儲層改造：打開低壓低滲的產能通道

　　鄂爾多斯盆地跨陜、甘、寧、蒙、晉5省區，面積25萬平方千米，是我國第二大沉積盆地。這里，不僅有“風吹草低見牛羊”的天然大牧場，還有豐富的石油和天然氣資源。

　　華北分公司在近50年的勘探歷程中，相繼在盆地北部展開三輪以天然氣為目標的勘探工作，其中塔巴廟探區已在5個層位分別獲得工業氣流。但是，低壓低滲的致密砂巖儲層豐度低、單井產量低，是油氣開發中眾所周知的世界性難題。

　　隨著油氣勘探開發工藝技術的進步，以人工壓裂為主要手段的儲層改造打開了寶藏之門。然而，實踐卻是一個十分復雜的過程，首先要對幾千米的地下儲層十分清楚，涉及砂巖展布的規律、儲層的壓力和物性等一系列復雜問題，然后才能有的放矢確定壓裂方案。

　　2001年，華北分公司在塔巴廟探區大牛地圈閉提交探明儲量164.26億立方米、控制儲量170.32億立方米。在被列入中國石化五大天然氣基地之一的基礎上，華北分公司進一步加大攻關力度，組織專家進行多次論證，展開了全方位的技術大協作和多學科的聯合攻關。

　　從2001年下半年開始，壓裂改造技術試驗項目通過現場試驗與評價，在壓裂液配方篩選評價和優化基礎上，形成一套適合塔巴廟地區儲層地質特點的壓裂優化設計和施工工藝技術體系，追求裂縫參數的整體優化，使壓裂設計及工藝技術更趨合理。低壓致密砂巖氣藏壓裂技術研究，充分分析查明儲層傷害機理及影響因素，針對壓裂過程中的二次保護，在開展室內實驗、模擬計算的基礎上，形成配套的壓裂改造工藝設計方案。

　　2002年，以壓裂改造技術為主的儲層全程保護措施運用于勘探開發實踐后，單井單層產量均有成倍的增長。特別是部署在內蒙古自治區呼吉爾特鄉大牛地西南1.7千米處的大16井，9月12日在盒3層壓裂后放噴排液、試氣求產，試獲日產天然氣逾16萬立方米，緊接著大15井日產達到20萬立方米，最高達到40萬立方米。長期以來制約規模開發的“瓶頸”被打破，為大牛地氣田大規模的經濟開發利用奠定了基礎。

　　優快鉆井：優質與高效的完美體現

　　大牛地氣田以10個月的時間快速建成10億立方米產能，單井產量優于開發方案的預期，按時實現向北京供氣，都與優快鉆井的貢獻密不可分。

　　優快鉆井，顧名思義就是鉆井作業的質量要好，速度要快。除了裝備必須具備相應的性能，最重要的技術因素就是鉆井液、鉆具和鉆頭與地層的匹配合理。要解決這些問題，不僅需要對地層的充分認識和不斷的經驗積累，而且更需要大膽的創新實踐和探索。

　　大牛地氣田之所以能夠使優快鉆井技術快速成熟并推廣應用，有三大外因的推動不可低估。首先，是儲層保護的需要。如果鉆井作業的周期長，鉆井液在地層的存留時間也就長，就會對地層產生相對的污染和堵塞；相反，如果鉆井周期短，這種污染和堵塞的程度就會減少。其二，是產能建設的需要。2005年剛剛開始，中國石化按照國家發改委和北京市政府的要求，為了盡快緩解北京供氣緊張局面，決定快速啟動大牛地氣田10億立方米產能建設。按照產能建設的方案和實際鉆井能力，需要40臺鉆機，而到2月底才僅有17臺。優快鉆井成為實現產能建設的關鍵利器。其三，是低成本戰略的需要。由于大牛地氣田屬于有效開發的邊際氣田，鉆井價格幾乎在盈虧的臨界點上，優快鉆井成為鉆井施工隊伍獲得效益的最佳途徑。

