10年前,談到中海油到2004年在渤海的原油年產量要上1000萬噸時,很多人都認為不可能實現。因為渤海經歷了38年的勘探開發,到1993年底,原油年產量才只有100多萬噸。渤海海域的地質構造復雜,大部分是油層比較淺的疏松沙巖的稠油油田,單井產能低,開發成本高,有的油田發現了也無法投入開發。經過努力到1996年最高年產也只能達到200多萬噸,到2004年要躍升到1000萬噸,簡直是一個天文數字!但是海油人通過優快鉆完井、邊際油田開發、稠油開采等技術研究,找到了高效、低成本開發海洋石油的新途徑,使一大批邊際油
田得到有效開發,這個目標終于實現了。
國民經濟的發展需要大量的能源,1994年海洋石油總公司給渤海石油公司定的目標是:到2004年原油產量必須上1000萬噸的大臺階。這意味著必需再找到5億噸以上的地質儲量,需要再鉆200多口探井、500多口開發生產井。在海上要鉆這么多井,必須擁有大量的鉆井平臺。渤海石油公司當時擁有的鉆井平臺數量嚴重不足,如何在7到8年的時間內鉆成700多口井?如果按常規技術,鉆這么多井,需增加的鉆井平臺和與之配套的拖輪、碼頭、直升飛機、井隊作業人員及相應的后勤支持系統,累計需要增加費用約120億元人民幣。
上個世紀80年代中期,國際油價一直在低價徘徊,渤海石油公司在遼東灣海域連續發現了錦州9-3、綏中36-1、錦州20-2等幾個大油田。特別是錦州9-3油田,當時探明的地質儲量達到3000多萬噸,而且油品質量好,是輕質原油,是渤海石油公司拿到國家儲量委員會頒發的第一個金質獎章的油田。然而,由于開發成本費用居高不下,使得這個油田的整體開發方案始終因為經濟評價達不到總公司確定的盈利目標而不能開發,開工之后又停下來。如此幾起幾落,錦州9-3油田3000萬噸的探明儲量,似乎成了一根“雞肋”,食之無味,棄之不甘。
作為擔負國家能源開發責任的海洋石油開發者,當然不肯輕易放棄已經找到的寶貴資源。而且不只是一個錦州9-3油田,當時在渤海類似經濟效益處在邊標狀態的二批油田,探明的儲量高達5億多噸,這是國家的一筆寶貴財富,絕不能輕易舍棄。專家們認為,如果將渤海已發現的地質儲量加速轉變為產能,實現上千萬噸的目標是有可能的。
中國海洋石油總公司組織專家,對制約油田開發成本的每個因素進行量化分析,最終發現:鉆井和完井的成本接近整個油田開發資金投入的一半。鉆井、完井周期長是開發成本居高不下的主要原因。根據當時的測算,沿用以往的鉆井方式,在錦州9-3油田海域鉆一口3000多米深的開發井,需要57天左右的時間,一艘鉆井船每天的費用高達60多萬元,根據油田開發布井要求,需要鉆43口井。算一算這筆賬就不難看出,降低成本的最大空間在提高鉆井時效,矛盾的焦中在如何縮短鉆完井的周期上。
與此同時,根據總公司當時制定的“九五”規劃,油田的勘探、開發,鉆井的工作量相當大,按照傳統鉆井模式下的鉆井速度,即使動用全部鉆井設備,也無法滿足油田勘探開發的要求,從當時的鉆完井技術看,考慮到總公司的要求,低成本、高效益開采油田的最好出路是提高鉆完井時效,縮短鉆完井周期,降低開發成本。
優尼克的經驗在渤海試驗成功
大家都知道,我國海洋石油是最早引進國際資本和國外先進技術的窗口,通過十幾年的對外合作,他們從外國專業承包公司那里學到了不少先進技術和管理經驗。當時,在遼東灣海區,使用國際最先進的鉆井技術,鉆井速度有比較大幅度的提高,但要鉆一口3000多米的井,周期依然要50多天。
就在這時,國外的雜志上有消息稱,美國優尼克公司在泰國灣埃拉溫氣田鉆一口深3272米的井,只要6-7天時間。這個消息令許多人感到不可思議,為了搞清事實,了解和掌握世界先進的科學技術,海洋石油總公司立即組團到泰國灣實地考察。出現在他們眼前的事實毋庸置疑,竟比傳聞的速度還要快,同等條件和要求的生產井的鉆井周期,從原來的6-7天縮短到4-5天。
考察團成員的心靈受到極大震撼,美國人在泰國灣使用的鉆井設備,我們也已經擁有,他們運用的先進技術,我們也基本掌握,為什么同樣的技術和設備在他們手中就能創造出這樣的奇跡?
