油田公司与中油测井一体化工作模式构建与思考

2023-12-07 08:40石玉江
石油科技论坛 2023年5期
关键词:测井油藏勘探

石玉江

(中国石油集团测井有限公司)

中国石油集团测井有限公司(简称中油测井)自2002 年重组成立以来,发挥专业化、一体化优势,发展形成了测井及射孔仪器研发、装备制造、工程服务、资料应用四大业务,打造了具有自主知识产权的测井装备CPLog,结束了我国先进测井装备长期依赖进口的历史,有力支撑了中国石油天然气集团有限公司(简称中国石油)持续增储上产[1]。

随着国内勘探开发主体转向超深层、非常规和老区剩余油,测井地质工程一体化的需求日趋迫切。近年来,中油测井融入油田勘探开发,创建油田公司与测井公司一体化工作模式,推动测井应用从单井向油藏、从注重地质向地质工程一体化、从传统解释向大数据智能解释转变,在保障勘探发现和增储上产中发挥了主力军作用。

1 测井专业技术的发展与新挑战

测井也叫地球物理测井或矿场地球物理,是利用各种下井仪器,通过测量岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、核磁特性和放射性等地球物理特性,获取地下油气地质和工程信息的一种手段,被喻为地质家和油藏工程师的“眼睛”[2-3]。测井是石油工业十大学科之一,在油气勘探、开发和生产中发挥着重要作用。

1.1 测井技术现状与发展

测井是典型的技术和资金密集型行业。现代测井采用多种高精尖技术,正在从数控测井、成像测井向智能测井时代迈进。测井仪器制造包括超声、核磁、光纤等高性能传感器研制及高集成电路、特殊机械加工等,测井资料的处理解释和综合应用涉及岩石物理、地质油藏、钻井工程等。由此可见,测井是一门边缘性交叉技术学科。

测井技术在石油、煤炭、金属与非金属矿产、水文地质、工程地质的钻孔中得到广泛应用,可提供地层多种信息,如岩性、孔隙度、渗透率、含油气饱和度等,具有高精度和高分辨率特性,可用于地层分析、储层评价、油藏研究、生产动态监测、工程检测等多个方面,对提高勘探效率、降低开发成本具有重要意义。

当前,测井技术需要面对不断变化和日趋复杂的地质工程问题,涉及高温高压、狭小空间、复杂介质环境下的测量,技术和装备需要不断更新和升级,需要持续的科技投入。随着数字技术快速发展,测井技术在数据采集、处理解释、射孔等领域均有新进展,数字化、智能化程度不断增强,协同化、一体化技术突出,低碳化、清洁化转型明显[4-5]。未来,测井技术有望在数字化、低碳、光纤测量等领域实现突破性进展[6]。

1.2 测井技术发展面临新挑战

“十三五”以来,国内剩余油气资源品质劣质化加剧,油气勘探开发目标日趋复杂,深层—超深层、非常规、特殊岩性、老区外围和剩余油气等领域逐步成为勘探开发的主体,对测井技术提出了前所未有的挑战。

(1)工作对象日趋复杂。勘探开发目标由中浅层转向深层、超深层,由常规转向非常规,由主体成熟区转向外围复杂区。由于测井理论方法支撑不够、主控因素复杂、油气响应特征变弱,对提高探井、风险井发现能力和储层评价能力提出了严峻挑战。已开发油气田处于“双高”阶段末期,多井低产、特高含水等问题复杂,控制递减和提高采收率任务艰巨,老区挖潜、高效开发对油藏动态监测、剩余油评价、区块综合研究提出了更高要求。

(2)井筒环境日趋恶劣。深井、超深井数量不断攀升,对装备温度和压力性能及需求带来挑战。水平井、大斜度井等特殊井型,油基钻井液、重盐水泥浆等特殊钻井液,高陡构造、高应力环境等情况增多,加大了采集难度,降低了数据信噪比,对有效信息的提取、校正和处理技术提出了更高要求。水平井、大井丛开发成为主流,优化工程设计,提高优质储层钻遇率,对准确评价地质、工程甜点,提高地质建模精度和随钻解释评价时效,提出了更高要求。