　　華北分公司著力把市場作為一個展示、交流、融合、提高的平臺，甲乙方之間、工程隊伍之間共同研究解決技術難題，使優快鉆井技術水平得到快速提升。

　　針對低壓致密砂巖氣藏的特點，華北分公司組織開展鉆井完井保護技術研究，從鉆井、完井全過程儲層保護的角度考慮，深刻認識工程地質、敏感性評價和鉆井完井損害機理，形成有針對性的、適于低壓致密氣層保護的鉆井完井液體系和完井配套工藝技術。PDC（聚晶金剛石復合片）鉆頭得到廣泛應用，充分發揮其切削破巖的特點和功能，大大提高了機械鉆速。而由于鄂爾多斯大牛地氣田存在地層老、研磨性高、可鉆性差、含大段礫巖的復雜特性，在工區全面推廣使用PDC鉆頭受到嚴重制約。華北石油局五普試驗率先成功，并在10億立方米產能建設中毫無保留地公布于眾，使鉆頭選型、合理參數、井下應用等技術很快成為群體總結的結晶，有效地促進了機械鉆速大幅度提高。針對鉆具失效難題，華北分公司組織鉆井專家和現場技術人員，優選鉆井液體系，優化鉆井液性能和鉆井參數，完善配套固控裝備，實施平衡、近平衡鉆井等一系列的技術攻關，使鉆具先期失效事故逐步下降。

　　優快鉆井的成功，大大加快了開發進程。在原計劃的40臺鉆機到2005年6月中旬僅到位31臺的情況下，至10月底已完成鉆井217口，10億立方米產能建設目標提前實現。

　　儲層識別：從理論到實踐的挑戰

　　隨著勘探開發技術工藝的進步，對儲層識別的精度要求也越來越高，不僅要了解油氣儲藏的條件和特點，還要明確儲層的豐度、厚度和展布規律，合理預測出單井產量。因此，儲層識別技術成為有的放矢的關鍵。

　　從2002年到2006年間，華北分公司設立“鄂爾多斯盆地北部天然氣成藏規律及目標評價”、“鄂爾多斯盆地北部天然氣成藏機理研究”等多個重大科研攻關項目，在國內眾多知名專業科研院所、石油高校的配合下，組織石油地質、地球物理、油藏工程、鉆井工程等多個學科的科技人員，就若干理論與技術問題展開攻關。這些項目研究成果具有較強的理論性、實用性，整體達到國際先進水平。其中，鄂爾多斯盆地天然氣成藏模式和三維地震儲層預測技術達到國際領先水平，不僅為大牛地氣田進一步增儲上產提供技術保證，而且對指導我國同類氣田的勘探和開發具有重大意義。該項目研究成果不僅成功應用于鄂爾多斯盆地大牛地氣田，所形成的思路、技術、方法、工藝和開發對策，在盆地北部杭錦旗、定北探區廣泛應用，取得顯著成效，對我國致密碎屑巖領域天然氣資源的勘探開發具有推廣應用價值。大牛地氣田在短短3年的時間產能超過20億立方米，累計擁有天然氣探明儲量3293.04億立方米，累計三級儲量7035億立方米，其中就得益于理論的突破和適用技術的強力支撐。比如對砂體預測識別精度已經由開發初期的20米提高到10米，有效儲層的定量預測成功率達到95%以上，推動了低品位儲量的動用。

　　特殊工藝：突破常規開發的技術“瓶頸”

　　2007年，大牛地氣田天然氣產量占中國石化的18%。而在3293.04億立方米的累計探明儲量中，已動用儲量僅有1018億立方米，還有2/3的低品位儲量沒有動用。

　　所謂低品位儲量，是一個相對的概念。從外部因素看，天然氣的價格上升，低品位儲量就會轉化為可采儲量。隨著中國石化打造上游“長板”的力度加大和工藝技術的快速進步，尚未動用儲量的“解放”已經展示出良好的前景。特別是通過近年來特殊工藝井的探索和實施，動用低品位儲量已具有明確技術思路。

　　華北分公司早在10億立方米產能建設成功后，就重點開展水平井的技術攻關。在總結經驗教訓的基礎上，2007年選擇有利層位，部署水平分支井DF2井和水平井DP3井，相繼獲得成功。2008年，繼續加大水平井科技攻關和試驗力度。目前，首輪水平井正在鉆進中，一旦獲得新的突破，將為進一步擴大產能奠定良好的基礎。