美國加利福尼亞州蘊藏著豐富的非常規(guī)油氣資源,包括淺層非常規(guī)和深層非常規(guī)資源。對淺層非常規(guī)油氣資源的開發(fā),早在1970年就有記載。加州政府2013年9月通過新的《油層激勵生產法案》(以下簡稱《法案》),此法案包括《水力壓裂法》和《酸化作業(yè)法》兩部分,內容涉及現(xiàn)行非常規(guī)油氣資源開發(fā)和未來的深層資源開發(fā),以及可能造成的環(huán)境破壞和水資源的污染預防和管理等。
《法案》規(guī)定,法案的目的是保證頁巖資源得到最佳的生產和保護,同時保護地下水資源和人民生活健康,保護油氣開發(fā)技術秘密、化學材料秘密的商業(yè)化使用。《法案》目前還在試行期,由于可能加大油氣公司的作業(yè)成本,估計也會遇到不少阻力。但從長遠看,《法案》對深層頁巖開發(fā)和保護是有利的,同時對人民安全和環(huán)境保護的意義重大。加州油氣監(jiān)管局正努力平衡開發(fā)非常規(guī)油氣資源和公眾健康間的利益沖突,發(fā)揮好自己的監(jiān)管職能。
本篇介紹加州某淺層非常規(guī)油藏在開發(fā)管理中,油氣監(jiān)管局和油氣公司卓有成效的做法,以為我國非常規(guī)油氣資源開發(fā)提供可資借鑒的經驗。加州早在20世紀70年代便有稠油和淺層硅藻土頁巖的開采記錄,至今已有30多年。文中事例所涉油藏簡稱為A油藏。
A油藏是硅藻土頁巖油藏,為中新世紀油藏。油藏平均井深300米(1000英尺),孔隙度在50%至70%之間,但是滲透率卻極低,大約為0.1毫達西(md)至0.3毫達西,因此這種油巖壓縮率(compressibility)也是極大,油巖非常松軟;油質比重為0.89左右,屬于中質油質。此油層含氣不多,油氣比率很低,但硫化氫排放較嚴重。生產水質含鹽度高,大概在2.6萬至3.89萬ppm。因此,1970年時的產量極低。但通過合理的油藏管理措施、漸進的開采方式,A油藏從1970年日產幾十桶的油產量增加到2003年最高生產紀錄為6萬多桶(見附圖)。目前,A油藏每天還能產油5.5萬桶,開發(fā)效果是十分良好。
A油藏的管理經驗可總結為兩點:一是加強與油氣監(jiān)管局的合作。加州油氣監(jiān)管局進行油氣監(jiān)管的目的是提高油氣產量、保護油氣資源,監(jiān)管與生產不僅不矛盾,反而可促進相互間的協(xié)作關系。A油藏的各種特殊生產作業(yè),都主動向油氣監(jiān)管局申請,獲得監(jiān)管局的批準和許可證,過程中積極與監(jiān)管局合作進行生產開采的安全管理,保證油藏開發(fā)的生產安全和環(huán)境保護,最終實現(xiàn)油藏的可持續(xù)健康開發(fā)。二是重視科研合作,在油藏開發(fā)技術、環(huán)境保護措施等方面大量投入進行科研攻關,解決硅藻土頁巖油藏開發(fā)的技術難題,保證油藏生產符合加州油氣法的基本要求,特別是資源保護、環(huán)境保護和人員安全等方面的要求。其具體的開發(fā)、管理重要經驗可列舉為如下六點。
1.油氣公司的技術人員為能更好地跟蹤油層開采后,油藏的變化和余有油量的剩余飽和度,基本上每年都進行生產井測井和油藏壓力測試。大量的油藏數(shù)據(jù)測定對生產操作方案和新井計劃的形成,十分有益。油氣法規(guī)定,所有測井和壓力測試數(shù)據(jù),必須在60天內上交油氣監(jiān)管局。所以,監(jiān)管局也會得到最新和充足的數(shù)據(jù)來批準新鉆井的許可證和油田作業(yè)新方案等。
2.硅藻土頁巖的巖質非常松軟,油藏的巖層陷落嚴重,會造成套管的壓曲和破裂等問題。對此,油氣公司采取早期注水采油法,并且對油藏壓力測試和注水后剩余油飽和度十分了解,因此對新鉆井井位可準確定位和監(jiān)控。
3.加州油氣法規(guī)定,井距最小要5acre或142米(466英尺),但是對特殊的硅藻土頁巖的開采來說,油氣公司能充分提供油量飽和度的咨詢,監(jiān)管局特別準許縮小井距,從142米縮小為100米,最后減為50米。這樣就可做到最大限度地增加井密度。(筆者按:法案法規(guī)并不是一成不變的,如果能提高采收率、保持持久生產,在不影響環(huán)保和安全的情況下,一些規(guī)定是可以變通的。)
4.由于在這種井密度下,還有多層油藏難以達到理想的開采效果,因此油公司又加鉆了很多水平井,同時,采用了有選擇性的水力壓裂。為防止壓裂縫對油藏造成破壞,油氣公司采用了最新技術,如傾斜儀(tiltmeters)來測試裂縫的準確方向等。
5.加州油氣法所規(guī)定,為篩查注水可能造成注水層和套管破裂,每口注水井每兩年要進行一次井套管壓力測試。但因為A油藏的松軟特性,油藏陷落引發(fā)的套管壓曲變形情況較普遍,普通測井器無法達到注射層。經過油氣監(jiān)管局批準,油氣公司在套管上安裝了先進的激光電線(Fiberopticcable)。這種激光電線通過溫度變化測定,能準確得到注水和套管信息,并隨時通報。比起傳統(tǒng)的每兩年一次測試,這種先進技術可實現(xiàn)實時監(jiān)管,監(jiān)管效率大大提高。
6.從1970年初到2005年,A油藏經過30多年的注水驅油,雖得到了很高的經濟回報,但油藏含水率已到90%以上,繼續(xù)采取注水驅油法的效果不好。通過長期的測井監(jiān)控,油氣公司發(fā)現(xiàn)還有很多未驅出的剩余油飽和層和飽和區(qū),于是再次向監(jiān)管局申請進行蒸氣驅油。蒸氣驅油將會排出大量的硫化氫,因此,油氣監(jiān)管局要求油氣公司在每口井安裝硫化氫報警設備,一旦警報發(fā)生,油田人員要全部離開現(xiàn)場。同時,油氣公司對進出的工作人員(包括監(jiān)管局人員)會自動照相,以保證無一人滯留在油田。油氣公司嚴格執(zhí)行油氣監(jiān)管局要求,從2008年采取蒸汽驅油法開始,A油藏保持了很好的生產效果,也沒有發(fā)生一起硫化氫傷害事故。
加州新的《油層激勵生產法案》還涉及到深層非常規(guī)油氣資源的開發(fā)問題。加州深層非常規(guī)頁巖主要是蒙特利頁巖,其儲量初步估計為2.2億噸,覆蓋面非常廣。但由于技術原因,目前還沒有特別成功的開發(fā)案例。
責任編輯: 中國能源網