孫寧寧
(中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院,山東 東營(yíng) 257015)
2014年以來,受國(guó)際油價(jià)持續(xù)低迷影響,勝利油田利潤(rùn)由盈轉(zhuǎn)虧、可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),油田開發(fā)呈現(xiàn)三大矛盾:一是未動(dòng)儲(chǔ)量和新發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量品味低,開發(fā)技術(shù)不適用,經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用難度大?,F(xiàn)有技術(shù)條件下60美元可動(dòng)用儲(chǔ)量占總未動(dòng)儲(chǔ)量比例不到10%,亟需創(chuàng)新攻關(guān)低成本高效開發(fā)技術(shù)。二是老油田特高含水期穩(wěn)產(chǎn)制約因素突出,油田抗風(fēng)險(xiǎn)能力有待提升。如井況因素方面,45%的井生產(chǎn)時(shí)間在15年以上;年新增套損井不斷增加,套損井?dāng)?shù)由“十二五”的年均400口上升到目前的600多口。三是原油產(chǎn)量大幅下滑,完全成本快速上升。2014年以來,原油產(chǎn)量由2 787萬噸降至2 340萬噸,降幅16%,產(chǎn)量下降導(dǎo)致折舊、折耗大幅上升,噸油完全成本增幅達(dá)38.6%,50美元/桶盈虧平衡難度大。
勝利油田油藏類型、開發(fā)方式多樣,不同類型油藏開發(fā)矛盾存在差異性,面對(duì)嚴(yán)峻形勢(shì),有必要結(jié)合不同類型油藏階段特征和開發(fā)矛盾,深化潛力認(rèn)識(shí),提出不同類型油藏提質(zhì)增效的對(duì)策及方向,通過做大做優(yōu)增量、控制存量遞減、有效增加SEC儲(chǔ)量,實(shí)現(xiàn)油田的可持續(xù)發(fā)展。
勝利油田整裝油藏主要分布在勝坨、孤島、孤東、埕東4個(gè)油田,占總儲(chǔ)量的20%左右,含水高達(dá)96.8%,處于特高含水開發(fā)后期,水油比高,運(yùn)行成本高,提升效益難。開發(fā)面臨的矛盾有2個(gè)方面:一是縱向動(dòng)用不均衡,高耗水層發(fā)育;二是井網(wǎng)、流線長(zhǎng)期固定,平面驅(qū)替不均衡,存在高耗水帶。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和礦場(chǎng)實(shí)踐表明,特高含水后期水相滲流能力存在突變點(diǎn),突變點(diǎn)后含水飽和度的微小增加,帶來水相滲透率急劇上升,造成流動(dòng)阻力急劇減小,達(dá)到突變點(diǎn)的油藏局部區(qū)域,注入水基本達(dá)不到驅(qū)替原油的作用,呈現(xiàn)出高耗水現(xiàn)象。此時(shí),絕大多數(shù)的注入水量消耗在局部極端高耗水區(qū),注入水低效循環(huán),驅(qū)替嚴(yán)重不均衡,降低了注入水利用效率。基于特高含水后期水驅(qū)開發(fā)理論認(rèn)識(shí),以“液流轉(zhuǎn)向”為核心,應(yīng)用特高含水后期極端耗水調(diào)控配套技術(shù),通過動(dòng)態(tài)優(yōu)化組合層系,矢量井網(wǎng)調(diào)整注采方向及強(qiáng)度,抑制平面、層間、層內(nèi)高耗水層帶。
傳統(tǒng)層系細(xì)分重組指標(biāo)以靜態(tài)指標(biāo)為主,包括滲透率、原油黏度和油層厚度等,不能反映特高含水后期儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)非均質(zhì)性特征。隨著開發(fā)進(jìn)入特高含水后期,儲(chǔ)層物性、流體參數(shù)均發(fā)生變化,各層的剩余油飽和度也相差較大。根據(jù)開發(fā)需要,建立以隨飽和度變化的擬滲流阻力作為動(dòng)態(tài)表征參數(shù)的縱向細(xì)分優(yōu)化方法。針對(duì)特高含水期層間動(dòng)態(tài)非均質(zhì)性強(qiáng)、動(dòng)用差異大的矛盾,使擬滲流阻力相對(duì)低的小層組合到一起,擬滲流阻力相對(duì)高的小層組合在一起,盡可能的減少縱向干擾程度,抑制縱向極端高耗水層,最大程度地改善開發(fā)效果。該方法改變了傳統(tǒng)的按絕對(duì)滲透率大小層系重組模式,建立了以擬滲流阻力級(jí)差為主要指標(biāo)的層系重組優(yōu)化新方法。
