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技术创新令中海油渤海原油产量跃升至1000万吨(组图)


http://finance.sina.com.cn 2005年10月12日 15:02 国资委网站
技术创新令中海油渤海原油产量跃升至1000万吨(组图)
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  10年前,谈到中海油到2004年在渤海的原油年产量要上1000万吨时,很多人都认为不可能实现。因为渤海经历了38年的勘探开发,到1993年底,原油年产量才只有100多万吨。渤海海域的地质构造复杂,大部分是油层比较浅的疏松沙岩的稠油油田,单井产能低,开发成本高,有的油田发现了也无法投入开发。经过努力到1996年最高年产也只能达到200多万吨,到2004年要跃升到1000万吨,简直是一个天文数字!但是海油人通过优快钻完井、边际油田开发、稠油开采等技术研究,找到了高效、低成本开发海洋石油的新途径,使一大批边际油
田得到有效开发,这个目标终于实现了。

  国民经济的发展需要大量的能源,1994年海洋石油总公司给渤海石油公司定的目标是:到2004年原油产量必须上1000万吨的大台阶。这意味着必需再找到5亿吨以上的地质储量,需要再钻200多口探井、500多口开发生产井。在海上要钻这么多井,必须拥有大量的钻井平台。渤海石油公司当时拥有的钻井平台数量严重不足,如何在7到8年的时间内钻成700多口井?如果按常规技术,钻这么多井,需增加的钻井平台和与之配套的拖轮、码头、直升飞机、井队作业人员及相应的后勤支持系统,累计需要增加费用约120亿元人民币。

  上个世纪80年代中期,国际油价一直在低价徘徊,渤海石油公司在辽东湾海域连续发现了锦州9-3、绥中36-1、锦州20-2等几个大油田。特别是锦州9-3油田,当时探明的地质储量达到3000多万吨,而且油品质量好,是轻质原油,是渤海石油公司拿到国家储量委员会颁发的第一个金质奖章的油田。然而,由于开发成本费用居高不下,使得这个油田的整体开发方案始终因为经济评价达不到总公司确定的盈利目标而不能开发,开工之后又停下来。如此几起几落,锦州9-3油田3000万吨的探明储量,似乎成了一根“鸡肋”,食之无味,弃之不甘。

  作为担负国家能源开发责任的海洋石油开发者,当然不肯轻易放弃已经找到的宝贵资源。而且不只是一个锦州9-3油田,当时在渤海类似经济效益处在边标状态的二批油田,探明的储量高达5亿多吨,这是国家的一笔宝贵财富,绝不能轻易舍弃。专家们认为,如果将渤海已发现的地质储量加速转变为产能,实现上千万吨的目标是有可能的。

  中国海洋石油总公司组织专家,对制约油田开发成本的每个因素进行量化分析,最终发现:钻井和完井的成本接近整个油田开发资金投入的一半。钻井、完井周期长是开发成本居高不下的主要原因。根据当时的测算,沿用以往的钻井方式,在锦州9-3油田海域钻一口3000多米深的开发井,需要57天左右的时间,一艘钻井船每天的费用高达60多万元,根据油田开发布井要求,需要钻43口井。算一算这笔账就不难看出,降低成本的最大空间在提高钻井时效,矛盾的焦中在如何缩短钻完井的周期上。

  与此同时,根据总公司当时制定的“九五”规划,油田的勘探、开发,钻井的工作量相当大,按照传统钻井模式下的钻井速度,即使动用全部钻井设备,也无法满足油田勘探开发的要求,从当时的钻完井技术看,考虑到总公司的要求,低成本、高效益开采油田的最好出路是提高钻完井时效,缩短钻完井周期,降低开发成本。

  优尼克的经验在渤海试验成功

  大家都知道,我国海洋石油是最早引进国际资本和国外先进技术的窗口,通过十几年的对外合作,他们从外国专业承包公司那里学到了不少先进技术和管理经验。当时,在辽东湾海区,使用国际最先进的钻井技术,钻井速度有比较大幅度的提高,但要钻一口3000多米的井,周期依然要50多天。

  就在这时,国外的杂志上有消息称,美国优尼克公司在泰国湾埃拉温气田钻一口深3272米的井,只要6-7天时间。这个消息令许多人感到不可思议,为了搞清事实,了解和掌握世界先进的科学技术,海洋石油总公司立即组团到泰国湾实地考察。出现在他们眼前的事实毋庸置疑,竟比传闻的速度还要快,同等条件和要求的生产井的钻井周期,从原来的6-7天缩短到4-5天。

  考察团成员的心灵受到极大震撼,美国人在泰国湾使用的钻井设备,我们也已经拥有,他们运用的先进技术,我们也基本掌握,为什么同样的技术和设备在他们手中就能创造出这样的奇迹?

