塔里木——正在崛起的世界大油田
如果说地震是勘探地质家的“眼睛”,那么钻井就像地质家的“一双手”,没有钻井有油有气也拿不出来。“钻头不到,油气不冒”,这是大家常说的。最近,我看了克深5、克深1井的超深井钻井情况,得出一个结论:在山前物探取得阶段性成果后,主要矛盾转移到钻井上来了,看来是“成也钻井,败也钻井”。
物探和钻井是勘探工作的两大关键技术手段。“眼睛”看不清,井位定不准;井位定对了,“手”不好使,钻井打不好,油气也不会出来,还会误导地质家产生错误认识。实际上,有些井是“低产不低,干井不干”。技术不过关,就有可能把油层错过,即使发现“气老虎”也逮不住。如在塔西南打的柯深1井,压力达到1000个大气压,测试产量天然气超过100万立方米,可是由于套管质量不过关,套管在高压下裂开了,只好封井。塔里木油气藏普遍比较深,像大北3井、克深2井、克深5井,都在7000米以下。原来我们认为有油的那些大构造,井打得很吃力,事故多,一口井花上亿元的钱,最后打不到目的层,主要是深井技术过不了关。
我们打的一些井,有的要打2年,投资很大,还没打成,这是什么道理?是我们钻井技术落后吗?不是,关键是技术必须适应地下情况。东部拉张型盆地是比较容易打的,在西部挤压型盆地钻井就遇到了许多新情况,如高压水层、超高压气层,高陡构造以及地应力等方面的问题,这些情况我们过去很少遇到过。如柯深1井,打到6300米发现了高压高产的油气层,如果用老办法来干,虽然井口用了专门引进的1000个大气压采油树,但井下套管用的却是存放了10年的老套管,钢材质量耐不住高压,下井前也未试压。这样高产油气井打出来,也是一口废井,不能生产。
我们钻井在塔里木碰到的难题基本上是四个,目前只解决了其中的深井钻井难题,还有三个难题没有解决:一是碳酸盐岩的钻井。碳酸盐岩油层的孔渗是很低的,在钻井过程中尽量减少油层污染才能获得高产,被污染的油层很难再搞活。二是盐下构造钻井。钻过膏盐层,对泥浆质量的要求是很高的,失水太大,容易造成卡钻。地层应力场变化很大的山前构造,山前应力钻井不做好地应力预测就不能对付它,特别一有盐层就更难了。三是天然气钻井。天然气钻井跟钻油井要求是不一样的,钻井工艺和完井方法非常关键。
克拉2井钻井条件也十分困难,地下高隆构造,地层倾角极易造成井斜偏离钻探目标,气层上部覆盖的膏盐层,如果泥浆选用不当,容易造成卡钻事故。打穿膏盐层,下面的气层是超高压的,气层压力相当于静水柱压力的2.3倍,处理不当,非常容易造成井喷事故。但都被我们英雄的钻井队一一克服了。克拉2高产井钻井的成功,雄辩地说明我国的钻井整体水平,在塔里木用了不到10年时间就达到了世界领先。
正确的地质指导理论是勘探成功的一把钥匙
多年的勘探实践告诉我们,一个新区的勘探成功与否,必须有正确的地质理论来指导。
1989年会战一上手,我们曾寄希望于奥陶系灰岩大面积含油,通过对轮南地区整体解剖,前前后后钻了31口探井,初步认识到奥陶系情况比较复杂。虽然大面积含油,但互不相连,并不像我们想象的是连片含油的大场面。继而钻探一批三叠系的中小型油田,这些油田单井产量高,但储量规模不是很大,并逐步认识到三叠系的油不是自生自储,而是从下面深部地层运移上来的。1990年7月,东河1井在石炭系的巨厚海相含油砂岩“东河砂岩”获高产油流,这在我国陆上石油勘探史还是首次。对我们的鼓舞和震动太大了!当时大家很兴奋,认为石炭系很可能是真正大面积含油的主要目的层,就在塔北隆起4500平方千米内寻找东河砂岩大型圈闭。可是接连几口探井都因分布范围不清、厚度变化很大没有获得预期的效果,继而把目光集中在塔中,塔中1井获高产油气流。但是,接着上钻两口井都落空了,只在塔中4号局部构造上的塔中4井,在石炭系测试获高产油流,产量近300立方米,还有天然气。我们认为,这口井取出108米的油砂,怎么说也算是个大家伙了。但后来测试,只有20多米油层出油,其余部分出水,油都跑到哪里去了?请地质家研究,但谁也说不清楚。
这些挫折使我们认识到,塔里木盆地的含油气规律不同于世界其他大型的含油气盆地。塔里木盆地有自己的油气成藏规律,要在勘探中不断探索才能搞清楚。这就要求必须加强地质研究工作,从塔里木盆地实际出发,努力形成适合和反映塔里木本身地质特点的正确的指导勘探的地质理论。
