海上稠油动起来

<正>渤海油田以独具特色的海上稠油热采开发技术体系,实现了海上稠油的高效开发。2022年,中国第一大原油生产基地渤海油田稠油热采产量再创新高,首次突破50万吨产量规模。我国海上稠油热采迎来了新的里程碑。为攻克海上稠油热采难关,渤海油田致力技术攻关,逐渐完善具有中国海油特色的海上稠油热采高效开发技术体系,逐渐具备了助力渤海湾盆地上亿吨稠油资源高效开发的过硬技术。     

唤醒海上稠油

正我国海上首座规模化稠油热采平台正式进入热采生产近日,从中国海油渤海油田传来令人振奋的消息:随着旅大21-2油田WHPB平台开始注热,我国海上首座规模化稠油热采平台正式进入热采生产状态。WHPB平台肩负着单项热采技术优化、系统热采技术集成创新应用、热采新技术试验等示范性任务。此举翻开了我国海上稠油开发的新篇章,标志着我国海上稠油开发由先导试验向规模化经济有效开发迈出了关键一步。     

海上油田稠油热采井注采一体化工艺技术探讨

在执行海上油田稠油热采工作中,构建出一套相对完备的海上稠油热采井注采一体化技术体系,在很大程度上帮助实现海上油田稠油的大规模热采开发,具有较好的经济效益和社会效益。     

海上稠油热采开发经济界限研究

针对海上稠油热采成本高、经济界限与陆地油田热采差异较大,无法套用陆地油田稠油热采储量筛选标准的问题,通过研究热采单井累计产油量的关键地质油藏参数,以数值模拟结果为基础绘制了单井热采效果预测图版。通过油藏、钻采、工程、经济等多专业协同,明确了不同海洋工程依托模式下稠油热采开发经济界限,并对比了多元热流体和蒸汽吞吐两种开发方式的经济性,为海上稠油热采整体规划决策提供了技术支撑。     

海上稠油多元热流体吞吐工艺研究及现场试验

为突破海上稠油热采技术瓶颈,开展了多元热流体吞吐工艺研究,改造了多元热流体设备和热采井井口设备、改进了井筒隔热工艺、优化了多元热流体注采参数.该工艺已在渤海南堡35-2油田成功进行了现场试验,增产效果显著,从而为稠油热采技术在我国海上的规模化应用奠定了基础.     

南堡35-2海上稠油油田热采初探

南堡35-2油田是迄今为止中海油在已开发油田中所面临的最具挑战性的稠油油田。该油田常规开发,油井产能低,采油速度小,预测采收率低。根据南堡35-2油田地质特点,结合海上开发及目前热采工艺新的突破,提出多元热流体吞吐热采思路,对开发层系、井型、井距、热采参数等进行优化,提出了推荐方案,并预测实施多元热流体吞吐后较依靠天然能量常规开发采出程度有效提高。矿场先导试验证实单井热采高峰日产油相比冷采邻井产能提高三倍。该研究探索出了一条适合海上稠油高效开发的新模式,开创了国内海上稠油热采的先例。     

稠油热采测试井口防喷系统隔热降温装置研制

海上油田稠油热采的开发,需要录取井下数据资料,对油藏提供井下动态数据的支持。由于钢丝试井防喷系统无法承受热采开发过程中产生的高温蒸汽和热流体,不能在热采井中应用。研制了一种稠油热采测试井口防喷系统隔热降温装置,形成了一套完善的海上油田热采测试工艺技术,解决了海上油田高温热采井井下资料录取的难题。可对油藏注热方案的制定及热采开发提供技术指导。     

我国海上低品位稠油开采技术进展

海上油田稠油开发由于井距大、井网不完善、平台空间小、吊装能力和作业能力有限,以及海上健康安全环保要求高等条件限制而面临巨大的挑战,采用有效的开采技术来开发动用海上低品位稠油储量显得尤为迫切。介绍了国内外低品位稠油开发技术概况,对我国海上油田稠油开发技术进展进行了分析,认为我国海上常规稠油开发在油田开发综合调整技术和稳油控水技术方面取得了成功,尽管开发开采中还有很多技术问题,但已逐步建立起了可行的技术系列;而海上低品位稠油采用常规冷采、出砂冷采、化学吞吐等方法开采都难以取得较好效果,现正在探索热采开发技术。开辟了热采先导试验区进行现场试验研究,以期为海上油田低品位稠油开采寻找到具体可行的方法。     