(3)评价需求日趋综合。面对超深层、非常规、成熟区外围、老区剩余油等复杂目标和水平井、小井眼、侧钻井等地质工程新需求新挑战,常规解释评价难以满足现场需求的问题进一步凸显。测井在精准解释、油藏研究、新技术应用、地质工程一体化等方面,亟待提升服务能力;油藏井间监测、水平井动态监测与治理技术体系还不健全;测井地质工程一体化、油藏动态建模亟须国产成熟工业软件。

(4)作用发挥亟待提高。测井解释评价兼具生产性和科研性,表现为时效要求高、工作量大,具有规范的工作流程和质量控制要求,同时解释方法受区域地质条件约束,需要开展相关的研究工作。这就要求解释评价人员具有扎实的专业功底、较强的专业素养和丰富的工作经验,了解工作区域的地质情况。中油测井重组成立后,测井装备的研发制造和采集服务能力得到了极大提升,但解释评价在各大油田的地位和作用却有弱化的趋势。特别是解释评价与地质油藏的结合不够紧密,对勘探开发需求的了解不充分、不及时,数据、资源、信息、人才共享机制不健全等,导致测井在油田重要生产节点的作用价值体现不够充分。近年来,随着国内油气勘探开发不断深入,这种不适应表现得更加明显。

2 油田公司与中油测井一体化工作模式的构建

中国石油把勘探生产与工程技术的关系定义为“一体两面”,工程技术的职责使命就是服务油气。测井资料应用是测井工作价值的最终体现,也是连接油田和测井的纽带桥梁。因此,构建油田公司与中油测井一体化工作模式,要以测井解释评价为切入点,并渗透到测井设计、采集作业和油藏研究等全过程(图1)。

图1 一体化工作模式图

2.1 构建“靠前+集中”服务模式

中油测井集中优势力量和资源,采取需求主导、深度融合、一体化办公、靠前服务模式,支撑油田科研生产工作,助力油田增储上产。

(1)融入式服务。按照快速解释、精细评价、综合研究3 个层次,中油测井成立了地质研究院,着力解决基础、共性、复杂、综合性解释评价技术问题,多学科结合开展油藏综合研究;与青海、长庆、塔里木、西南、大庆等油气田共建了12 个测井联合研究中心,靠前服务,加强资料、信息、技术、人才、成果共享,强化多学科一体化解释评价,深度参与油田井位部署论证、储量计算、试油气方案设计、老区评价挖潜等工作,促进测井解释成果及时服务于生产。

(2)前后方协同。在地质研究院成立“重点井新技术处理解释中心”,建成重点井(风险探井)决策支持系统,统一处理解释流程与标准,形成5种裸眼成像、4 类套后监测处理能力,劳动生产率大幅提升。解释中心与地质研究院前后方协同,采用“靠前+集中”和“专家负责+远程会诊”工作模式,提前介入、超前准备,落实“一井一策”,实施“双井长负责制”(属地单位选派现场解释井长、地质研究院选派集中解释井长)。两年多来,实现中国石油风险探井解释全覆盖,重点井参与率达100%,成功解释了雄探1、盆北1、蓬深6 等一批重大发现井,全面提升了风险探井和重点井保障能力,测井价值得到充分彰显。

2.2 打造统一数据与集成应用平台

为确保一体化工作模式落地,中油测井按照“任务驱动、源头采集、标准统一、集中管理、全面正常化”的原则,对测井数据资产统一集中管理,构建专家支持系统,提升测井专业化服务能力。

开展测井大数据平台建设。打通测井数据与梦想云及A1、A2 数据接口,建成中国石油统一测井数据库及大数据平台,对测井数据资产统一集中管理。平台汇集国内时间跨度80 年、涵盖16 个油气田和海外490 个油气田的测井及相关数据,共计53 万余口井。建立测井大数据平台CIFLog-Lead 标准,统一API 数据接口和可视化成果显示标准,为各类测井处理、解释、评价应用软件提供统一平台接口,提高软件开发效率[7-8]。

(2)建立专家协同环境。支持多领域专家知识共享及在线“会诊”,打造桌面软件应用新模式,实现专业软件与云端数据无缝集成,推动解释评价工作数字化转型[9],提升工作质量效率。构建“数据共享、工作协同”的重点探井测井专家支持系统,最大限度发挥测井资料价值及专家技术把关作用,进一步提升重点井测井服务保障工作效率。开发老油田评价挖潜系统,通过多学科一体化数据管理、专业应用软件轻量级部署,实现老井资料综合评价与深度挖潜。开发油田集成应用系统,统一工作流与数据流,贯穿井场、解释中心、油田全过程应用,为油田提供增值数据服务。