  在海洋石油总公司召开的“钻井技术与管理工作会议”上,对照美国优尼克公司的做法,从各个环节找差距。关键的问题是我们的思想观念和管理模式太陈旧,过于强调“慢工出细活”,过于追求单项技术的高精尖。于是决定以歧口18-1油田的3口定向井作为试点,全面试用美国优尼克公司采用的所有重大技术措施和管理方法,试验探索快速钻井经验。总公司拟定的目标是:将这一海区的建井周期从原来的57天缩短到32天!

  1995年8月23日,歧口18-1油田快速钻井试验正式开始。

  快速钻井试验项目组实行项目经理负责制,参与快速钻井的各路承包作业队伍也分别成立了各自的项目组,纳入公司的大项目组统一管理,并把单位的集体信誉和为国争光的荣誉感结合起来,创造出团队奋发向上的文化氛围。

  项目组针对歧口18-1的特点,对国际上已经成熟的海水钻进、长裸眼单级封并及无候凝固井、大满贯测井、无油无荧光低毒水基泥浆等8项实用的新技术,进行优化组合。

  同时,要求各路承包作业队伍,凡是能在陆地准备的工作绝不拿到海上去完成。对他们进行精细管理,在拟定具体实施方案时,把完成每道工序需要的时间精确计算到15分钟以内,并提出交叉作业法,打成一览表,交到每个承包作业队伍手里。

  试验真的创造出了奇迹,3口试验生产井,平均井深3561米,建井周期一下子缩短到18.82天,其中最快的一口井仅为13.31天,将这个海区的钻井速度提高了3.3倍!同时还创下几项纪录:歧口18-l-P1井平均日进尺达到263米,创造了国内同类井钻井日进尺第一的纪录;两个PDC钻头打破总公司单次起下钻钻头进尺的纪录;单井装井口时间仅为3.5小时;一个钻头,一次起下钻,钻完一个井眼段;全井固井候凝时间为零;实现不占用钻机时间检测固井质量;整个项目完成的全过程人身事故和机械事故为零;环境保护达到国际先进水平。
技术创新令中海油渤海原油产量跃升至1000万吨(组图)
  实用技术的优化组合与管理模式的突破,带来了巨大的经济效益,项目最终决算:节约成本2286多万元人民币。

  歧口18-1快速钻井试验的成功,极大地鼓舞了海洋石油人的斗志,紧接着又调集精兵强将和优良装备,在绥中36-1油田J区又开始新的优快钻井试验。所钻的15口生产井,平均井深1876米,全部钻完只用了55.6天的时间,平均钻井周期为3.71天,其中最快的一口井为2.6天,将这个区域的钻井速度提高了3.8倍。其中14口井的平均机械钻速、平均日进尺和钻井周期三项指标,大幅度地超过了总公司生产井钻井的单项纪录。

  十大技术开始形成,快速始井全面推广

  在不同海域、针对不同油藏和在不同季节对三个油田进行的快速钻井的试验,都取得了巨大的成功,钻井时效提高了3倍以上。在渤海形成了:快速钻井的顶部旋转驱动;上部地层采用海水钻进;专用PDC钻头设计;PDC钻头+井下导向马达+MWD全井钻井;满足快速钻井要求能保护油层及生态环境的泥浆;综合测井技术及不占用钻机作业时间进行固井质量检测;钻井、固井交叉作业法和无候凝时间固井;表层同段同尺寸井眼集中钻进的钻井工艺;泥浆固相含量高效控制;以“质量”和“环保”为约束条件,以“建井周期”和“安全一票否决”为考核指标的激励机制等十大配套技术。