海上油田稠油热采井注采一体化工艺技术研究

渤海油田稠油资源丰富,多元热流体吞吐与蒸汽吞吐等热采技术试验效果较好,但需采用注采两趟管柱予以实现,导致热采开发成本较高。鉴于此,通过举升工艺优选、管柱设计、井下关键工具设计、专用井口装置设计及地面配套工艺优选等研究,形成了海上油田稠油热采井注采一体化工艺技术,实现了海上油田稠油注采一体化领域从0到1的突破。现场试验结果表明:该技术所用工具耐温性好,工作筒与机械式安全阀配合良好,打开灵活;工作筒下入顺利,内泵筒插入密封耐压20 MPa,符合技术要求。一体化工艺技术实施的总费用相比目前工艺降低幅度达60%,有助于实现海上稠油油田的规模化热采开发,经济效益与社会效益显著。     

渤海油田稠油热采开发技术及应用

渤海油田稠油热采经过十多年的摸索,在关键技术攻关和关键设备建造方面取得了重大的突破,探索出了一条适合海上稠油热采的成功之路。本次研究涉及渤海油田稠油热采7个油田,一共实施了67口井蒸汽吞吐和1个蒸汽驱试验井组,通过97井次注热参数统计和开发生产动态分析,发现仅有6井次蒸汽吞吐过程顺利,暴露出了在注热、热采、地质油藏研究等12个方面的问题,在蒸汽吞吐过程中共有167井次事件严重影响了生产;并指出了油井增注、油层压水、防治气窜、油藏增能等注热前预处理的相应技术对策,希望引起高度重视,能够更好地高效开发海上稠油。     

多元热流体吞吐技术在海上稠油油藏开发中的应用

中国海上已发现原油储量中稠油占70%,稠油粘度高、流动性差,采用常规开发方式油井产能低,采油速度小,采收率低。为了获得更多的石油,将海上稠油、特稠油充分、有效的动用起来,显的越来越重要。多元热流体吞吐技术是近几年来开发海上稠油油藏的新技术,增产效果明显,取得了良好的应用效果。随着多元热流体吞吐技术的不断发展,将大规模应用于海上稠油油藏开发以及海上稠油探井测试,可为我国海上油田开发做出重大贡献,为我国可持续发展提供能源保障。     

提高热利用率在海上稠油热采开发中的地位

结合陆地稠油热采技术,研究了适合我国海洋稠油热采的方式。认为海洋稠油热采开发评价指标应该包括平台生产寿命周期、平台空间分布、热利用率、注采井网、注汽时机及方式转变、热采经济性等。对于海洋常规稠油热采可依次选用蒸汽驱、汽水交替注入与热水驱等热采方式,可以采用反七点或反九点井网,使得在乎台安全生产期内采收率高,经济效益好。     

隔热涂层与真空技术在稠油热采中的应用探讨

在稠油井注热流体吞吐开采过程中,井筒隔热工艺一般以减小热传导和热对流为主,而对热辐射的控制考虑较少。为此提出了一种隔热涂层与真空技术相结合的隔热技术,该技术可将油套环空内导热系数降到最低,通过降低油管外壁发射系数达到降低热辐射的作用。通过WELLFLOW软件计算结果表明,该隔热技术可使井筒热损失相比传统井筒隔热工艺减小67%~80%,并且流程简单、设备便捷,在海上油田热采中具有很大的推广潜力。     

渤海N油田普通稠油多元热流体驱可行性研究

渤海N油田为我国海上一典型的薄互层普通稠油油藏,自2008年投入多元热流体吞吐开发,取得了显著的增产效果,但随着吞吐开采的进行,油藏压力下降、边水突进等问题逐渐显现,周期产量递减快。为提高采收率,针对油藏特点,从多元热流体驱油机理、油藏适应性、工艺参数等方面,对多元热流体驱可行性进行了系统分析研究,结果表明,采用多元热流体驱替开发可在吞吐开发基础上提高采出程度14.13%。     

海上稠油油田高含水期开发模式研究

海上稠油油田进入高含水开发期后,面临采油速度低、水窜快、产量递减快及采收率低等问题,且缺乏分层系开发调整经验,制约了油田的稳产和高效开发。以秦皇岛32-6油田为例,利用室内物理实验、油藏数值模拟等方法,开展了高含水期开发模式研究,明确了海上非均质稠油油藏分层系开发技术界限、注采井间加密模式和底水油藏水平井布井下限。结果表明：当储层原油黏度级差大于3或渗透率级差大于3时,层间干扰系数增大,实施分层系开采,且各开发层系油层厚度为4～8 m;对于强非均质性储层,不同井型、井网加密模式下体积波及系数差别较大,采用反九点转五点水平井+定向井联合井网加密模式,并将井距调整为220 m,体积波及系数显著提高;储层内部隔夹层渗透率、分布面积和分布位置均对水平井产能具有较大影响,基于隔夹层优化布井后,原油黏度为260 mPa·s的底水稠油油藏水平井累计产油量达到5万m³,油柱高度可由12 m下推至7 m。基于上述研究成果形成了“纵向分层系、平面变井网、水平井挖潜”的海上河流相稠油油田高效开发新模式,应用于秦皇岛32-6油田获得了良好的开发效果,可为类似油田的开发提供借鉴。     