在海洋石油總公司召開的“鉆井技術與管理工作會議”上,對照美國優尼克公司的做法,從各個環節找差距。關鍵的問題是我們的思想觀念和管理模式太陳舊,過于強調“慢工出細活”,過于追求單項技術的高精尖。于是決定以歧口18-1油田的3口定向井作為試點,全面試用美國優尼克公司采用的所有重大技術措施和管理方法,試驗探索快速鉆井經驗。總公司擬定的目標是:將這一海區的建井周期從原來的57天縮短到32天!
1995年8月23日,歧口18-1油田快速鉆井試驗正式開始。
快速鉆井試驗項目組實行項目經理負責制,參與快速鉆井的各路承包作業隊伍也分別成立了各自的項目組,納入公司的大項目組統一管理,并把單位的集體信譽和為國爭光的榮譽感結合起來,創造出團隊奮發向上的文化氛圍。
項目組針對歧口18-1的特點,對國際上已經成熟的海水鉆進、長裸眼單級封并及無候凝固井、大滿貫測井、無油無熒光低毒水基泥漿等8項實用的新技術,進行優化組合。
同時,要求各路承包作業隊伍,凡是能在陸地準備的工作絕不拿到海上去完成。對他們進行精細管理,在擬定具體實施方案時,把完成每道工序需要的時間精確計算到15分鐘以內,并提出交叉作業法,打成一覽表,交到每個承包作業隊伍手里。
試驗真的創造出了奇跡,3口試驗生產井,平均井深3561米,建井周期一下子縮短到18.82天,其中最快的一口井僅為13.31天,將這個海區的鉆井速度提高了3.3倍!同時還創下幾項紀錄:歧口18-l-P1井平均日進尺達到263米,創造了國內同類井鉆井日進尺第一的紀錄;兩個PDC鉆頭打破總公司單次起下鉆鉆頭進尺的紀錄;單井裝井口時間僅為3.5小時;一個鉆頭,一次起下鉆,鉆完一個井眼段;全井固井候凝時間為零;實現不占用鉆機時間檢測固井質量;整個項目完成的全過程人身事故和機械事故為零;環境保護達到國際先進水平。 實用技術的優化組合與管理模式的突破,帶來了巨大的經濟效益,項目最終決算:節約成本2286多萬元人民幣。
歧口18-1快速鉆井試驗的成功,極大地鼓舞了海洋石油人的斗志,緊接著又調集精兵強將和優良裝備,在綏中36-1油田J區又開始新的優快鉆井試驗。所鉆的15口生產井,平均井深1876米,全部鉆完只用了55.6天的時間,平均鉆井周期為3.71天,其中最快的一口井為2.6天,將這個區域的鉆井速度提高了3.8倍。其中14口井的平均機械鉆速、平均日進尺和鉆井周期三項指標,大幅度地超過了總公司生產井鉆井的單項紀錄。
十大技術開始形成,快速始井全面推廣
在不同海域、針對不同油藏和在不同季節對三個油田進行的快速鉆井的試驗,都取得了巨大的成功,鉆井時效提高了3倍以上。在渤海形成了:快速鉆井的頂部旋轉驅動;上部地層采用海水鉆進;專用PDC鉆頭設計;PDC鉆頭+井下導向馬達+MWD全井鉆井;滿足快速鉆井要求能保護油層及生態環境的泥漿;綜合測井技術及不占用鉆機作業時間進行固井質量檢測;鉆井、固井交叉作業法和無候凝時間固井;表層同段同尺寸井眼集中鉆進的鉆井工藝;泥漿固相含量高效控制;以“質量”和“環保”為約束條件,以“建井周期”和“安全一票否決”為考核指標的激勵機制等十大配套技術。
設備還是原來的這些設備,人也還是原來的這班人,采用的技術也是當時國際通用的那些技術,只是人的思維方式和項目的管理模式變了,這兩個變化帶來的是技術的重新組合,帶來的是技術的創新和巨大的經濟效益。
實施快速鉆井以后,鉆完井時間大幅度縮減,開發成本大幅度降低,使一大批原來根本無法開采的邊際油田和稠油油田得以開發。
1998年,曾3次啟動又3次被叫停的錦州9-3油田,由于快速鉆井試驗成功獲得總公司的批準,轉入開發建設。