擬滲流阻力計(jì)算公式[1]:
式中,ko為油相有效滲透率,10-3μm2;kw為水相有效滲透率,10-3μm2;μo為地層原油黏度,mPa·s;μw為地層水黏度;R’為擬滲流阻力,(mPa·s)/μ m2。
矢量開發(fā)優(yōu)化是在矢量井網(wǎng)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步改善油藏驅(qū)替均衡程度,提高驅(qū)替效率。在開發(fā)初期中低含水階段,主要考慮不同方向滲透率、油層厚度等物性參數(shù),優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)為注入水到達(dá)周圍生產(chǎn)井時(shí)間相同;進(jìn)入特高含水后期,不僅考慮物性參數(shù),還需進(jìn)一步考慮儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)非均質(zhì)性。針對(duì)特高含水后期平面剩余油分布差異大,驅(qū)替不均衡的矛盾,建立以飽和度方差最小化為均衡驅(qū)替標(biāo)準(zhǔn)的矢量注采優(yōu)化方法,目標(biāo)函數(shù)取各注采控制面積內(nèi)平均含水飽和度的方差最小化。主要技術(shù)內(nèi)涵是應(yīng)用不均衡的井網(wǎng)和注采參數(shù),達(dá)到均衡驅(qū)替的目的。
飽和度方差最小化公式[2]:
式中,D為飽和度方差;n為按水井對(duì)應(yīng)的油井?dāng)?shù)劃分區(qū)域數(shù);Sw為含水飽和度,小數(shù);E為期望(n個(gè)區(qū)域加權(quán)平均)。
勝坨油田勝二區(qū)沙二9-10單元實(shí)施矢量注采優(yōu)化調(diào)控效果顯著,調(diào)整前區(qū)塊含水率達(dá)96.8%,耗水率37.5%,自然遞減率14.4%。調(diào)整方案部署細(xì)分為2套層系開發(fā):沙二9砂層組以利用老井為主,通過沙二10砂層組老井上返加密井網(wǎng),注采井網(wǎng)由350米×260米加密到200米×250米,提高采液強(qiáng)度;沙二10砂層組主要以新井為主,注采井網(wǎng)由300米×260米抽稀到380米×300米,形成行列式大井距井網(wǎng),控制采液速度。調(diào)整后區(qū)塊含水率降至93.7%,耗水率降至20%,自然遞減率降至6.2%,耗水量、遞減率下降過半。
在充分利用老井前提下大角度轉(zhuǎn)變流線,流場(chǎng)發(fā)生了根本改變,達(dá)到控強(qiáng)扶弱、提高采收率的目的。注采井網(wǎng)長(zhǎng)期不變?cè)斐闪骶€固定,整體出現(xiàn)沿油水井連線方向發(fā)育的極端耗水帶,打新井不經(jīng)濟(jì),需改變注水流線方向,避開耗水帶、轉(zhuǎn)向潛力區(qū)。通過特高含水期水驅(qū)開發(fā)理論和剩余油分布規(guī)律研究,孤東七區(qū)西63+4開展變流線調(diào)整井組試驗(yàn),油井隔一轉(zhuǎn)為注水井,注水井隔一轉(zhuǎn)為油井,一口注水井已累積注水209萬立方米,后轉(zhuǎn)為生產(chǎn)井,第191天開始見油,穩(wěn)定后日產(chǎn)油是鄰近生產(chǎn)井的5.4倍,已累產(chǎn)油3 360噸。注水井轉(zhuǎn)油井試驗(yàn)取得成功,打破了水井轉(zhuǎn)生產(chǎn)井不可行的傳統(tǒng)觀念,該單元整體轉(zhuǎn)流線調(diào)整后,單井日產(chǎn)油由0.9噸提高到3.2噸,噸油耗水量由66噸降至25噸,單位完全成本下降47.1%,采收率提高2.8個(gè)百分點(diǎn)[3]。
