难动用石油储量是指在现有技术经济条件下，已探明但因储层条件差而难以投入开发或不具工业开采价值的石油储量^[1-2]。业内一般将五年以上未动用石油储量统称为难动用石油储量。胜利油田经过50多年发展，累计剩余未动用石油储量已达6.6×10⁸t，难动用储量规模近6×10⁸t，占比90%以上，主要为低渗透油藏和稠油。低渗透油层主要为缓坡滩坝砂、陡坡砂砾岩、深水浊积扇，目的层埋深大、资源丰度低、压力系统复杂^[3]；稠油主要为深层敏感性稠油和浅层超稠油。有效开发难动用石油储量，面临油水系统复杂、工艺配套难、产能低等诸多挑战^{[2, 4]}。

高效盘活难动用石油储量已成为提升石油产量的重大命题。2017年3月，中国石化提出将难动用石油储量“管起来、动起来、活起来”，希望从胜利油田努力趟出突破口。2017年8年，中石化胜利石油工程有限公司（以下简称“工程公司”）成立难动用石油储量合作开发项目管理部（以下简称“项目部”），综合管理难动用石油储量合作开发工作。为形成应对挑战的认识和思路，工程公司首先赴长庆、中原、江汉、大庆等油田调研，积极借鉴近年来深层致密气、海相页岩气等复杂油气藏地质工程一体化实践经验，特别是“苏里格气田合作开发管理模式”^[6-7]，找到合作发展难动用石油储量的新思路^[8]。两年多来，项目部结合胜利油田难动用石油储量特征，运用创新性思维和革命性措施，宏观统筹，做好顶层设计，坚持低品位中找“甜点”，坚持地质工程一体化，坚持效益为先，做大产能，规模动用，难动用石油储量开发取得明显成效。

难动用石油储量合作开发是全新事物，实现规模效益动用需转变观念和创新机制。

（1）创新合作机制。采用区块建产总包模式，按照50美元/bbl平衡油价倒算投资，超产部分分成奖励，打破以往油田分公司风险独担、效益独享开发模式。有效引导工程公司从多干工作量、多挣工程款向做大产能、分效益油转变（图 1）。

图 1

图 1 胜利油田难动用石油储量合作开发分成机制 Fig. 1 Sharing mechanism of cooperative development of hard-to-recover oil reserves in Shengli oilfield

（2）创新内部分配机制。项目部代表工程公司与分公司签订总承包合同，并与施工单位签订分包合同，将服务收入与工程质量、区块产量及项目贡献挂钩，测算总额和奖励金额，激发工程公司内生动力，保障项目宏观统筹和整体优化。

（3）创新市场开放机制。①采取市场化运作，发挥项目部内部分包议价灵活机动优势，加大自主采购力度，降低工程材料费用。②引入外部市场机制：列举分类科研项目，面向社会科研机构、高等院校公开招标，能者委任；开放钻头、螺杆、提速工具等市场平台，广纳社会高新科技产品同台竞技，刺激技术、产品更新换代。

（4）创新管理模式。①创新攻关团队建设，坚持内引外联，整合人才资源，用好“三大团队”。发挥工程公司全产业链设计与施工优势，统筹做好开发方案优化与技术集成；发挥油田分公司数据资料优势，力争资料共享，协同研究；发挥国内外科研院所理论研究优势，借鉴先进理念，突破认知瓶颈。②创新运行模式，生产运行模式由“串联”变为“并联”，方案编制完成后，施行可行性研究上报、单井设计、安环评、协调工农关系、启动合同流程“五同时”，运行时效从至少半年缩短至3~4个月(图 2)。③开放管理平台，油田分公司主动开放平台，一是合作开发单井设计，由甲方审批变为乙方自行设计、审批，上报油气开发管理中心备案，二是开放生产数据源头，基本实现信息共享、按期标定、分成结算。

图 2

图 2 胜利油田难动用石油储量合作开发运行模式 Fig. 2 Operation mode of cooperative development of hard-to-recover oil reserves in Shengli oilfield

储量品位低是难动用石油储量开发项目面临的最大困难。工程公司在难动用石油储量合作开发中大胆逆向思维，抓主要矛盾，从区块试油试采特征入手，分析区块产量控制因素，工程上并行开展钻井、完井工程、储层改造研究，明确工艺技术进步蕴含的增产空间，以此为基础，优选地质、工程甜点，明确部署方向，设计合理的井型、井网、井距，最终评价经济效益，满足经济效益要求则立即动用，反之则转入攻关研究。同一面元多维度逆向思维的研究方法，切中难动用石油储量开发面临问题的要害，一针见血，事半功倍（图 3），以下举例阐述。

图 3

图 3 胜利油田难动用石油储量逆向思维导图 Fig. 3 Reverse thinking map of hard-to-recover oil reserves development in Shengli oilfield

