精耕细作苦钻研 高温高压能成藏

  [中国海洋石油报2018-01-12]
  从上世纪80年代起，莺琼盆地中深层的勘探工作就已经起步。从1984年至2004年，有限公司湛江分公司与外国石油公司在该区块合作勘探天然气资源，但因地质条件过于复杂，难度很大，钻探了20多口井后均未获商业发现，外方纷纷离去。
  “别人能一走了之，我们不能。”湛江分公司勘探一所所长范彩伟说，“我们要继续在此精耕细作，一定要弄清楚莺琼盆地高温高压领域到底有没有天然气资源。”
  不甘心失败，同样不迷信外方专家的论断。从2004年开始，时任有限公司湛江分公司总经理谢玉洪带领科研人员，从基础实验、基础理论开始，与国内科研院所和企业共同攻关研发，从理论上推翻了“莺琼盆地高温高压无法游离成藏”的定论，并在随后的10年里创新发展了高温高压天然气成藏理论，明确莺琼盆地的高温高压领域确实有着丰富的天然气藏，研发推出钻前压力预测、抗高温高压钻井液等一系列技术和产品。
  正是因为认识突破与钻井技术的进步，曾经被判“死刑”的莺琼盆地中深层迎来了勘探的“春天”，先后于2010年、2012年部署探井，发现了东方13-1和东方13-2两个大气田。
  “好戏”连台，“探宝”之路曲折多
  湛江分公司的科研工作者们持续深入开展研究，很快有了新的发现。结合对相关理论资料的分析，他们认为，位于东方13-2气田东南130余公里的乐东10区具有良好的高温高压天然气成藏潜力，准备在该区域部署首口探井——乐东10-1-1井（下称1井）。
  2015年2月，1井开钻，一个月后钻遇至目的层——黄流组。不负众望的是，在黄一段钻遇气层32.4米，黄二段又钻遇气层近20米。一时间，所有人都沉浸在胜利的喜悦中。
  然而，正当大家期待钻遇更厚气层时，由于目的层压力过高，地层破裂和井涌两大风险同时显现。于是，现场立即进行压井、封井。由于仓促撤退，除了获得少量的测井数据，气层的其他资料均未获得，地质任务未完成。
  此前的喜悦瞬间烟消云散，满满的自信顿时消失。此后，大家的话更少了，人人都在埋头苦干。很快，一套关于乐东10-1构造勘探的新方案出炉了，即在1井向西不到3公里的海域部署乐东10-1-2井（下称2井）。
  2015年8月12日，2井开钻。然而，意想不到的是，现实给了大家更为沉重的一击。虽然1井和2井的距离只有2.7公里，但曾在1井黄流组一段钻遇的30多米气层竟然在2井无法找到，且2井的地层压力急骤上升，直逼作业安全警戒范围，作业现场只得再一次紧急弃井。
  愈挫愈勇，扎实研究收获丰
  “都说‘好事多磨’，只要我们不放弃，继续深入研究，一定会等到拨云见日的那天。”挫折面前，湛江分公司主管勘探的副总经理李绪深给大家鼓劲加油。所有人随之重振旗鼓，想方设法提高区域地震资料的分辨率，集思广益讨论储层变化规律。
  2016年初，南海西部石油研究院成立乐东10区研究攻坚小组，集合了储层、沉积、物探方法、地震处理等多个专业的骨干力量，从院长、地质总师到所长，大家对研究的每个环节进行层层把关，每周汇报研究进展。经过近一年的研究，大家对该区的沉积模式有了新的认识。
  研究发现，莺歌海盆地东西两侧呈非对称式分布，西边斜坡窄而陡，东部斜坡宽而缓。之前钻探的1井、2井位于东部斜坡，砂体在斜坡搬运过程中，易侵蚀下部的薄弱带地层，转而形成平行于斜坡的长条形储集体。与常规的重力流沉积储集体相比，这种储集体相当于在长轴方向旋转了90度。正是这种沉积特征导致储层在垂直于斜坡方向的稳定性差，容易侧向封堵，形成岩性圈闭。