斷塊油藏約占總儲(chǔ)量40%,目前含水93.3%,具有斷層多、傾角大、縱向小層多、面積小、含油條帶窄等特點(diǎn)。受斷層、傾角、動(dòng)態(tài)非均質(zhì)等因素組合控制,斷塊油藏高效開發(fā)面臨的主要挑戰(zhàn):一是斷裂系統(tǒng)組合、砂體邊界刻畫、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度大;二是縱向小層多,非均質(zhì)性嚴(yán)重,均衡開發(fā)難度大;三是平面受斷層、井網(wǎng)、物性、流體等非均質(zhì)影響,動(dòng)用不均衡。
特高含水期,低序級(jí)斷層分布及復(fù)雜斷裂系統(tǒng)組合方式是斷塊油藏剩余油的主控因素,因此精細(xì)油藏描述是實(shí)現(xiàn)剩余油高效挖潛的基礎(chǔ)。在低序級(jí)斷層地震解釋方面,利用分頻突出低序級(jí)斷層技術(shù),精細(xì)解釋10米以下低序級(jí)斷層,發(fā)現(xiàn)新的剩余油富集區(qū);在斷棱描述方面,利用“井、震、?!睌嗬饪坍嫹椒ǎ?xì)刻畫斷棱形態(tài)、位置,為實(shí)施近斷層復(fù)雜結(jié)構(gòu)井奠定地質(zhì)基礎(chǔ);在復(fù)雜斷裂系統(tǒng)組合研究方面,應(yīng)用多種地震屬性分析,由平面到空間提高組合的準(zhǔn)確性。東辛油田永3-1區(qū)塊在精細(xì)地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上,綜合調(diào)整取得顯著效果,實(shí)施近斷層水平井3口、多靶點(diǎn)定向井14口、多層系細(xì)分井31口,日油增加5.7倍,含水下降3.6%,采收率由42.5%提高到52.3%,提高了9.8個(gè)百分點(diǎn),其中采收率50%以上的高含水近廢棄層又提高采收率7.1個(gè)百分點(diǎn),按30美元/桶評(píng)價(jià),稅后內(nèi)部收益率28.6%[4]。
在精細(xì)描述斷層、儲(chǔ)層、流體非均質(zhì)基礎(chǔ)上,通過注采完善、三級(jí)細(xì)分、注采耦合、改性水驅(qū)、復(fù)合降黏等技術(shù)手段,可以有效改善斷塊油藏水驅(qū)動(dòng)用不均衡程度,達(dá)到最終提高采收率的目的。
一是推廣人工邊水驅(qū)技術(shù)。屋脊斷塊油藏上傾方向受斷層遮擋,具備一定原始邊底水能量,其中較厚油層多層開采條件下采出程度高,多處于特高含水、近廢棄階段,邊內(nèi)注水邊水舌進(jìn),易造成原油外溢。針對(duì)其地質(zhì)特點(diǎn)和開發(fā)難點(diǎn),提出“變腰部注水為邊外注水、變控制注水為強(qiáng)化注水、變連續(xù)注采為間歇注采”,通過超平衡注采,實(shí)現(xiàn)腰部分散剩余油高效動(dòng)用。東辛油田辛1斷塊沙一4塊調(diào)整前處于近廢棄狀況,未鉆新井,充分利用油田產(chǎn)出污水,通過邊外水體增壓,8口水井單井日注200~600立方米/日,累注27.8萬立方米,壓力系數(shù)恢復(fù)至1.2;扶停頂部油井5口,單井液量200立方米/日生產(chǎn)。調(diào)整后,單井累增油1.6萬噸,提高采收率7.4個(gè)百分點(diǎn),實(shí)現(xiàn)近廢棄油藏的再開發(fā)[5]。
二是推廣三級(jí)細(xì)分開發(fā)技術(shù)。針對(duì)層間干擾大、各層采出程度差異大的難題,完善層系組合界限,建立聚類分析層系組合優(yōu)化方法,形成層系重組、分采分注、變密度射孔的三級(jí)細(xì)分開發(fā)模式,最大程度減緩層間干擾。該技術(shù)油藏篩選標(biāo)準(zhǔn)為主力油層個(gè)數(shù)大于5個(gè)、主力油層厚度大于20米、滲透率級(jí)差大于5、儲(chǔ)量豐度大于150萬噸/平方千米。東辛油田永3沙二7-9應(yīng)用三級(jí)細(xì)分開發(fā)技術(shù)取得好效果,調(diào)整前綜合含水90.8%,采出程度30.1%,實(shí)施層系重組完鉆新油井7口、分采分注9口井、變密度射孔11井次,單元含水由90.8%下降到70.9%,日油由13.9噸/日上升到78.2噸/日,采收率由35.4%提高到40.7%,提高5.3個(gè)百分點(diǎn)。已推廣覆蓋儲(chǔ)量1.5億噸,增加可采儲(chǔ)量465萬噸,提高采收率3.1個(gè)百分點(diǎn)[6]。