該油田位于遼東灣北部,東西兩個平臺共有44口生產井,平均井深2300多米。因為油田離岸較近,開發方案最終采用水泥沉箱突出水面的人工島替代鋼結構的導管架。生產井采用將鉆機由鉆井平臺滑移到人工島上打生產井的新辦法,平均建井周期西平臺為7.5天,東平臺為8.32天,資金投入也得到了有效控制。 1999年4月2日,位于渤海西部的歧口17—2油田,集中在西高點鉆27口開發井,鉆井總進尺5991米。平均機械鉆速60.89米/小時;平均鉆井周期5.5天;平均建井周期5.65天。總作業時間比ODP報告批復的天數提前155天。
1999年7月,綏中36-1油田二期工程要轉入開發,因為油田的地質儲量大,開發規模比以往的任何油田都要大,受到人們的極大關注。根據地質布井要求,要鉆186口生產井,總公司從節約成本出發,變分散的小平臺為相對集中的大平臺,要求只建6座井口平臺,平均每座平臺上打井32口,平均井深1876米,其井距只有1.5米乘以1.8米,創造了世界海上平臺井口密度之最,這給鉆完井作業增加了很大的難度。
這時恰逢中海油在美國上市。對渤海石油公司要進行比較大的調整,原來在渤海石油公司鉆井部一道工作的人員,只選擇一小部分人上市,大部分人員被分流到基地公司去了。
新組建的中海石油(中國)有限公司天津分公司鉆井部,對綏中36-1油田二期工程鉆井項目組進行了重大改革,將項目組建成一個精干、高效的扁平型、學習型項目組,由參與過歧口18-1快速鉆井試驗項目,年輕的鉆井工程師張春陽擔任項目經理總負責。根據工作性質,項目組成員分為合同采辦、后勤支持和現場工程三個小組(不設組長),合同采辦工作由鉆井部相應崗位的人員兼任,后勤支持組一崗一人,現場監督則根據不同階段的工作量選聘配備。各承包作業公司及提供技術支持與后期保障的單位,與項目組簽訂承包作業與服務合同,明確各自的責任與權利,接受項目組的統一指揮。項目組實行人本管理,采取不同的管理手段,對鉆井作業全過程實施“安全、環保、質量、進度和成本”五大控制。由于在管理上、技術上都采取了更新的措施,經過參與項目各方586.4天的艱苦奮戰,比規定時間提前了141.96天完成了這批開發井的鉆井作業,平均建井周期僅3.22天,優良率達到100%,又打破了總公司鉆井的5項單項記錄。
綏中36-1油田是中方自營油田,推廣快速鉆井取得了成功。在合作油田能不能推廣快速鉆井呢?秦皇島32-6油田是海洋石油總公司與美國德士古、阿科三方合作開發的項目,油田探明的儲量為1.7億噸,全油田共布井163口開發井,平均井深為1844米。經中方推薦,合作方欣然同意。自1999年12月8日開始,項目組按國際作業模式,運用渤海的優快鉆完井技術,累計用637天完成了全部鉆井作業,平均建井周期為3.93天。共用827天的時間完成了全部完井作業,平均完井周期是5.1天。
通過綏中36-1和秦皇島32-6兩大油田共計349口生產井大面積的推廣應用,現任天津分公司鉆井部經理劉良躍告訴我們:現在,渤海的優快鉆完井已經成為天津分公司的常規鉆井作業模式,被納入常規管理。我們已經建立健全了各項管理制度,形成了一套行之有效的運作程序。現在不僅在鉆完井作業中應用,天津分公司還推廣到勘探作業,應用優快鉆完井作業模式,集束勘探的作業效率和勘探成功率都大幅提高,現已推廣到中海油全系統及各海域。
不斷總結提高 繼續創新發展
渤中25-1油田是與雪佛龍公司合資發現的一個油田。儲量達2億多噸。該油田是渤海地下油藏最復雜,開采難度最大的油田。
