2019年度国家科学技术奖励大会近日在北京召开,又一批重量级科技成果在创新金字塔的塔尖闪耀。其中,由中国石油国际勘探开发有限公司、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油工程建设有限公司等完成的“中东巨厚复杂碳酸盐岩油藏亿吨级产能工程及高效开发”获得科技进步一等奖。

        中东石油可采储量占全球的42.7%,石油产量占34.5%,在世界能源格局中具有不可替代的地位,一直是世界强国必争的高端油气市场。但值得注意的是,中东地区优质海相砂岩油藏及均质碳酸盐油藏等优质资源经过多年开发,面临采出程度高,含水持续上升,产量不断降低的严峻形势,整体处于开发中后期,急需寻求战略接替。

        数据显示,巨厚复杂碳酸盐岩油藏占中东地区所有油藏剩余可采储量的65%,产量仅占20%,采出程度较低,是目前最为现实且重要的接替领域。然而,巨厚碳酸盐岩油藏的复杂特性导致该类油藏在开发中面临多现实的挑战,主要表现为油藏内部结构特征不清晰、规模储量难以有效动用、工程及配套技术不具针对性、商务合同模式限制严格等。

        在此背景下,中国石油天然气集团有限公司通过近10年攻关,创新了巨厚复杂碳酸盐岩油藏高效开发关键技术,解决了国际能源巨头久攻不克的世界难题,整体达到国际先进水平,部分创新国际领先,实现作业产量亿吨级的跨越,取得了4项主要创新成果:

        (1)创新了巨厚复杂碳酸盐岩储层孔喉结构“多模态”地质理论认识,厘定了小孔细喉单模态的“隐蔽隔夹层”、大孔粗喉多模态的“贼层”等关键要素。首次发现了从路表海缓坡到镶边台地到储层具有单模态-复模态-多模态孔喉结构,以及多种孔喉相互嵌套的微观特征,创建了隐蔽隔夹层及贼层空间刻画技术,提出了储层甜点的4种叠置模式,优质储层钻遇率由48%提高到86%。

        (2)全球首次提出了在巨厚复杂碳酸盐岩油藏内利用“隐蔽”隔夹层分层系开发,并研发了配套的高效注水技术。创新了多模态储层差异流场水驱油理论,利用沉积成岩共同控制的相互交叉叠置的隐蔽隔夹层将主力层划分为4套层系,发展了均衡驱替、边缘递进及重力托浮的三种高效开发模式,提出了有效规避和合理利用贼层的改善剖面动用技术,纵向动用程度由35%提高到80%以上,合同期末采出程度由21.0%提高到28.5%,预计增油5亿吨。

        (3)攻克了提速、提产和提效的快速建产关键工程技术。漏卡诊断及井筒安全构建技术使非作业时间降低60%,非均匀差异酸化改造及井筒生产控制一体化工艺技术使低效井日产量由50吨增至120~200吨,静电聚结代替电脱的油水分离技术实现模块化和快装化,动态防腐技术突破了含水率30%关井的界限。

        (4)创新建立考虑时间维度和风险因子的多目标优化快速建产方法。建立了基于甜点预测的多井型立体井网优化技术,构建了平面分区、纵向分层、储层分类、建产分期的多台阶建产方法,创新了规避风险的速度、规模、效益相互匹配的定量优化技术,使哈法亚项目仅用一半的井数提前15个月建产500万吨,快速上产到1000万吨,内部收益从9%提高到15%。

        项目系列成果的运用令中国石油中东地区原油作业产量由2009年的107万吨增至2018年的9610万吨,成为“一带一路”油气领域合作的成功典范。目前,该技术已在中东合作区块全面推广,包括阿联酋陆上和海上合作项目,以及巴西里贝拉巨厚碳酸盐岩项目等。油气合作的丰硕成果,也带动了中国技术服务、工程建设以及物资装备的出口,经济效益和社会效益显著。