三是推廣注采耦合開發(fā)技術(shù)。針對(duì)極復(fù)雜斷塊注水后含水上升快,不注水沒能量的開發(fā)特點(diǎn),通過交替注采方式、工作周期、層系間的耦合,配套分層注采工藝技術(shù),合理補(bǔ)充能量,提高水驅(qū)波及程度,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。創(chuàng)建了三種耦合模式,平面上對(duì)于一注一采的單流線流場(chǎng),配套短注長(zhǎng)采的耦合模式;對(duì)于一注多采的多流線流場(chǎng),配套變流線耦合模式;縱向上對(duì)于多層系油藏,配套層間輪采的耦合模式。東辛油田營(yíng)12-126沙二7井組為一注三采模式,通過關(guān)停主流線油井、注水升壓、只注不采,非主流線油井生產(chǎn)、變流線,注采不見面,開油井時(shí)機(jī)為油藏壓力系數(shù)1.0時(shí),開水井時(shí)機(jī)為油藏壓力系數(shù)為0.75時(shí),調(diào)整后單元又提高采收率4.5個(gè)百分點(diǎn),已推廣應(yīng)用31個(gè)單元,覆蓋儲(chǔ)量2 450萬噸,提高采收率2.3~5.8個(gè)百分點(diǎn)。
勝利油田低滲透油藏主要分布在渤南、純化、牛莊等油田,占總儲(chǔ)量20%左右,含水75.1%,采出程度為13.1%,單井日液8.2噸/日,開發(fā)效果和效益有待提升,有進(jìn)一步發(fā)揮油藏能力的潛力。開發(fā)面臨的矛盾一是未動(dòng)儲(chǔ)量規(guī)模經(jīng)濟(jì)動(dòng)用難度大(占未動(dòng)儲(chǔ)量50%以上),儲(chǔ)量動(dòng)用率低;二是“注不進(jìn)、采不出”矛盾嚴(yán)重,注采連通性差,單井日液、日注低,完全成本高,采收率低。
低滲透油藏按沉積類型可細(xì)分為濱淺湖灘壩砂、陡坡帶砂礫巖、滑塌濁積巖和(扇)三角洲前緣砂等4種不同油藏亞類。未開發(fā)儲(chǔ)量主要以砂礫巖、灘壩砂為主,具有埋藏深、滲透率低、能量弱等開發(fā)難點(diǎn)。針對(duì)不同的沉積類型,提出了不同的動(dòng)用對(duì)策。
1)砂礫巖油藏
早期勝利油田砂礫巖的動(dòng)用方式多采用多次壓裂、逐層上返的開發(fā)方式,導(dǎo)致單次動(dòng)用程度低、單井產(chǎn)能低、作業(yè)費(fèi)用高。近年來,砂礫巖動(dòng)用方式發(fā)生轉(zhuǎn)變,由逐層上返動(dòng)用轉(zhuǎn)為多級(jí)分段壓裂、一次動(dòng)用,能夠充分發(fā)揮其厚度大優(yōu)勢(shì),增產(chǎn)效果明顯。以鹽22塊2口井為例,鹽22斜27井、鹽22斜26井相鄰位于扇中,投產(chǎn)井段物性相近,鹽22斜27井初次壓裂一段動(dòng)用厚度39米,初期日產(chǎn)油4.6噸/日,年遞減率65.2%,階段累積產(chǎn)油0.28萬噸,先后通過4次壓裂,10年累產(chǎn)油1.55萬噸;鹽22斜26井一次壓裂三段動(dòng)用厚度98米,初期日產(chǎn)油12.4噸/日,年遞減率28.5%,3年累積產(chǎn)油1.33萬噸。通過對(duì)比,多級(jí)分段壓裂一次動(dòng)用厚度提高了1.5倍,初期產(chǎn)能提高了1.5倍以上,初期遞減減緩了40%,采油速度提高2倍。
2)灘壩砂
動(dòng)用方式由單一直井向多底井轉(zhuǎn)變,降低開發(fā)成本。灘壩砂特低滲透油藏主要發(fā)育在東營(yíng)凹陷南斜坡、車鎮(zhèn)凹陷南部。地質(zhì)特點(diǎn)為層多、層薄,物性差、儲(chǔ)量豐度低,平均儲(chǔ)量豐度37萬噸/平方千米,多為異常高壓油藏,整體動(dòng)用難。為提高單井控制儲(chǔ)量和產(chǎn)能,提出了多底井開發(fā)技術(shù)。核心理念是利用地層高壓彈性開發(fā),應(yīng)用多個(gè)分支增加單井控制儲(chǔ)量,多分支共用直井段、節(jié)約投資。目前在利津油田利67塊設(shè)計(jì)多底井4口,包括1個(gè)直井眼(7")和2個(gè)分支井眼(4.5")。壓裂完井,直井眼生產(chǎn)廢棄后,依次側(cè)鉆分支井眼生產(chǎn),每廢棄一支側(cè)鉆下一支。方案設(shè)計(jì)動(dòng)用儲(chǔ)量154萬噸,單控儲(chǔ)量提高2倍,開發(fā)成本降低50%,區(qū)塊整體平衡油價(jià)將至60美元/桶以下,為灘壩砂的經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用提供借鑒[7-9]。