东营北带砂砾岩体难动用石油储量区，埋藏深、物性差、非均质性强、工程造价高，产能突破是动用关键^[9-10]。永936块前期4口试采井平均单井累计产油仅超400t（图 4a）。项目部承包以来，研究方式从“大水漫灌”改为“精准注射”，对准砂砾岩期次难划分、有利储层难预测等问题，一是基于层序地层学原理深入研究砂砾岩地震反射特征，划分与对比多井间期次，建立等时地层格架，实现区域统层；二是深入剖析构造演化对古地貌的控制作用，明确每期砂砾岩扇体沉积中心迁移规律，找准扇中甜点纵向叠置分布形态，应用多种地球物理手段刻画有利亚相储层边界。通过研究，明确了永936块存在两个厚度中心，部署新井8口，实钻证实低品位甜点优选可有效减少甚至消除低效井，建成产能1.49×10⁴t（图 4b）。

图 4

图 4 胜利油田永936块砂砾岩难动用石油储量区开发甜点图 Fig. 4 Sweet spot of hard-to-recover oil reserve area in glutenite reservoirs in Yong 936 block, Shengli oilfield

渤南洼陷义184块难动用石油储量区，沉积规律不清、油水关系复杂、整体产能低，高油价下也未能动用^[11]（图 5a）。工程公司主导后，从1口高产井周围总有几口低产井、无效井的特征入手，反观部署思路和工程工艺，突破思维定势，重新研究认识油藏。利用构造演化分析、古地貌恢复、沉积相研究确定储层有利展布方向，运用地震波阻抗反演、能量半时地震属性预测^[12]、基于蚁群遗传算法的生物启发裂缝计算^[13]等多种地球物理手段（图 5b），进一步描述储层及裂缝发育情况，明确了“裂缝控制初产、厚度决定累产”富集高产规律，进而部署新井27口，建产能8.2×10⁴t，唤醒了超3000×10⁴t的沉寂储量。

图 5

图 5 胜利油田义184块难动用石油储量区综合地质研究流程图 Fig. 5 Comprehensive geological research flow chart of hard-to-recover oil reserve area in Yi 184 block, Shengli oilfield

坨庄油田坨764—坨765块难动用石油储量区（图 6a），滑塌浊积砂体油层埋深大、厚度薄、开发风险大^[14]。工程公司承包后，系统分析钻探失利原因，创新提出“沿沟滑塌、遇坎卸载”砂体沉积模式（图 6b），即滑塌砂体沿着胜北断层二台阶向下滑塌，重力流“块体”遇到陡坎无法继续“爬坡”，进而就地“卸载”的储层预测新思路，部署开发井成功钻遇了厚油层。

图 6

图 6 胜利油田坨764—坨765块难动用石油储量区沙四段古地貌恢复 Fig. 6 Paleo-geomorphic restoration map of Sha-4 member of hard-to-recover oil reserve area in Tuo 764 and Tuo765 blocks, Shengli oilfield

地质工程一体化解决方案是实现效益开发低品位储量的必经之路^{[5, 15]}。难动用石油储量开发需落实设计源头、技术优化、增产方案3个一体化，油藏地质研究及设计贯穿井位部署、钻井完井及投产整个流程，并根据工程、工艺反馈动态迭代优化。项目部深入研究盐222区块提出：纵向“三层楼”式砂砾岩体，每期扇中有利部位呈“楼梯式”错落叠置；钻井轨迹以适当角度负位移进入正位移穿出，纵向上可钻遇更多有利储层，而且不影响后期压裂改造；井轨迹优化配合使用高效PDC钻头和螺杆，应用“学习型曲线”^[16]。经过几轮次持续改进，平均钻井周期由前期五段制井身147天降至24天，成为样板工程（图 7）。

图 7

图 7 胜利油田盐222块难动用石油储量区地质工程一体化优化持续提速效果图 Fig. 7 Effect of continuous drilling speed increase with optimization of geology-engineering integration in hard-to-recover oil reserve area in Yan 222 block, Shengli oilfield

渤南洼陷义184块难动用石油储量区，已钻井平均周期78天，卡钻、漏失、划眼等复杂情况频发，钻井时效不足30%。项目部承包后研究提出：已钻井技术套管下深2600~2700m，未能有效封隔复杂压力系统，实际采用小尺寸技术套管下深到3400m，可根本解决工程复杂问题（图 8）。钻井过程中根据压力预测模型，改变异常高压地层“见涌就压、见漏就堵”的传统做法，钻井液密度始终维持在涌漏平衡点，优先保护油层。完井环节克服高气油比油藏固井质量普遍不合格的顽疾，研究使用“胶乳防窜水泥浆体系”，固井质量优良率达100%，突破了高气油比油藏固井技术瓶颈。经过攻关，义184块工程质量全优，钻井周期最快达到27天，钻井技术在渤南义34块全面推行，并得到了进一步优化，如义34-斜223井井深为3550m，二开钻井周期仅为7.5天。