  设备还是原来的这些设备,人也还是原来的这班人,采用的技术也是当时国际通用的那些技术,只是人的思维方式和项目的管理模式变了,这两个变化带来的是技术的重新组合,带来的是技术的创新和巨大的经济效益。

  实施快速钻井以后,钻完井时间大幅度缩减,开发成本大幅度降低,使一大批原来根本无法开采的边际油田和稠油油田得以开发。

  1998年,曾3次启动又3次被叫停的锦州9-3油田,由于快速钻井试验成功获得总公司的批准,转入开发建设。

  该油田位于辽东湾北部,东西两个平台共有44口生产井,平均井深2300多米。因为油田离岸较近,开发方案最终采用水泥沉箱突出水面的人工岛替代钢结构的导管架。生产井采用将钻机由钻井平台滑移到人工岛上打生产井的新办法,平均建井周期西平台为7.5天,东平台为8.32天,资金投入也得到了有效控制。
技术创新令中海油渤海原油产量跃升至1000万吨(组图)
  1999年4月2日,位于渤海西部的歧口17—2油田,集中在西高点钻27口开发井,钻井总进尺5991米。平均机械钻速60.89米/小时;平均钻井周期5.5天;平均建井周期5.65天。总作业时间比ODP报告批复的天数提前155天。

  1999年7月,绥中36-1油田二期工程要转入开发,因为油田的地质储量大,开发规模比以往的任何油田都要大,受到人们的极大关注。根据地质布井要求,要钻186口生产井,总公司从节约成本出发,变分散的小平台为相对集中的大平台,要求只建6座井口平台,平均每座平台上打井32口,平均井深1876米,其井距只有1.5米乘以1.8米,创造了世界海上平台井口密度之最,这给钻完井作业增加了很大的难度。

  这时恰逢中海油在美国上市。对渤海石油公司要进行比较大的调整,原来在渤海石油公司钻井部一道工作的人员,只选择一小部分人上市,大部分人员被分流到基地公司去了。

  新组建的中海石油(中国)有限公司天津分公司钻井部,对绥中36-1油田二期工程钻井项目组进行了重大改革,将项目组建成一个精干、高效的扁平型、学习型项目组,由参与过歧口18-1快速钻井试验项目,年轻的钻井工程师张春阳担任项目经理总负责。根据工作性质,项目组成员分为合同采办、后勤支持和现场工程三个小组(不设组长),合同采办工作由钻井部相应岗位的人员兼任,后勤支持组一岗一人,现场监督则根据不同阶段的工作量选聘配备。各承包作业公司及提供技术支持与后期保障的单位,与项目组签订承包作业与服务合同,明确各自的责任与权利,接受项目组的统一指挥。项目组实行人本管理,采取不同的管理手段,对钻井作业全过程实施“安全、环保、质量、进度和成本”五大控制。由于在管理上、技术上都采取了更新的措施,经过参与项目各方586.4天的艰苦奋战,比规定时间提前了141.96天完成了这批开发井的钻井作业,平均建井周期仅3.22天,优良率达到100%,又打破了总公司钻井的5项单项记录。

  绥中36-1油田是中方自营油田,推广快速钻井取得了成功。在合作油田能不能推广快速钻井呢?秦皇岛32-6油田是海洋石油总公司与美国德士古、阿科三方合作开发的项目,油田探明的储量为1.7亿吨,全油田共布井163口开发井,平均井深为1844米。经中方推荐,合作方欣然同意。自1999年12月8日开始,项目组按国际作业模式,运用渤海的优快钻完井技术,累计用637天完成了全部钻井作业,平均建井周期为3.93天。共用827天的时间完成了全部完井作业,平均完井周期是5.1天。

  通过绥中36-1和秦皇岛32-6两大油田共计349口生产井大面积的推广应用,现任天津分公司钻井部经理刘良跃告诉我们:现在,渤海的优快钻完井已经成为天津分公司的常规钻井作业模式,被纳入常规管理。我们已经建立健全了各项管理制度,形成了一套行之有效的运作程序。现在不仅在钻完井作业中应用,天津分公司还推广到勘探作业,应用优快钻完井作业模式,集束勘探的作业效率和勘探成功率都大幅提高,现已推广到中海油全系统及各海域。