致密油藏彈性開發(fā)采收率低(小于10%),無法有效注水開發(fā),注入作用距離短(小于50 m),注入壓力高(大于30 MPa),需尋求新的能量補(bǔ)充方式。國(guó)外CO2驅(qū)技術(shù)已經(jīng)超過熱采,成為第一大提高采收率技術(shù),已規(guī)模化應(yīng)用,CO2驅(qū)增油成本為18~28美元/桶,可提高原油采收率7%~20%。國(guó)內(nèi)CO2驅(qū)技術(shù)仍處于先導(dǎo)試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn)階段,但從近幾年CO2驅(qū)項(xiàng)目數(shù)量變化看,CO2驅(qū)應(yīng)用規(guī)模正逐步擴(kuò)大。勝利油田經(jīng)過數(shù)十年攻關(guān),目前初步形成特低滲油藏CO2驅(qū)提高采收率技術(shù),并在高89-1塊、樊142塊等灘壩砂特低滲油藏開展了CO2驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn),取得了較好開發(fā)效果。高89-1試驗(yàn)區(qū)達(dá)到近混相驅(qū),累注CO227萬噸,試驗(yàn)區(qū)采出程度14.5%,其中中心井區(qū)達(dá)到17.5%,已提高采收率8.6%,累增油6.3萬噸,換油率0.23噸/噸。樊142-7-斜4井2013年6月注氣,注入CO21.95萬噸,地層壓力恢復(fù)21 MPa,實(shí)現(xiàn)混相驅(qū),油井連續(xù)自噴半年,平均產(chǎn)油4.2噸/日,增產(chǎn)倍數(shù)2.4倍以上[10-11]。建立了CO2驅(qū)提高采收率油藏適應(yīng)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),通過篩選勝利油田適合CO2驅(qū)的儲(chǔ)量7.24億噸(其中新區(qū)1.76億噸),按提高采收率10%計(jì)算,新增可采儲(chǔ)量1 760萬噸。
低滲透油藏由于其孔喉半徑、特別是喉道半徑細(xì)小,在注水過程中,注入水包含的固相懸浮物等雜質(zhì)更容易對(duì)喉道造成堵塞,導(dǎo)致注水壓力升高、注水量下降、油井能量水平下降等問題,對(duì)于因水質(zhì)問題造成油井低液、低油、低能量的低效單元,強(qiáng)化精細(xì)注水,提升地層能量,是提質(zhì)增效的關(guān)鍵。
研究表明:對(duì)于能夠進(jìn)行注水,同時(shí)滲透率較低[(5~20)×10-3μm2]的低滲透油藏,其喉道直徑基本<0.7μm,按照目前A1水質(zhì)固相懸浮物顆粒直徑<1.0μm,存在固相顆粒堵塞的可能性;同時(shí),由于孔隙及喉道表面吸附的邊界層流體作用,使得有效的喉道直徑進(jìn)一步縮小,對(duì)于固相懸浮物顆粒直徑的要求更高。因此,需要改變以滲透率作為水質(zhì)需求判別標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)思維,采用喉道及邊界層兩類指標(biāo)作為確定注水水質(zhì)的依據(jù),進(jìn)一步細(xì)化A1范圍的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。濱425塊按照上述思路,在2015年底已經(jīng)開展了礦場(chǎng)試驗(yàn),主要做法:一是結(jié)合區(qū)塊儲(chǔ)層微觀特征選取水質(zhì),細(xì)分水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),將A1水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分為6級(jí),指導(dǎo)水質(zhì)選擇適配;二是加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理,做好鉆井、完井、作業(yè)全過程油層保護(hù)及水質(zhì)的精細(xì)管理。通過以上措施,濱425塊實(shí)施精細(xì)注水,減少地層傷害,提高注入能力,開發(fā)效果明顯改善,注水層段合格率提高20%,平均單井日油提高1.0噸/日,注水壓力下降4.0 MPa,水驅(qū)儲(chǔ)量增加226萬噸。