图 8

图 8 胜利油田义184块难动用石油储量区压力系统研究指导井身结构设计图 Fig. 8 Well bore configuration design with guidance by pressure system research in hard-to-recover oil reserve area in Yi 184 block, Shengli oilfield

胜利西部探区新疆永进油田难动用石油储量区，（图 9a）油层平均埋深5800m，卡钻、断钻具等工程复杂频发，平均钻井周期373天。项目部从构造、地层入手，深入剖析区域构造演化对空间应力场的控制作用，提出永3井区位于逆冲走滑“帚状”发散带构造应力早已释放的新认识，推翻了以往“构造应力集中导致井壁失稳”的观点^[17]，以及上部地层钻井液密度不能低于1.70g/cm³，清水河组、西山窑组钻井液密度不能低于1.90g/cm³的传统认识^[18]。新钻井永3-平1井，二开创新使用高价盐钻井液体系，很好地解决了西部油区中新生界黏土矿物过度吸水膨胀垮塌和浅层砂砾岩层段虚厚滤饼卡钻两大工程难题，而且可清洁井眼、降低摩阻，机械钻速提高3倍以上，二开钻至井深4862m完井，仅用34天，实际钻井液密度仅为1.35g/cm³。三开针对清水河组、西山窑组紫红色泥岩硬度大、塑性强、易垮塌的特点，应用抑制性强、流变性好、润滑性好、性能稳定的合成基钻井液体系配合使用DBS、NEW-drill等高效破岩钻头及工具，日进尺由以往8~9m提高至60~70m，实际使用钻井液密度仅为1.78g/cm³。该井完钻井深为6616m，水平段长800余米，周期为128天（图 9b），破除了以往“直井一年，水平井两年”的钻井“魔咒”，彰显了地质工程一体化在难动用石油储量效益开发中的核心作用。

图 9

图 9 胜利西部探区永进油田难动用石油储量区钻井提速效果图 Fig. 9 Effect of drilling speed increase in hard-to-recover oil reserve area in Yongjin oilfield in the western Shengli oilfield

经过两年多地质工程一体化研究，充分认识到做大产能是合作双方的共赢基础，单纯一味降本没有出路。永936块难动用石油储量区，新井投产前，深入分析实钻油层和岩石力学特征，优选“甜点”，摒弃以往笼统大规模压裂做法，国内首次创新使用直井DSS压裂工艺，采用“抑近扩远”体积压裂方式，优选低成本清洁压裂液，层间缝内暂堵转向技术^[19-20]，改造段数由过去2~3段增加至6~7段，加砂规模由100m³左右扩大到280m³以上，大大提高了改造规模和精度（图 10）。投产后单井日产油10t以上，半年来产量无递减，测算实施油价由78美元/bbl降至48美元/bbl，解决了砂砾岩储层递减快、累计产量低难题。

图 10

图 10 胜利油田永936-斜1井“甜点”与滑套位置匹配图 Fig. 10 Matching of "sweet spot" and sliding sleeve locating in Well Yong 936-xie1 in Shengli oilfield

义184块难动用石油储量区，前期两口开发基于岩石力学参数、储层物性、天然裂缝发育程度等钻井、测井、录井综合资料分析，采用直井泵送桥塞分段压裂，逐层逐段优化施工参数，取得了良好改造效果，初期单井平均产量近50t，已自喷累计生产原油3.6×10⁴t，效益分成5000余万元。新方案部署投产27口井，采用高黏乳液压裂液和清水可溶桥塞，最大程度降低储层伤害，提高投产作业时效；同时配套高敏感示踪剂和微地震监测，指导后续井压裂选层和参数优化。目前已投产27口，压裂段数和砂量分别是原方案的2.2倍和3.8倍，投入超出方案设计近亿元，真正实现精细密切割，平均单井日产油21t，是方案设计产能2倍以上，测算实施基准平衡油价46.9美元/bbl，效益分成十分可观。

胜利油田难动用石油储量合作开发，创新形成1套独具特色的“一体化”合作建产模式。油藏评价方面，低品位中找甜点，消灭空井、减少低效井，有效化解地质风险；工程技术方面，集成应用成熟技术，杜绝工程事故，减少工程复杂，实现最大程度提速提效；储层改造方面，积极引进先进工艺技术和理念，集中投资更大规模、更高精度的储层改造，作大产能，降低成本，变“难动”为可动。未来难动用石油储量商业开发，将逐渐成为中国成熟探区稳产增产的最重要阵地。胜利油田难动用石油储量合作开发，在一体化人才团队建设、研究思路创新、技术集成应用等方面积累了宝贵经验，为全国乃至世界高勘探程度老油区可持续发展开拓了新方向。