  不断总结提高 继续创新发展

  渤中25-1油田是与雪佛龙公司合资发现的一个油田。储量达2亿多吨。该油田是渤海地下油藏最复杂,开采难度最大的油田。

  2003年“五一”劳动节前夕,渤中25-1油田项目海上钻完井作业就正式启动了。项目经理张滨海回忆起那段经历时说:“因为渤中25-1油田确实比较复杂,在合作的第一阶段,如何摸索出一套适合该油田开发的,得到合作伙伴雪佛龙认可的,油层不会被污染的优快钻完井的新技术,这在当时是一大悬念。”合作方充分理解而且同意我们采用渤海的优快钻完井技术。由于地质构造复杂,在钻井过程中出现了一些出乎我们预料的问题,据ODP报告介绍,原来的油藏研究认为,该油田是三角洲沉积,按原来要求布的井,打出的第一口井就是干井,打完以后才知道实际上是杂乱的河流相沉积,迫使我们不得不对其他井都要进行调整。

  在这个项目最困难的时期,项目组成员对渤海的优快钻完井技术曾经产生过迷惑。到了2004年下半年,项目组对渤中25-1油田有了更深的了解和认识,他们针对油田复杂的地质构造,采用了新的钻井技术和油层保护理念,如在优快钻井的基础上,首次使用一趟管柱多层压裂充填防砂,首次采用不占用钻机进行返排作业等诸多创新技术。经投产测试表明,油层几乎没有污染,达到了国际先进水平。

  可以说通过对渤中25-1油田错综复杂地质构造的开发,使渤海的优快钻完井技术得到了升华。

  钻井压裂、适度防砂,全面提高油田采收率

  在推广应用渤海的优快钻完井技术的基础上,为了提高油田采收率,又推出钻井压裂、适度防砂技术。

  钻井压裂、适度防砂技术是中海油总裁周守为于2002年提出来的。为了最大限度地释放油层,他设想使用钻井的方法钻开地层,然后直接下筛管,简易完井,让地层里的砂适度地从筛管里随着原油一起产出,在地面进行油砂分离。在南堡35-2油田,钻井平台长毛文洪打开了一桶原油告诉我们:“这种高粘度的原油,是用钻井压裂、适度防砂技术开采出来的。”在这个平台上,有20口钻井压裂、适度防砂的井型。

  南堡35-2油田在这么短的时间内就能生产出如此高的产量,是因为天津分公司把科研课题下放到了项目组,各项目组在生产中遇到了难题,随时可以申报科研课题。这个办法使课题研究与生产实际紧密结合,推广应用起来也非常及时。

  钻井压裂、适度防砂最突出的例子还要数旅大油田群的开发。项目经理安文忠介绍:通过技术攻关,钻井压裂、适度防砂首先在绥中36-1油田C区进行试验,发现比在相同区域类似井的产量要高出5~6倍。消息传来,正在开发的旅大油田项目组对钻井压裂、适度防砂技术又进行了优化,开创了适合旅大油田特点的全新的完井方式。

  在此基础上,项目组还采用大挺进深度射孔、大压差返涌、及时返排、水平分支等一系列新技术,使钻完井的速度达到了极限,产油量也有了大幅提高。今年4月,在有60米油层的高渗透性地层上开钻的旅大10-1井,采用了简易完井、适度防砂技术,井下油流平稳,创造了渤海单井日产油达10000桶的纪录。这在渤海湾和中海油都是史无前例的。

  为了进一步提高钻完井作业时效,加强钻完井作业人员于地质油藏研究人员的沟通,保证井眼沿着设计的轨迹,保持有效进尺,打进好油层,避开差油层,提高油田采收率,天津分公司又开发研究出全新的“实时可视决策系统”。在漂亮的办公楼里,一群年轻人戴着立体眼镜看着三维立体图像的屏幕轻声地讨论着。他们通过先进的技术手段,将现场的各种技术数据和图形,在第一时间同时传输到生产控制中心办公室,钻完井和地质油藏各路专家,通过从钻井平台传送过来的数据和图形的分析、研究和判断,统一认识,快速及时地给现场,下达准确的指令,让钻头按照设计的轨迹行进。通过实践,在旅大等油田水平井中的应用,做到不用钻领眼井段,钻头都能按设计的井眼轨迹,成功着陆在最佳油层内,并使水平段沿着好油层钻进。