勝利油田東部稠油具有“深、稠、薄、敏、水”的特點(diǎn),以蒸汽吞吐開發(fā)為主,已進(jìn)入高倫次吞吐階段,遞減較大。通過對(duì)低效、無效單元深入分析,目前東部稠油面臨的主要矛盾:一是未動(dòng)儲(chǔ)量規(guī)模大,缺少經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用技術(shù);二是高輪次吞吐后井間熱干擾嚴(yán)重,產(chǎn)量和油汽比下降;三是受縱向非均質(zhì)和蒸汽超覆影響,吸汽不均勻,動(dòng)用差異大。針對(duì)以上開發(fā)矛盾,以提高儲(chǔ)量動(dòng)用率、單井產(chǎn)能、熱利用率為目標(biāo),采取針對(duì)性對(duì)策,實(shí)現(xiàn)稠油提質(zhì)增效。
稠油未開發(fā)儲(chǔ)量以敏感稠油、特超稠油為主,與已動(dòng)用儲(chǔ)量相比,未動(dòng)儲(chǔ)量敏感性更強(qiáng)、層更薄、油更稠,在低油價(jià)條件下,現(xiàn)有的技術(shù)存在不適應(yīng)性。針對(duì)敏感稠油,提出了排砂采油技術(shù)。中低滲敏稠油油藏存在黏土含量高、強(qiáng)速敏、顆粒運(yùn)移、井底堵塞嚴(yán)重、供液不足等問題。其主要技術(shù)對(duì)策是,轉(zhuǎn)“防”為“疏”,采用適度排砂的方式進(jìn)行開發(fā)。根據(jù)儲(chǔ)層粒度大小及其分布,允許小于某一粒徑的砂粒產(chǎn)出,由“防砂”向“排砂”轉(zhuǎn)變,排出地層堵塞物,從而提高單井產(chǎn)能。該技術(shù)2015年在王莊油田鄭41斜2塊成功應(yīng)用,優(yōu)化臨界出砂界限,優(yōu)選擋砂屏障精度和臨界攜砂排量,措施后周期內(nèi)日油峰值由7.0噸/日上升到13.6噸/日,油汽比提高0.29,單元日油水平由23噸/日提高到78噸/日,單元日產(chǎn)液水平由129噸/日提高到311噸/日。
對(duì)于特超稠油,探索低成本增溶降黏體系研發(fā),降低開發(fā)成本。HDCS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了特超稠油動(dòng)用,但由于降黏劑費(fèi)用較高,造成完全成本高,操作成本3 000元/噸左右。勝利油田經(jīng)過多年攻關(guān)研發(fā)了新的CO2增溶降黏體系,該體系既具有降黏劑的降黏性能又兼具CO2的增溶作用,目前室內(nèi)試驗(yàn)已取得突破,協(xié)同降黏提高降黏率13.7倍,10%濃度降黏劑可使瀝青粒徑降低80%以上,可達(dá)到比HDCS技術(shù)更高的產(chǎn)能,進(jìn)而有效降低可動(dòng)油價(jià)。下一步將加快技術(shù)攻關(guān),盡快將室內(nèi)試驗(yàn)成果推廣應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。
針對(duì)稠油吞吐后期邊水入侵、油藏壓力低、低液低產(chǎn)的開發(fā)矛盾,采用“熱力+”方式,發(fā)揮熱力和化學(xué)劑、氣體等的互補(bǔ)或協(xié)同作用,大幅度提高單井產(chǎn)能。熱力復(fù)合吞吐方式包括蒸汽+N2吞吐、蒸汽+N2+泡沫吞吐和蒸汽+N2+降黏劑吞吐等多種方式。以蒸汽+N2+泡沫吞吐為例,利用氣液比分布規(guī)律及對(duì)氣泡生滅作用機(jī)制,研發(fā)耐高溫泡沫體系,能夠?qū)崿F(xiàn)深部熱前緣自發(fā)調(diào)控,達(dá)到抑制蒸汽超覆指進(jìn)、蒸汽沿高滲條帶竄進(jìn)、邊底水侵入的目的,使蒸汽腔擴(kuò)展更加均衡,該技術(shù)主要作用于熱前緣附近,近井地帶不起泡。技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策界限研究表明,含水高于80%后,泡沫劑濃度優(yōu)選為0.3%~0.5%,泡沫封堵壓差明顯增大。
