中海油,凭啥进军1500米超深水油气?

“中国发现”的道路自信

6月25日,我国首个自营深水大气田——“深海一号”大气田顺利投产。气田投产后,高峰年产气量可满足粤港澳大湾区1/4民生用气需求。

这是中国海油为党的百年华诞献上的一份厚礼,亦是中国海油建设南海大气区的重要“落子”。

浩瀚富饶的南海,天然气资源极其丰富。自上世纪80年代起,以能源报国为己任的中国海油,不断加大南海天然气勘探开发力度,努力推进大气区建设。其中,南海琼东南深水区“深海一号”大气田的勘探发现,是大气区建设的重要里程碑。

走向深水,异常艰辛。从上世纪90年代与外方合作勘探琼东南盆地的一无所获,到21世纪初合作勘探的再次失利,勘探人员饱尝失望。痛定思痛,他们不断反思,创新、探索,2014年最终实现我国海域自营深水勘探的首个重大油气发现——“深海一号”大气田。

“深海一号”大气田的发现,坚定了中国海油勘探深水的道路自信。沿着道路,中国海油很快又发现陵水25-1等多个深水气田,提速了大气区建设步伐。

中海油,凭啥进军1500米超深水油气?

中海油,凭啥进军1500米超深水油气?

两探琼东南“折戟沉沙”的迷惑与反思

我国海洋石油工业起步比西方发达国家晚百年,再加上南海西部海域地质条件极其复杂,深水油气勘探久难突破。20世纪末21世纪初,中外双方两次合作勘探琼东南盆地,从浅水探到深水,钻了近10口探井,均“折戟沉沙”。

莺琼盆地究竟有没有油气,是否存在有大气区?面对质疑的声音,勘探人员认真审视合作勘探之路,深刻认识到:外国公司的勘探模式,就像撒大网、快捞鱼,使用简单的勘探理论,在尽可能短的时间里对一大片海域“扫荡”一遍。

但复杂的南海海域,必须精耕细作!我们的自己家园,必须自营勘探!

随着气田投产日期的日益临近,中海油湛江分公司专家孙志鹏总觉得内心有一面鼓,时时发出振奋人心的旋律。“太曲折、太心酸了。”回想“深海一号”大气田的勘探发现,1991年参加工作、曾参与琼东南盆地深水勘探研究的孙志鹏感慨不已。

孙志鹏介绍,上个世纪末,饱尝美国墨西哥湾、巴西等深水油气勘探的甜头后,各大国际石油公司纷纷掉转船头,驶向素有“第二个波斯湾”美誉的我国南海,希望在这里尝到更大甜头。当时的中国海油刚刚起步,缺资金、缺技术,需要对外合作。合作的“大门”打开,还是一片处女地的南海西部琼东南盆地,首先吸引了外国石油公司的目光。

“他们首先从盆地的浅水区开始勘探。1995年美国阿科石油公司在盆地内的陵水凹陷北坡陆架浅水区,钻探陵水15-1-1井,但该井仅见少量油气显示。随后他们又在陵水凹陷西侧的乐东凹陷,一口气钻探了4口探井,尽管个别井钻遇薄气层,但不成规模,没有经济价值。至于琼东南盆地南部的深水区,由于缺乏地震资料,又在浅水备受打击,外国石油公司更是无心涉足。”

首探莺琼盆地,乘兴而来,败兴而归。莺琼盆地究竟有没有油气?质疑很多。不过,孙志鹏他们始终相信,这里是一个巨大的油气宝藏,且坚持研究。“当时的研究,首先是要解决‘烃源、储层’两大基础问题。”孙志鹏说。

研究烃源,离不开好的地震资料。1997年南海西部油气勘探者们在琼东南深水区部署一批长地震测线,获取了地震资料。通过对新资料的研究,基本上落实了琼东南盆地深水区几大凹陷的分布、结构、烃源情况,展现了“深、大、厚”的凹陷特征,增强了勘探信心。

随后再找储层。海南岛虽没有大江大河,但也有多条河流,由此判断海南岛南部海岸有一定的输砂能力,有储层存在的可能。为验证这个猜想,2001年他们在陵水凹陷北部坡折带,自营钻探陵水13-1-1井。钻井资料带来新启示:琼东南盆地深水区不同于经典的陆坡峡谷沉积环境,不能照搬国外模式,必须强化进一步研究,创新认识。

对此,他们再一次采集地震资料,进一步进行深入研究,新的资料、新的研究成果,再一次吸引了外部石油公司前来合作勘探——2004年6月,南海西部与哈斯基在盆地内的长昌凹陷水深576米,合作钻探长昌12-1-1井。这是琼东南盆地第一口真正意义上的深水井,大家对其饱含期望。但20多天后该井完钻,是一口干井。