  这个认识宛如一双温暖的手，将沉睡、迷茫的“小孩”从阴暗的角落拉向阳光地带。顺着这个方向，大家相继在乐东10-1构造周边发现了乐东10-2、乐东10-3、乐东10-4、乐东10-5等一批类似潜力目标，并于2016年在地层压力相对较小的乐东10-3构造处部署了一口探井，该井钻遇含气层近120米，且取得了目的层的气样和壁心。由此证实，乐东10区是座名副其实的天然气“富矿”。
  再探乐东10-1构造，“近乡情更怯”的心情在所难免，每个人都更加谨慎地进行地震资料处理与储层描述，研究的每个环节都愈发细致入微。大家发现，黄二段储层虽然不厚，但其下部可能发育有多套储层，且横向分布稳定，潜在资源量大。基于此，2017年5月，项目组提交了钻探乐东10-1-3（下称3井）的计划，希望再次被点燃。
  夯实研究，“磨剑霍霍”为钻井
  在推进地质研究工作的同时，钻井工程技术的工作人员也在"磨剑"。据湛江分公司总工程师、工程技术作业中心总经理李中介绍，自1984年首次在莺琼盆地钻高温高压探井以来，一直鲜有储量发现的一个重要原因就是钻井技术不够先进，而高温高压的环境要求钻井装备具有较强的抗高温高压及密封性能。对此，湛江分公司钻井工程技术团队研发集成了一系列有针对性的技术与产品，现已在莺琼盆地崖城、陵水等多个构造钻探了多口超高温高压探井。
  与崖城、陵水的超高温高压井相比，乐东10区面临更深地层、更高压力、更窄窗口的钻井考验。对此，通过加强钻井技术研究，湛江分公司工程技术作业中心精细操作，尤其是在钻遇超高温高压地层时，采取及时调整钻井液密度和启用小井眼的措施，为安全作业奠定坚实基础。
  待前期准备工作全部就绪后，2017年6月6日，3井正式开钻。从开钻第一天开始，每个人都处于精神高度紧张的状态，将近一个多月的时间里，不少人都在办公室里吃住。
  在大家的共同努力下，2017年7月20日，3井精准钻遇黄二段优质气层，并取全了地质资料，辛勤的付出终于得到了理想的回报，每个人都甚感欣慰。
  经过反复的科研攻关与实践，湛江分公司现在超高温高压钻井方面已形成6项安全控制技术、4项优质作业技术和3项高效作业技术，确保了3井钻探的安全高效。
  反复论证，熊熊火焰映蓝海
  3井勘探的乐东10-1构造究竟有多少天然气产能和储量？需对3井进行测试后，才能评价确定。然而，超高温高压井的测试工作难度更大，测试作业中稍有不慎，轻则造成关键设备损坏，重则引发爆炸、船毁人亡等灾难性后果。
  "地层的超高温造成井筒绝对温度高、温差大，当井下测试工具承受极限载荷时，密封件在高温条件下更容易发生泄漏。另外，测试过程中的高压、高速气流引发的地面管线震动更是容易加剧天然气泄漏风险。"李中说，"正因为如此，乐东10区已钻的3口井的目的层虽均有油气显示，却未能实现产能的突破。"
  然而，若完全不进行测试或是测试不成功，整个乐东10区将会陷入暂缓勘探的境地。在挑战面前，湛江分公司工程技术作业中心从设计、设备选择和施工组织管理方面全方位精心筹备，组织服务商反复论证方案，同时结合各路专家反复审查给出的建议，对本井窄窗口条件下的井筒压力控制提出了精细要求，还细化了对泥浆、固井等配套工艺的审查要求。
  2017年8月12日，测试作业正式开始。作业中，湛江分公司工程技术作业中心实时优化调整完井液配方与作业方案，保障现场各环节作业的精准到位。
  滚滚气流喷涌而出的瞬间，熊熊火焰映红了现场人员的笑脸。
  3井测试作业成功了。
  至此，历时三年、累计钻探三口井的乐东10-1超高温高压构造勘探工作终于取得重大进展。