2003年“五一”勞動節前夕,渤中25-1油田項目海上鉆完井作業就正式啟動了。項目經理張濱海回憶起那段經歷時說:“因為渤中25-1油田確實比較復雜,在合作的第一階段,如何摸索出一套適合該油田開發的,得到合作伙伴雪佛龍認可的,油層不會被污染的優快鉆完井的新技術,這在當時是一大懸念。”合作方充分理解而且同意我們采用渤海的優快鉆完井技術。由于地質構造復雜,在鉆井過程中出現了一些出乎我們預料的問題,據ODP報告介紹,原來的油藏研究認為,該油田是三角洲沉積,按原來要求布的井,打出的第一口井就是干井,打完以后才知道實際上是雜亂的河流相沉積,迫使我們不得不對其他井都要進行調整。
在這個項目最困難的時期,項目組成員對渤海的優快鉆完井技術曾經產生過迷惑。到了2004年下半年,項目組對渤中25-1油田有了更深的了解和認識,他們針對油田復雜的地質構造,采用了新的鉆井技術和油層保護理念,如在優快鉆井的基礎上,首次使用一趟管柱多層壓裂充填防砂,首次采用不占用鉆機進行返排作業等諸多創新技術。經投產測試表明,油層幾乎沒有污染,達到了國際先進水平。
可以說通過對渤中25-1油田錯綜復雜地質構造的開發,使渤海的優快鉆完井技術得到了升華。
鉆井壓裂、適度防砂,全面提高油田采收率
在推廣應用渤海的優快鉆完井技術的基礎上,為了提高油田采收率,又推出鉆井壓裂、適度防砂技術。
鉆井壓裂、適度防砂技術是中海油總裁周守為于2002年提出來的。為了最大限度地釋放油層,他設想使用鉆井的方法鉆開地層,然后直接下篩管,簡易完井,讓地層里的砂適度地從篩管里隨著原油一起產出,在地面進行油砂分離。在南堡35-2油田,鉆井平臺長毛文洪打開了一桶原油告訴我們:“這種高粘度的原油,是用鉆井壓裂、適度防砂技術開采出來的。”在這個平臺上,有20口鉆井壓裂、適度防砂的井型。
南堡35-2油田在這么短的時間內就能生產出如此高的產量,是因為天津分公司把科研課題下放到了項目組,各項目組在生產中遇到了難題,隨時可以申報科研課題。這個辦法使課題研究與生產實際緊密結合,推廣應用起來也非常及時。
鉆井壓裂、適度防砂最突出的例子還要數旅大油田群的開發。項目經理安文忠介紹:通過技術攻關,鉆井壓裂、適度防砂首先在綏中36-1油田C區進行試驗,發現比在相同區域類似井的產量要高出5~6倍。消息傳來,正在開發的旅大油田項目組對鉆井壓裂、適度防砂技術又進行了優化,開創了適合旅大油田特點的全新的完井方式。
在此基礎上,項目組還采用大挺進深度射孔、大壓差返涌、及時返排、水平分支等一系列新技術,使鉆完井的速度達到了極限,產油量也有了大幅提高。今年4月,在有60米油層的高滲透性地層上開鉆的旅大10-1井,采用了簡易完井、適度防砂技術,井下油流平穩,創造了渤海單井日產油達10000桶的紀錄。這在渤海灣和中海油都是史無前例的。
為了進一步提高鉆完井作業時效,加強鉆完井作業人員于地質油藏研究人員的溝通,保證井眼沿著設計的軌跡,保持有效進尺,打進好油層,避開差油層,提高油田采收率,天津分公司又開發研究出全新的“實時可視決策系統”。在漂亮的辦公樓里,一群年輕人戴著立體眼鏡看著三維立體圖像的屏幕輕聲地討論著。他們通過先進的技術手段,將現場的各種技術數據和圖形,在第一時間同時傳輸到生產控制中心辦公室,鉆完井和地質油藏各路專家,通過從鉆井平臺傳送過來的數據和圖形的分析、研究和判斷,統一認識,快速及時地給現場,下達準確的指令,讓鉆頭按照設計的軌跡行進。通過實踐,在旅大等油田水平井中的應用,做到不用鉆領眼井段,鉆頭都能按設計的井眼軌跡,成功著陸在最佳油層內,并使水平段沿著好油層鉆進。
這套實時可視決策系統的應用,對提高油田采收率將會起到非常重要的作用。