投入巨资的哈斯基很是失望。他们随后放弃了南海西部琼东南深水区,调头勘探南海东部深水区的白云凹陷,2006年一举发现我国首个深水大气田——荔湾3-1气田。

荔湾3-1气田的发现,激起了南海西部勘探琼东南盆地深水区更大的决心与动力。2006年,中海油湛江分公司成立深水研究项目组,对南海西部深水区展开系统的地质研究,惊喜发现:琼东南盆地深水区中央,发育轴向大型峡谷沉积体系。

这个发现,为深水勘探指引了正确方向。

沿着这个方向,湛江分公司为深入研究这个峡谷, 他们联合外方再次采集更详实的地震资料,详细评价峡谷内的陵水22-1、17-2构造。在此基础上,2010年10月湛江分公司与外国公司在陵水22-1构造钻探琼东南盆地第一口深水井陵水22-1-1井,钻获气层55.3米,一举实现南海西部深水的勘探突破。

随后他们乘胜追击,2011年又在峡谷东边水深1908米处钻探永乐2-1-1井,但结果为干井。与此同时,其他合作者对盆地其他凹陷的勘探,也在2012年遭遇失利。

看地震资料感觉有油气,打井下去却难觅其踪,莺琼盆地让这些在英国北海、美国墨西哥湾见过大风大浪的石油巨头们也有些不知所措。离开前,他们写下“诊断书”:“烃源岩埋藏过深”、“储层发育不充分”、“难以找到大油气田,不具备商业开采价值”……

外方可以离开,我们必须坚守。深入研究外国公司留下的钻井资料,我方发现一个现象:外方钻的探井中,多口井有油气显示,但他们最终将失利的原因都归结为地质原因。“究竟是因为地层中缺油少气,还是由于没有钻到目的层就草草收兵?”我方科研人员苦苦摸索、攻关,最终明确了莺琼盆地深水区成藏机理,确定莺琼盆地蕴藏丰富天然气。

他们还认为,盆地中央峡谷陵水凹陷内的陵水17-2构造最有成藏潜力,并将其作为南海深水自营勘探项目的首选目标,2013年部署陵水17-2-1等探井。

中海油,凭啥进军1500米超深水油气?
学艺四海“铸剑”西南的自我觉醒

合作勘探之路走不通,中国海油决定自营勘探。

但在当时,能从事深海油气勘探开发的国家和公司屈指可数,其核心技术和尖端设备,更是集中在少数几个国际石油公司手中。合作勘探深水时,全部装备及技术、管理人员,百分百“纯进口”。如今要自营勘探,人才、技术、设备必不可少。

21世纪开始,中国海油奋起直追,从人才、设备、技术等各方面,全方位筹备。

深水勘探的“蜀道之难”,让中国海油深刻认识到:走向深海,不仅需要精细的地质油藏研究,还需要装备、技术、管理等各方面配套。最迫切的是加快建造一批深水装备,特别是钻井平台。

21世纪初,国外钻井公司的深水钻井能力已达3000米,装备水平进入第六代;我国深水钻井能力只有505米水深,装备水平总体处于“二代半”水平。中国海油下定决心:一步到位,自主建造第六代3000米作业水深半潜式钻井平台——“海洋石油981”。

从“二代半”到世界领先,困难之大,可想而知。设计建造中,中国海油努力克服各种困难。比如,与国内船企、科研机构、大学深入合作,科研课题和工程项目齐头并进,研究成果直接应用于工程项目。

2008年4月,投资60亿元重点打造的“海洋石油981”,正式开工建造。

以“海洋石油981”为核心,中国海油还着力打造以“五型六舰”为主体的联合舰队。“舰队”成员还包括:我国自主建造的首艘深水物探船“海洋石油720”,全球首艘集钻井、水上工程、勘探功能于一体的3000米深水工程勘探船“海洋石油708”,为“海洋石油981”量身打造的两艘深水大马力工程船“海洋石油681/682”等。从地球物理勘探、地质勘察、钻井作业,到海底铺管、物资保障,这支“舰队”为我国自营勘探南海深水油气打下坚实基础。

打造深海利器的同时,中国海油还积极组建、培养深水队伍,学艺四海,“铸剑”西南。

非洲的尼日利亚,就曾是这支队伍学习深水技术与管理的“课堂”。

2006年1月,中国海油收购尼日利亚第130号海上石油开采许可证45%的权益。该区块水深1300米至1450米,在中国海油走向深海的征途中,它是一个学习技术、培养人才的绝佳练兵场。

刚进入尼日利亚的中国海油颇像个小学生:公司成立才二十多年,而道达尔公司仅进驻中东的历史就长达五六十年。与外方合作开发该区块时,参与其中的海油人认真学习,努力掌握知识和技能,然后结合工作实际不断创新。

除了尼日利亚,在刚果,在荔湾,在一切可以学习的地方,海油人“孜孜以求”。特别是外方在南海西部勘探琼东南盆地深水区那几年,中国海油更是派遣技术骨干登上外籍深水钻井平台,学习深水钻井及测试技术。