熱力復(fù)合吞吐在礦場(chǎng)應(yīng)用增油降本效果明顯。鄭36塊原油黏度1 000~20 000 mPa·s,針對(duì)高滲條帶、高滲層因反復(fù)吞吐所造成的水淹通道,采取氮?dú)馀菽{(diào)剖,在汽竄通道內(nèi)形成泡沫封堵層,改變蒸汽流向,增大蒸汽波及體積。措施后,周期產(chǎn)量由405噸/日上升到900噸/日,單井日油由2.4噸/日上升到6.4噸/日,噸油完全成本下降1 400元/噸[12]。已先后在草20塊、鄭364塊等8個(gè)區(qū)塊實(shí)施氮?dú)馀菽{(diào)剖106口,創(chuàng)效5 942萬元。
針對(duì)高輪次吞吐后井間熱干擾嚴(yán)重、籠統(tǒng)注采各層吸汽不均的問題,實(shí)施組合吞吐、分層注汽等技術(shù)措施,提高熱利用效率。
組合吞吐是防止汽竄、擴(kuò)大波及、提高油汽比的有效手段。其機(jī)理是考慮滲透率、黏度及厚度等靜態(tài)因素以及含油飽和度、壓力等動(dòng)態(tài)因素,按照“物性相近、動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)”的原則,從單井吞吐轉(zhuǎn)變?yōu)檎w組合吞吐,實(shí)現(xiàn)抑制汽竄、擴(kuò)大波及,從而提高熱利用率。初期常規(guī)吞吐有利于節(jié)約投資、動(dòng)用優(yōu)勢(shì)條帶,后期轉(zhuǎn)組合吞吐優(yōu)勢(shì)條帶成為加熱通道,礦場(chǎng)應(yīng)用增油降本效果明顯。草33塊原油黏度10 000~20 000 mPa·s,多輪次吞吐后汽竄嚴(yán)重,產(chǎn)量遞減大。根據(jù)草33塊礦場(chǎng)注汽能力,應(yīng)用組合吞吐方法,將32口汽竄井組合為14個(gè)井組,措施后,周期產(chǎn)量由558噸/日上升到653噸/日,油汽比由0.26上升到0.3,噸油操作成本下降222元/噸。2014年以來,勝利油田共實(shí)施組合吞吐105個(gè)井組,覆蓋儲(chǔ)量1 520萬噸,平均單井周期增油50噸,節(jié)約注汽量55噸,提高油汽比0.05。
分層注汽是有效提高縱向動(dòng)用均衡程度的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)值模擬研究表明,低滲層吸汽占比隨著滲透率級(jí)差的增大而減小,籠統(tǒng)注汽滲透率級(jí)差>2時(shí),需要適當(dāng)分層注汽,減小滲透率級(jí)差對(duì)低滲層吸氣的干擾。單家寺油田單146-1井,采用單管分層注汽,周期增油2 121噸,油汽比提高0.6噸/噸,周期含水下降18個(gè)百分點(diǎn)[13]。
勝利海上油藏分布在埕島、新北油田,含水80.4%,處于中高含水階段,采收率22.9%,采油速度1.1%。當(dāng)前面臨矛盾一是未開發(fā)儲(chǔ)量呈現(xiàn)“邊、雜、小、低”等特點(diǎn),建產(chǎn)周期長(zhǎng),海工投資大、動(dòng)用油價(jià)高;二是單井液量、單井產(chǎn)能遠(yuǎn)低于同類油藏,采液速度低。低油價(jià)下需要轉(zhuǎn)變動(dòng)用思路、轉(zhuǎn)化開發(fā)方式、優(yōu)化提液,實(shí)現(xiàn)海上油藏提速提效。
灘海油藏未動(dòng)儲(chǔ)量特點(diǎn)分布零散、單塊規(guī)模小,經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用難。以埕北24塊和埕北18西為例,2塊均位于埕島主體西部,埕北24塊試采產(chǎn)能較低(30~55噸/日),單獨(dú)開發(fā)效益差,可動(dòng)油價(jià)在100美元/桶以上;埕北18西單井產(chǎn)能高(79噸/日),但埕北18平臺(tái)井槽、處理能力均已滿負(fù)荷無法兼顧開發(fā)。針對(duì)此開發(fā)難點(diǎn),動(dòng)用思路由單塊開發(fā)轉(zhuǎn)向連片動(dòng)用,通過整體優(yōu)化動(dòng)用,降低平衡油價(jià)。整體部署17口井(埕北24塊13口、埕北18西4口),動(dòng)用儲(chǔ)量732萬噸,新建產(chǎn)能17.8萬噸,可動(dòng)油價(jià)可降至60美元/桶以下,實(shí)現(xiàn)了零散儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用[14]。