優快鉆井的成功靠的是團隊精神
鉆井部作業經理鄧建明介紹說,優快鉆完井技術實際上是平時使用的多項技術的優化與組合,不斷創新,加上精細的管理和團隊精神,使原本不同單項技術組合的加法效應達到多項技術的乘法效應,鉆完井時效比原來的單項技術提高3~5倍,使原本難以開發的稠油油田和邊際油田得到經濟的開發,就這樣在短短10年時間里,靠實施優快鉆完井,將渤海的原油產量由200萬噸一下子躍升到1000萬噸!創造了巨大的經濟效益和社會效益。
渤海的快速鉆井技術獲得了1998年度國家科技進步二等獎。發展到目前,已申報了十幾項具有自主知識產權的專利技術,而且渤海人還把“優快鉆井”稱之為“優快鉆井團隊精神”,上升到企業文化的高度來認識。
因為實現優快鉆井,需要作業團隊的密切配合,在這個團隊中強調的是“雙贏”,他們把雙贏原則始終貫穿在現代項目管理和合同管理全過程中,甲方和乙方之間的分工與責任非常明確,但甲方與乙方、乙方與乙方之間的利益關系必須協調一致。在實施快速鉆井的初期,乙方承包鉆井作業的鉆井公司擔心鉆井快了,鉆井平臺租給誰?承包市場縮小了,公司效益差了職工拿的錢少了怎么辦?甲方也非常理解乙方的心理,提出鉆一口井的成本不變,快了將給予不同的獎勵,形成甲乙方共同體,乙方消除了顧慮,密切配合甲方的工作。
為了實現快速,他們把木桶的容量不取決于最長的桶板而取決于最短的桶板的“木桶效應”應用到鉆完井作業上,鉆完井的高效率不取決于干得最好的單位,而取決于干得最差的單位,因為鉆井是一個連續性的作業過程,只要有一個環節跟不上,其它所有的環節干得再好也不可能產生好的效果。因此,整個項目的獎勵指標,不以干得最好的為標準,而以干得最差的為標準。木桶原理產生的木桶效應很明顯,激勵干得差的奮起直追,干得好的不僅自己要于好,還要關心和幫助別人都干好。是這種激勵機制促使整個團隊共存共贏!
天津分公司副總經理李勇在總結優快鉆完井實施10周年的成績時說:“10年優快鉆完井,我們形成了精細化的管理風格,形成了適合渤海灣的一整套開發井鉆完井技術,并初步找到了開發稠油油田的鉆完井新模式;10年憂快鉆完井所積淀出的團隊精神已經成為總公司企業文化的重要組成部分,鍛煉了一支特別能戰斗的隊伍;優快鉆完井實施10年來,培養了一大批高級專業技術和管理人才,許多同志都已成為海總鉆完井界的專家和領導干部,許許多多年輕的項目經理和監督們,在海總的各個領域發揮著重要作用。”
1998年,中共海洋石油總公司黨組下達了學習推廣“優快鉆完井群體”經驗的號召。在紀念優快鉆完井實施10周年座談會上,中國海洋石油總公司副總經理周守為十分感慨地說:“沒有優快鉆完井,就不會有渤海的今天,就談不上渤海的1000萬噸,也就沒有渤海2010年的產量目標。現在很多國家知道了我國擁有高效益、低成本開采海底石油的技術,紛紛要求與我們合作。前不久我們中海油兼并美國優尼克石油公司未果,但我們在其他地方的并購形勢非常好。我們必須繼續發揚渤海的優快鉆完井精神,進一步加快與國際市場接軌,在積極參與國際競爭的過程中,立足于世界石油之林。”
現在,渤海又找到了幾十億噸儲量還沒有進行開采,其中大多數都是稠油。為提高稠油油田的單井產能和油田采收率,要將渤海的優快鉆完井技術應用到鉆井壓裂、適度防砂方面,在近期要深入開展“鉆井壓裂、適度防砂技術的量化研究”;還要開展“欠平衡鉆完井技術”;“微型油田開發的鉆完井技術”的研究,爭取為國家提供更多的石油。
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