装备上的进步,人才、技术上的储备,为中国海油再次进军南海深水突破奠定了扎实的根基。2012年外方退出琼东南盆地深水区后,中国海油开始自营勘探。

中海油,凭啥进军1500米超深水油气?
“深海一号”大气田浮出的自信与前景

2014年,中国海油在陵水17-2构造接连钻探6口井,全部获得成功,证实了琼东南深水区陵水凹陷多层含气、规模聚集的模式,单井最大气层厚度大于200米。我国首个自营深水气田——“深海一号”大气田,由此浮出水面。

“深海一号”大气田的发现,表明我国已具备自主勘探深海油气资源的能力。它的发现,成功创下三项“第一”:中国海油深水自营勘探获得了第一个高产大气田;“海洋石油981”深水钻井平台第一次深水测试获得圆满成功;自主研发的深灰模块化装置第一次成功运用。

更为重要的是,它开启了通往南海深水“宝藏”大门,有力推动了南海大气区建设。

从地质图上看,琼东南盆地深水区的陵水凹陷无比秀美,犹如一片跌落在大海的枫叶。而陵水17-2构造,宛若这片枫叶最艳丽的部分。

这个构造距海南岛东南约150公里,平均作业水深1500米。曾经这里是几家国际石油巨头折戟沉沙之地。外方钻井作业时,井涌、井漏等复杂情况频发。

这次钻井作业决不能失手!毕竟,陵水17-2-1的钻完井作业,是中国海油自营深水勘探迈出的关键一步,关系到整个南海西部深水勘探的希望与信心。

不打无准备之仗。湛江分公司成立深水钻完井项目组,由公司主管领导直接负责。钻完井团队中的大多数人,曾经参与过外方平台深水作业、具备一定深水经验。

“作业技术难点有哪些,风险在哪里,装备和工具上缺什么?”作业前,时任湛江分公司工程技术作业中心总经理李中,带着大家一起反复研究地质资料,制订详细的技术方案和风险应对预案,并对可能遭遇的不同情况进行沙盘推演,请各路专家建言、把关。他们还开展了11项钻井及5项测试技术专题生产科研。

2014年1月,陵水17-2-1井正式开钻。承钻这口井的钻井平台,正是威名赫赫的“海洋石油981”。

开钻后,大家如履薄冰。现场负责钻完井工作的技术人员刘和兴,向现场人员反复交底。作业关键点是什么、风险控制点有哪些,具体要做什么,谁来做?现场的每一个人,都在脑子里像放电影一样,过了好多遍。在陆地坐镇的李中,每天通过卫星电话、邮件与刘和兴保持联系。

由于准备充分,一切按计划推进。但一天深夜的突发情况,让大家的心蹦到了嗓子眼儿。

那天夜里,钻井总监突然发现EKD监测流量降低,系统发出红色警报,显示钻井作业发生了井漏!现场与后方联合制订堵漏措施,堵漏“战斗”随即打响。

然而,第一次、第二次堵漏均以失败告终。但所有人不松懈,不气馁,继续进行堵漏作业,连续奋战70个小时,进行5次堵漏,终于成功。

钻完井作业就是这么一米一米艰难推进的。

而随着距离目的层越来越近,大家原本紧张的心情,不知不觉转变为对揭晓谜底的期待。

“成了!成了!”1月底的一天,陆地值班室的电话传来现场作业人员报喜的声音,“打到目的层了!我从没见过这么好的油气显示。”李中他们马上与海上进行视频连线,当看到屏幕上显示出反映井下情况的曲线时,大家脸上都露出灿烂的笑容。

激动过后,大家很快冷静下来。钻遇的储层究竟有多少天然气储量,还必须进行测试作业。如果说深水钻井是一个寻找油气的狩猎过程,那么深水测试则是一个释放猎物并检测其能力的高危过程。

进行测试作业的,仍是“海洋石油981”。这是中国海油首次自主进行的深水井测试作业。

作业前,中国海油自主研发了测试地面流程模块化设备,购置的高精尖设备——水下测试树,也将首次使用。全新的设备,首次“吃螃蟹”,大家内心忐忑。参与测试的每一个人,全身心投入。

经过半年的筹备和激烈的现场“战斗”,2014年8月18日,测试成功。当天清晨,从水下4957米的岩层中,气龙化作火焰,从30米长的火炬臂喷薄而出,直冲云霄。该井创造了中国海油自营气井单层测试日产量最高纪录——25.4毫米油嘴日产气160万立方米,日产油78.4立方米。

成功了!海油人靠自己的双手,在南海深水区捧出了第一个大气田!

此后,以琼东南中央峡谷为轴,中国海油不断拓展南海琼东南深水区天然气勘探。

2014年,在盆地中央峡谷西区、水深近千米的乐东凹陷,陵水25-1构造部署探井,获可观油气流,2015年评价成功,一个中型以上深水气田“浮出水面”。2016年,在陵水25-1气田北部实施一口探井,测试获高产气流,使得该气田储量规模扩大。

如今,中国海油在深水区的天然气勘探力度更大,探井作业水深已达2000多米。更多的天然气田还将会浮出水面。

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