目前,浙江、新疆、长庆等油田公司针对页岩油气、致密油气等非常规油气资源广泛开展了地质工程一体化应用实践,在缩短钻井周期、提升单井EUR(最终可采量)方面取得了良好成效。“地质工程一体化是实现复杂油气藏效益勘探开发的必由之路”已经成为广泛共识。
我国非常规油气资源丰富,但地面多山地、地下埋藏深、非均质性强、技术要求高、开发成本高等问题给非常规油气勘探开发带来了诸多挑战,主要表现在部署设计难度大、提高优质储层钻遇率难度大、精细钻井压裂设计难度大、产能维护难度大等方面。
2015年,国内油气勘探开发领域首次明确了地质工程一体化工作理念。近年来,其理论内涵在实践中不断丰富完善,逐渐形成了适合本土化的地质工程一体化定义及工作方法。通过搭建一体化平台,研发一体化技术,实施一体化管理,组建一体化团队,形成了具有中国石油特色的“一体化管理、一体化研究、一体化设计、一体化实施”的地质工程一体化运行模式。
通过组织结构扁平化、油公司与工程技术服务公司高度协调配合、多项目统筹协调等手段,实现集成、动态、高效管理。西南油气田成立地质工程一体化中心,负责地质工程一体化全流程精细管理。利用区块链、云平台等技术实现多源异构数据的分布式存储与集成共享,推进非常规油气开发全过程的电子化、网络化、平台化,实现了模型成果和原始数据的标准化、规范化,打破了各合作单位之间的信息壁垒。
持续优化完善地震解释处理、地质建模、地质力学建模、压裂模拟和动态预测技术,综合利用构造、天然裂缝和地应力研究成果,建立高精度地质工程三维模型,实施地质工程一体化量化研究,模型精度达到85%以上,实现了复杂油气储层“地质+工程”全要素定量化、可视化表征,支撑开发方案、井位部署、钻井压裂设计和实施优化。
综合考虑储层品质、钻井品质和完井品质,在三维空间内开展井位部署、钻井和压裂地质工程一体化精细设计,提高设计的差异性和精准性。形成“区块、平台、井位、轨迹”一次井网优化部署模式,优质储量动用率提高了5%~15%。建立复杂井眼轨迹设计方法,保障储层钻遇率和井眼轨迹光滑。建立匹配储层特征的压裂工艺参数模板及压窜、套变等复杂预测方法,差异化设计分段射孔和压裂工艺参数,保障储层改造体积最大化。
依托地质工程一体化远程指挥系统,建立了跨专业、跨地域、跨时空的协同决策环境,构建“小现场、大后方”新型支撑模式。关键环节由被动调整转变为主动预防,由经验化实施转变为科学化实施,实现了钻井压裂实施前心中有数,实施中从容应对,大幅降低了不确定性和风险。
通过地质工程一体化实践,中国石油探索出了一条适合于我国非常规油气高效开发的工程技术管理模式。掌握了“地质+工程”全要素的精细三维建模和压裂缝网模拟技术,实现了复杂地质体的“定量化、可视化”表征,完成了从技术向生产力的转化,实现了从无到有、从定性到定量、从研究到应用的突破,为“定好井、钻好井、压好井、管好井”,全方位提高储层品质、钻井品质、完井品质,实现非常规油气规模效益开发起到了促进作用。长宁页岩气区块现场实施结果与评价期相比,钻井周期缩短53.3%,平均单井日产气量提高127%,套管形变率下降68%。
可复制、可推广的地质工程一体化模式是实现非常规油气资源规模效益开发的有效途径。展望未来,地质工程一体化必将释放巨大潜力,为复杂油气藏高效勘探开发保驾护航,助推“页岩油气、深层煤岩气革命工程”的实现。(作者杨恒林,系工程技术研究院非常规油气工程研究所副所长;作者王元,系工程技术研究院非常规油气工程研究所高级工程师。本报记者喻鹤兵亦有贡献)
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