2.3 开展油藏测井综合研究

在做好传统测井解释评价工作的同时,与油田一起搭建联合研究院,全面参与油田储量研究、油藏精细描述、老井再评价、油藏综合治理及老油田“压舱石”工程,实现测井从提供单项技术服务到提供油气藏全生命周期一体化解决方案的转变(图2)。

图2 联合办院模式图

(1)支撑新区效益建产。围绕甜点评价、地质建模、随钻导向、射孔优化等开展地质工程一体化服务。以三维地质模型为基础,利用随钻测井,开展地质模型快速正反演,提高水平井甜点钻遇率[10]。分区分层建立精细解释图版,开展产能分级评价及低产低效井风险提示,规避低渗透油气藏集中建产风险。在长庆油田陇东地区,从精准评价、精细建模、精确导向和精益压裂4 个关键环节入手,2023 年保障陇东页岩油31 个平台优质储层钻遇率达80.6%,Ⅰ—Ⅱ类油层钻遇率同比提高2.3个百分点,单井提产11.7%。创新构建水平井三维储层品质参数,实现井周360°甜点精细刻画,为压裂方案设计提供技术支撑。该技术已在长庆油田全面应用。

(2)支撑老油气田稳产。以精细油藏描述为基础,开展精细地层对比、砂体展布规律、成藏主控因素等研究,提出地质、工程、油藏措施建议和实施方案,为油田提供全生命周期的测井技术服务,提高储量动用率和开发采收率。规模化开展老井再评价,突出全井段、全油藏序列、全储层类型找油找气理念,寻找接替层、挖掘剩余油,支持富油气区带持续稳产和提高采收率。在长庆油田,通过“万口油井挖潜工程”项目3 年攻关,累计落实延长组长3 段以上浅层高效建产区68 个,新增地质储量8520×104t,累计产油72.2×104t。在吐哈油田,开展井筒、井组、区块三级注采动态分析等,编制综合治理方案,提交“一井一策”增产增效措施,温米油田温西三块措施增油量达1.88×104t。

2.4 加强复合型解释人才团队建设

贯彻落实中国石油“人才强企工程”,搭建人才成长平台,制定“1551”解释评价人才发展规划(即:培养10 名行业领军人才、50 名区域解释专家、50 名青年英才,打造1000 人的处理解释团队),建成一支保障油田勘探开发的复合型测井解释人才团队。

(1)建立专家协同支持机制。充分利用公司“双序列”改革成果,对首席专家、高级专家、一级工程师统一管理,建立内部专家跨区域交流服务机制,压实专家责任,发挥好专家引领把关作用。

(2)建立人才交流机制。搭建人才共享平台,不同专业、不同区域背景的技术人才在“联合研究中心”跨专业、跨区域交流,拓宽了视野,不同领域的专业知识得到共享,促进了人才良性发展。

(3)加强针对性技术培训。围绕区域评价、非常规地质工程一体化,加强相关技术专业培训,开展油藏研究、随钻导向、处理解释等新技术的集中培训。组织开展多层次技术交流活动,包括专项技术研讨、典型案例分享、月度质量分析例会和年度解释评价总结会等。充分发挥已退岗、退休人员中经验丰富、认可度高的解释专家的传帮带作用。

(4)压实岗位责任。推行区域负责制、专家会诊制、个人积分制、案例分享制等工作制度,压实各级责任,把个人积分高低、区域负责效果、专家会诊次数纳入绩效考核,激发广大解释人员工作积极性。

通过一体化工作模式,培养出一批“懂区域地质规律、开发渗流规律、岩石物理机理”的复合型测井解释人才,得到了油田认可。人才梯队基本建立,形成了以首席专家、高级专家、一级工程师为代表的解释专家人才队伍,在重点领域、重点井、重大科技项目中发挥了关键支撑作用。广大解释评价人员长期扎根服务油田一线,为公司业务发展和市场开拓做出了重要贡献[11-12]。