  这套实时可视决策系统的应用,对提高油田采收率将会起到非常重要的作用。

  优快钻井的成功靠的是团队精神

  钻井部作业经理邓建明介绍说,优快钻完井技术实际上是平时使用的多项技术的优化与组合,不断创新,加上精细的管理和团队精神,使原本不同单项技术组合的加法效应达到多项技术的乘法效应,钻完井时效比原来的单项技术提高3~5倍,使原本难以开发的稠油油田和边际油田得到经济的开发,就这样在短短10年时间里,靠实施优快钻完井,将渤海的原油产量由200万吨一下子跃升到1000万吨!创造了巨大的经济效益和社会效益。

  渤海的快速钻井技术获得了1998年度国家科技进步二等奖。发展到目前,已申报了十几项具有自主知识产权的专利技术,而且渤海人还把“优快钻井”称之为“优快钻井团队精神”,上升到企业文化的高度来认识。

  因为实现优快钻井,需要作业团队的密切配合,在这个团队中强调的是“双赢”,他们把双赢原则始终贯穿在现代项目管理和合同管理全过程中,甲方和乙方之间的分工与责任非常明确,但甲方与乙方、乙方与乙方之间的利益关系必须协调一致。在实施快速钻井的初期,乙方承包钻井作业的钻井公司担心钻井快了,钻井平台租给谁?承包市场缩小了,公司效益差了职工拿的钱少了怎么办?甲方也非常理解乙方的心理,提出钻一口井的成本不变,快了将给予不同的奖励,形成甲乙方共同体,乙方消除了顾虑,密切配合甲方的工作。

  为了实现快速,他们把木桶的容量不取决于最长的桶板而取决于最短的桶板的“木桶效应”应用到钻完井作业上,钻完井的高效率不取决于干得最好的单位,而取决于干得最差的单位,因为钻井是一个连续性的作业过程,只要有一个环节跟不上,其它所有的环节干得再好也不可能产生好的效果。因此,整个项目的奖励指标,不以干得最好的为标准,而以干得最差的为标准。木桶原理产生的木桶效应很明显,激励干得差的奋起直追,干得好的不仅自己要于好,还要关心和帮助别人都干好。是这种激励机制促使整个团队共存共赢!

  天津分公司副总经理李勇在总结优快钻完井实施10周年的成绩时说:“10年优快钻完井,我们形成了精细化的管理风格,形成了适合渤海湾的一整套开发井钻完井技术,并初步找到了开发稠油油田的钻完井新模式;10年忧快钻完井所积淀出的团队精神已经成为总公司企业文化的重要组成部分,锻炼了一支特别能战斗的队伍;优快钻完井实施10年来,培养了一大批高级专业技术和管理人才,许多同志都已成为海总钻完井界的专家和领导干部,许许多多年轻的项目经理和监督们,在海总的各个领域发挥着重要作用。”

  1998年,中共海洋石油总公司党组下达了学习推广“优快钻完井群体”经验的号召。在纪念优快钻完井实施10周年座谈会上,中国海洋石油总公司副总经理周守为十分感慨地说:“没有优快钻完井,就不会有渤海的今天,就谈不上渤海的1000万吨,也就没有渤海2010年的产量目标。现在很多国家知道了我国拥有高效益、低成本开采海底石油的技术,纷纷要求与我们合作。前不久我们中海油兼并美国优尼克石油公司未果,但我们在其他地方的并购形势非常好。我们必须继续发扬渤海的优快钻完井精神,进一步加快与国际市场接轨,在积极参与国际竞争的过程中,立足于世界石油之林。”

  现在,渤海又找到了几十亿吨储量还没有进行开采,其中大多数都是稠油。为提高稠油油田的单井产能和油田采收率,要将渤海的优快钻完井技术应用到钻井压裂、适度防砂方面,在近期要深入开展“钻井压裂、适度防砂技术的量化研究”;还要开展“欠平衡钻完井技术”;“微型油田开发的钻完井技术”的研究,争取为国家提供更多的石油。


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