1991年8月,我在塔里木探区现场办公时,要求针对塔里木勘探出现的问题,加强地质综合研究,围绕寻找大型油气田这个目标,应当解决好三个问题:一是油源问题,包括生油岩与生油区的分布,以及生油中心的转移变迁,要按照层系认真分析。二是油气运移问题,要从塔里木盆地经过多次构造运动、油气运移具有多旋回的特点出发,认真研究各个时期油气运移聚集和保存的规律。三是沉积相问题,要分层系研究古构造发育史和沉积环境,寻找良好的生储盖组合和岩性地层圈闭,并对不同类型的圈闭作出含油气评价。
1991年开始,塔里木利用新体制的优势,围绕国家“八五”重点科研攻关课题《塔里木盆地大型油气田形成条件》、《塔里木盆地油气勘探目标评价》、《塔里木盆地油气勘探技术研究》等项目,先后与全国57个科研单位1300多名科研人员组成联合攻关团队,开展研究工作,取得一系列重大成果。在这些成果指导下,才有了主攻库车坳陷的勘探部署。
1996年开始又开展国家“九五”重点科研项目《塔里木盆地石油与天然气勘探》等课题的联合攻关,特别是1997年开始针对塔里木勘探的核心问题开展18个重点项目的攻坚,对塔里木油气勘探有直接指导作用。2001年又确定国家级科研课题《塔里木盆地大型气田勘探关键技术研究》,到2005年完成。这是直接为进一步落实国家西气东输天然气资源而展开的重大科研项目,直接指导了库车天然气勘探。
2003年我从全国人大常委退下来后,正式向集团公司领导提出书面建议,进一步开展《塔里木盆地大型油气田形成的地质条件与分布规律》大型课题研究与攻关,我做这个科研课题的首席科学家。实际上我只是举大旗的,目的是推动这项工作顺利开展。这个研究课题5年间两次汇报了研究成果,展现了理论和技术研究的新水平和新面貌。其中特别是随着沙漠地震技术革新和资料处理解释水平的提高,深化了对塔中隆起的地质认识,重新评价了奥陶系的找油前景,提出了塔里木在已有的三维地震资料重新评估的基础上开展新的一轮精细三维地震大面积连片测量的建议,使塔中隆起勘探出现了新面貌,展示出一个富有前景的大场面。
2009年4月11日,我们在塔里木油田公司召开《塔里木盆地大中型油气田形成地质条件与勘探方向》课题项目成果汇报会上,宣布启动第三轮课题研究工作,邱中建院士做项目的高级顾问。在塔里木,根据已有的研究成果和塔指新提出的“5511”2020年工作目标,围绕“三个阵地战”深入进行地质研究和科研攻关。
塔里木勘探开发20年,基本形成这样一个发展规律:当科技攻关取得重大突破后,紧跟而来的是油气勘探取得突破和油气储量的增长,可以说是“科技向前进,生产长一寸”。我相信随着塔里木地质研究深入,勘探领域不断扩大,伴随而来的将是更多更高水平的科研成果和勘探成果。
用关键自动化技术和现代经营管理理念引领油气田开发建设
我曾多次去国外油田考察,给我印象很深,感到他们技术设备先进,自动化程度高,管理模式先进,用人少,效益高,值得我们学习。
1991年,在我们开发建设塔里木第一批油田的时候,我提出,塔里木地区条件艰苦,油田开发必须使用先进的技术装备,用人少,自动化程度高。油田建设要达到两种水平,即轮南油田要达到国内先进水平,东河塘油田要达到国际先进水平,能够做到有人要参观世界上最先进的油气田,就到塔里木来。
东河塘油田是1990年7月发现的,是我国陆上发现的第一个埋藏深度达6000多米的海相砂岩油藏,是陆上油田埋藏平均深度的3倍。我对东河塘油田开发总要求是,稀井高产,一级布站,高度自动化运行,现场生产管理人员控制在30人以内,同时还要培训20人,为开发其他油田做准备。要求将这个油田建成具有国际先进水平的一个样板油田,在塔里木乃至全国推广。有了这样的样板,可以开阔我们的思路,提高我们的水平,推广东河塘油田的经验比到国外进行一般性参观要有效得多。
1992年东河塘在进行产能建设工程设计时,就借鉴国外先进的经验,把概念设计首次引进塔里木,广泛采用具有20世纪90年代国际先进水平的工艺技术和设备,采油井只有7口,年产原油能力60万吨,自动化程度高。1994年6月建成投产,在国内首次实现联合站