3 实施一体化工作模式成果丰硕

围绕构建“油田公司与中油测井一体化工作模式”和“打造高效解释评价团队”,中油测井通过管理变革、技术赋能、平台支撑,促进了业务发展,在助力重点领域勘探发现、支撑油田老区稳产上产、突破解释评价技术瓶颈、促进高端技术国产替代等方面取得了积极成效。

3.1 全面支持中国石油风险勘探重大发现

“十四五”期间,中油测井紧跟油田勘探生产,实施风险探井、重点井跟踪保障,推行“一井一策”,为国内16 个油气田和海外19 个国家20 多个项目的油气勘探开发提供定制服务。在大庆油田,测井评价技术助力古龙页岩油勘探重大战略突破;在长庆油田,致密碳酸盐岩评价技术助力石灰岩和奥陶系盐下新层系取得突破;在川渝地区,页岩气靶体优选技术助力页岩气勘探取得重大突破;在新疆油田,开展重点区域测井攻关,助力准噶尔盆地多区域多层系获重大勘探突破;在青海油田,有力支撑5 个亿吨级大型油气田发现;在浙江油田,助力浅层页岩气勘探突破,全程参与储量申报工作;在煤层气公司,煤层气系统综合评价技术助力深部煤层气勘探突破。在海外,助力哈法亚二期、土库曼斯坦阿姆河B 区东部气田二期、乍得变质岩潜山等重点区块持续稳产开发。

3.2 深度融入产能建设和老油田挖潜

在大庆油田、长庆油田、新疆油田、川渝地区组建页岩油气水平井地质工程一体化专班,服务页岩油气大平台快速高效建产。围绕中国石油“压舱石”工程,开展规模化老井再评价,深度参与油田区域综合治理。2022 年,在中国石油油气和新能源分公司的统一组织下,与各油田合作开展老井综合复查3 万余井次,提出潜力层7286 层、措施井1337 口,落实新增石油储量7600×104t、天然气储量600×108m3;新增原油产量23.53×104t,新建天然气产能4×108m3/a。在海外,开展测井精细解释和水淹层评价,在乍得、尼日尔、苏丹和秘鲁等地区复查近8000 口井,发现潜力井252 口、潜力层460 层,新增地质储量5000×104t。

3.3 油气评价关键测井技术取得突破

在岩石物理、复杂碎屑岩、碳酸盐岩、非常规油气、低阻低对比度油层、水淹层及剩余油评价等方面,形成10 项解释评价技术系列。突破了井场全直径二维核磁快速测量技术及装备、基于回波补偿法核磁高精度处理技术、跨尺度数字岩石矿物格架构建技术、数字钻岩石力学测量设备、三维地质模型升维、降维法信息表征5 项核心技术,申请发明专利65 项,授权发明专利22 件;获批软件著作权24 项;在核心刊物发表论文163 篇,其中SCI/EI 25 篇;主导、参与出版专著8 部;获国家科学技术进步一等奖1 项、省部级科技进步奖9 项、科技创新发明奖2 项,技术创新成果丰硕。

围绕风险勘探、甩开勘探和新区块、新层系、新领域、新类型“四新”领域,加强重点井服务保障,以井为单位,建立测前、测后、试油后全周期跟踪机制。积极推动高端测井技术规模应用,自主研发的三维感应、宽动态电成像、偏心核磁、远探测声波、存储式测井等技术有效解决了非常规、复杂储层技术难题,打破了国外在这些领域的技术垄断。近3 年,测井新技术利用井次年均增长15%,为油田增储上产、提质增效发挥了重要作用。

4 结束语

测井与地质、油藏深度融合是测井解释评价工作的内在要求。油田公司与测井公司一体化工作模式,体现了测井面向勘探开发一线的科研生产组织方式,使专业化和一体化优势互补,有效推动技术成果落地,真正为油田解决生产问题。中油测井在实施一体化工作模式中,始终坚持“成就甲方才能成就自己”的服务理念、“面向生产、深度融合”的服务模式、“靠前研究、靠前服务”的工作方式、“产学研用”一体化的科研攻关形式、“一专多能”的复合型人才培养机制、“开放共享、互利双赢”的推进原则,通过深度参与油田重大科技攻关和生产支撑,在技术、人才、成果、效益、品牌方面取得双赢,努力打造工程技术企业与油田企业共生发展的成功样本。

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