目前,勝利油田海上油藏已具備提液的時(shí)機(jī)和條件:處于高含水初期階段,油藏供液能力大幅上升,剩余可采儲(chǔ)量規(guī)模大,具有較大的提液潛力;2010年以來加強(qiáng)提升“三率”工作,地層能力逐漸恢復(fù),地層壓力由11 MPa恢復(fù)到12 MPa,具備提液現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ);中心3號(hào)平臺(tái)投產(chǎn)運(yùn)行,解決了注水能力不足的問題。
此外,海上開發(fā)特殊性要求提液開發(fā)要統(tǒng)籌考慮、有序?qū)嵤J紫?,通過綜合考慮油藏能力、海工規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益,確定海上最優(yōu)液量規(guī)模,經(jīng)測(cè)算2020年液量處理規(guī)模達(dá)到7.0萬立方米,2025年將達(dá)到8.1萬立方米。其次,優(yōu)化實(shí)施順序,提液井效益排序。再次,細(xì)分注水,提液與注采調(diào)配并重,通過注水層段進(jìn)一步細(xì)分、注水井儲(chǔ)層改造、加大測(cè)調(diào)力度,確保油藏整體注采均衡。通過整體優(yōu)化部署,含水上升率控制在0.5%~2.0%,實(shí)現(xiàn)提速提效開發(fā)[15]。
中國(guó)海油海上化學(xué)驅(qū)技術(shù)已工業(yè)化應(yīng)用,覆蓋地質(zhì)儲(chǔ)量1.49億噸,累計(jì)增油598萬噸。針對(duì)勝利油田海上油藏采油速度低、采出程度低、平臺(tái)壽命有限的特點(diǎn),攻關(guān)推廣二元復(fù)合驅(qū)技術(shù),可有效大幅提高采油速度和采收率。與勝利油田化學(xué)驅(qū)Ⅰ、Ⅱ類油藏條件相比,海上油藏具有實(shí)施化學(xué)驅(qū)的有利條件,油藏條件好,溫度更低(63~73℃)、礦化度更低(3 200~8 770 mg/L);物質(zhì)基礎(chǔ)好,含水低(80%)、采出程度相對(duì)較低(16.6%)。
但目前海上實(shí)施化學(xué)驅(qū)仍面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn),一是注入水質(zhì)較差,硫化物含量較高影響聚合物黏度;二是海上平臺(tái)空間小,聚合物分散溶解及工藝設(shè)計(jì)要求高。為加快海上實(shí)施化學(xué)驅(qū)進(jìn)程,首先要研發(fā)高效速溶聚合物,確保其能快速完全溶解,且增黏性能良好;同時(shí)研究海上平臺(tái)條件下全密閉撬裝配注工藝可行性,實(shí)現(xiàn)全流程絕氧。下一步首先開展現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn),再分批實(shí)施,預(yù)計(jì)技術(shù)攻關(guān)實(shí)施后,可覆蓋儲(chǔ)量2億噸,提高采收率10個(gè)百分點(diǎn),增加可采儲(chǔ)量2 002萬噸。
新形勢(shì)下,開發(fā)技術(shù)創(chuàng)效增效大有可為。開發(fā)技術(shù)的創(chuàng)新,不僅可以解放大批難采儲(chǔ)量、提高老區(qū)采收率,而且降低了投入、提高了經(jīng)濟(jì)效益,是油田實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的關(guān)鍵。未來要更加注重前瞻性基礎(chǔ)研究和低成本技術(shù)攻關(guān),加快室內(nèi)成果向礦場(chǎng)快速轉(zhuǎn)化,加大新技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用力度,推動(dòng)油田可持續(xù)發(fā)展。