超临界蒸汽开发特稠油提高采收率机理实验研究

超临界蒸汽技术可将油田采出污水作为燃料,且产生的超临界蒸汽具有更高的热晗值,采用该技术开发海上特稠油具有广阔前景,但目前超临界蒸汽开发特稠油的增产机理尚不明确。以渤海油田LD5-2N典型特稠油油藏为例,利用新建立的超临界蒸汽驱实验装置模拟超临界蒸汽开发稠油过程,开展了超临界蒸汽开发特稠油的增产机理研究,分析了超临界条件下原油物性及储层物性变化规律,研究发现:超临界蒸汽驱技术可大幅度提高采收率,其增产机理主要体现在蒸汽具有更高的热晗值可大幅度降低原油黏度,具有高溶解性可产生近似混相驱的效果,具有高扩散性更容易进入岩心微孔结构。超临界蒸汽驱的驱油效率提高率可达94%;超临界条件下特稠油中的沥青质与胶质组分会发生热裂解反应使原油黏度进一步降低30%左右;岩石会发生溶蚀可增大储层孔隙度和渗透率,渗透率的最大增加幅度可达21.7%。研究成果为海上特稠油油藏采用超临界蒸汽开发提供了理论依据。     

多层稠油油藏水驱动用程度评价方法

海上多层稠油油藏由于存在启动压力梯度且纵向储层物性差异大,导致合采时层间矛盾突出,开发效果不理想。针对此问题,基于Buckley-Leverett理论,推导了考虑稠油启动压力梯度的多层油藏水驱油模型,建立了多层合采条件下产液量、渗流阻力、采出程度等指标的动态评价方法,并结合现场进行了应用。研究结果表明:渗流阻力的动态差异是导致多层油藏合采时层间矛盾的重要因素;采取分采措施更有利于纵向各储层的均衡开发。该成果对海上多层稠油油藏的后续高效开发调整具有指导作用。     

中国稠油热采开发技术与发展方向

稠油是重要的石油资源类型,实现稠油资源持续、高效开发,对保障国家能源安全具有重要的现实意义。针对中国热采稠油的主要特征进行了分析和总结:在地质和油藏特征方面,中国稠油油藏类型多、埋藏深、油层薄、储层非均质严重、油水系统复杂;在组成特征方面,胶质和沥青质分子之间相互作用形成空间网状结构导致稠油黏度大;在流变特性方面,稠油存在临界温度,当温度大于临界温度时,稠油流变行为呈现牛顿流体流变特性,当温度小于临界温度时,稠油流变行为呈现具有屈服值的宾汉流体特征;在渗流特征方面,稠油在地下渗流呈现非达西渗流特征,存在启动压力梯度,其受温度、储层渗透率、地层原油黏度及沥青质含量影响。综述了国内外稠油开发技术现状,详细阐述了蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)、火烧油层、热复合开发等技术的主要机理、适用条件、应用实例、存在问题和发展方向,蒸汽吞吐仍是稠油热采的主要方式,蒸汽驱是蒸汽吞吐后有效接替技术之一,SAGD技术在引进吸收中取得重要进展,火烧油层成为大幅度提高采收率的重要技术,热复合开发技术实现难采稠油高效开发。研究结果表明,未来稠油开发需要发展高质高效的热力开发技术,协同采收率和油汽比"双目标"最大化,持续加强油藏描述、动态监测和注采调控,积极探索产热方式转变,从而实现稠油效益开发和绿色低碳发展。     

辽河油区稠油采油工艺技术发展方向

分析了辽河油区稠油开发中存在的问题和目前的技术水平,论述了提高蒸汽吞吐效果、开发方式转换、特殊工艺井相结合的常规热力采油技术,采用添加剂(催化剂)的热化学采油技术以及稠油井下改质技术机理及应用情况,指出今后可能具有发展前景的采油工艺技术.     

稠油油藏边水推进规律物理模拟实验

在边水活跃的稠油油藏开发过程中,因边水侵入而导致油井含水率上升快、采收率低,开发效果较差。为认清稠油油藏边水推进规律,在明确其地质及开发特征的基础上,建立储层均质及非均质二维可视化物理模型,对单直井、双直井和单水平井3种不同井型开采条件下边水推进规律及其对剩余油分布的影响进行实验研究。结果表明:不同井型开采条件下,均质油藏边水均沿压力梯度最大处向油井推进,非均质油藏边水主要沿压力梯度最大处和高渗透区推进;相同井型开采条件下,均质油藏边水推进前缘较为明显,采出程度高于非均质油藏。双直井开采条件下,储层采出程度远高于单直井,即增加油井数有利于采出程度的提高;对比单直井和单水平井条件下储层采出程度,水平井具有更好的开采效果。