脊运移 41
3.1.4 复式聚集 43
3.2 区域开发思路 47
3.2.1 勘探开发生产关系 47
3.2.2 区域资源共享与利益最大化 49
3.3 滚动勘探技术 51
3.3.1 复杂断裂地区精细解释及评价技术 51
3.3.2 滚动勘探地球物理技术 53
3.3.3 集束评价与滚动勘探技术 59
第4章 复杂断块油藏钻井技术 64
4.1 井壁稳定技术 64
4.1.1 井壁稳定及其配套钻井技术 64
4.1.2 突破北部湾盆地钻井难题的配套应用技术 65
4.1.3 相关配套技术应用效果 66
4.2 钻井液技术 66
4.2.1 超低渗成膜封堵钻井液技术 66
4.2.2 多尺度强封堵油基钻井液技术 67
4.3 单筒三井钻井技术 69
第5章 复杂断块油藏采油工艺技术 71
5.1 低压储层保护技术 71
5.1.1 ESP与TCP联作不压井修完井工艺技术 71
5.1.2 不漏失防污染管柱工艺 74
5.2 定向开窗侧钻技术 77
5.2.1 定向开窗侧钻技术在油田开发中的作用 77
5.2.2 涠洲11-4油田应用背景 78
5.2.3 侧钻定向井钻井工艺 78
5.2.4 侧钻定向井完井工艺 79
5.2.5 结论与认识 80
5.3 射孔优化技术 80
5.3.1 射孔参数对产能的影响分析 80
5.3.2 钻井污染对产能的影响分析 81
5.3.3 射孔优化设计应用 81
5.4 注采技术 84
5.4.1 同心集成细分注水工艺 84
5.4.2 倒置式电潜泵井下增压注水工艺 90
5.5 油井堵水增油技术 92
5.5.1 化学和机械联合堵水技术 93
5.5.2 选择性化学堵水技术 93
5.5.3 裸眼双封机械堵水技术 94
5.6 北部湾油田气举工艺技术 95
5.6.1 井下固定油嘴气举技术在双油管油井中的应用 95
5.6.2 半闭式气举工艺技术 97
5.6.3 非常规气举工艺技术 99
第6章 复杂断块油藏开发技术 102
6.1 海上低渗油藏开发技术 102
6.1.1 海上低渗油藏的界定 102
6.1.2 地质特征 103
6.1.3 油藏特征 103
6.1.4 开发技术 105
6.2 三维储层地质建模与数值模拟(油藏细分层系技术) 107
6.2.1 油藏细分层系挖潜措施 107
6.2.2 三维储层地质建模 110
6.2.3 数值模拟技术 111
6.3 注气开发提高采收率技术 115
6.3.1 研究背景 115
6.3.2 研究形成的注气理论和技术 115
6.3.3 注气理论和技术应用效果及前景 118
6.4 老油田调整挖潜技术 119
6.4.1 剩余油分布研究 119
6.4.2 主要挖潜技术措施 120
第7章 边际油田工程建设 122
7.1 简易生产平台技术 122
7.1.1 涠洲6-1简易无人井口平台 122
7.1.2 涠洲11-4N简易无人井口平台 123
7.2 单层保温海底管线技术 123
7.3 涠洲油田生产工艺革新 124
7.3.1 海上平台首次成功大修双燃料发电机 124
7.3.2 优化改造解决油田生产瓶颈问题 125
7.3.3 优化改造轻烃回收装置增产增效成果显著 125
7.3.4 巧用搭桥术使油田群稳产、增产、增效又降耗 126
第8章 节能减排技术 128
8.1 涠西南油田群节能技术及应用 128
8.1.1 涠西南油田群用能现状及节能思路 128
8.1.2 涠西南油田群电力组网介绍 129
8.1.3 电力组网中几个关键技术问题 131
8.1.4 涠西南油田群电网能量管理系统(EMS)设计 132
8.1.5 涠西南油田群电力组网实施情况 134
8.2 污水回注减排技术 134
8.2.1 污水减排技术对保护海洋环境的重要意义 134
8.2.2 污水回注对地层的伤害分析 135
8.2.3 注水保护技术 136
8.2.4 回注生产污水与地层配伍性研究 137
8.2.5 回注井注水参数设计 138
8.3 天然气综合利用技术 139
8.3.1 液化气回收技术 139
8.3.2 炭黑生产技术 141
8.3.3 液化天然气技术 141
第9章 工程管理体系 142
9.1 涠西南区域发展规划 142
9.1.1 勘探规划 142
9.1.2 涠西南地区开发规划 145
9.1.3 勘探开发工作量规划 147
9.1.4 生产管理规划 148
9.1.5 天然气综合利用 150
9.2 勘探开发生产“三一”管理模式 151
9.2.1 区域滚动开发基本模式 151
9.2.2 涠洲油田生产服务创新 155
主要参考文献 162
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