曙—区超稠油开采特征及开发对策.pdf

第 6期 刘 福余 曙一 区超 稠 油开 采 特征 及 开发 对 策 3 窜加剧 ， 汽窜 比例 由初 期 的 1 5 ． 5 ％上 升 至 目前 的 53． 8％ 。 3 出砂严 重是超稠油油井生产 的一 大主要特 征。由于兴隆台油层岩性松散 ， 超稠油携砂能力强 ， 造成油井 出砂普遍 。平面上 ， 北 部 以上层系为主 ， 出 砂粒级 以粗中砂为主 ； 南部 以下层系为主 ， 出砂粒级 以细粉砂为主。在杜 2 2 9断块 2 O O O年投产 的 2 0 1口 新井 中 ， 有 1 3 3口 3 2 2井次 出砂 ， 占总井数的 6 6 ． 2 ％， 平均单井 出砂 2 ． 4井 次 ， 平 均每 次冲砂砂 柱 高 6 2 ． 8 m， 冲砂量 1 ． 2 6 m 3 。油井 出砂造成 油井 冲检频繁 ， 且 随着吞吐周期 的增加 ， 油井排水期延长 ， 综合含水升 高 ， 原油携砂能力减弱 ， 相 当一部分油砂在产水期沉 降到井筒 中， 造 成砂 卡检泵 ， 严 重影 响 油井 生 产效 果 。杜 2 2 9断块 出砂 井周 期平 均产油 3 6 3 t ， 油汽 比 0 ． 2 4 ， 吞吐效果很差 。 4 边底水侵入损 失储 量 ， 影响吞 吐效果 。以 杜 2 2 9断块兴 V组最 为严重 ， 水侵主要 从不 连续 隔 层 “ 天 窗” 上侵 外 扩。 因水 侵被迫 上 返 5 0井 次 ， 储 量损 失 2 0 0 X 1 0 4 t 。 2 ． 5 高轮次 吞吐 阶段 套 管损 坏严 重 。 油井 利 用率 低 。 大 修 工 作 量 增 加 曙一区超稠 油周 期 吞 吐时 间短 ， 注 汽、 作业频 繁 ， 加之套 管钢 级 、 固井质量 、 注 汽隔热技术 等诸多 方 面 的影响 ， 油井高轮次 吞吐后套管损坏严 重 。 目 前 共 有 套 管 损 坏 井3 8 6 口，占 总 生 产 井 数 的 6 2 ． 9 ％。套管 出现 问题 时 平均 生 产 34周期 ， 套 管损 坏 部 位 以 射 孔 井 段 及 其 附 近 为 主 。2 0 0 1 2 0 0 2年仅 大修 就增加投 资 5 1 0 0 X l O 4 元 。 2 ． 6开 采 成 本 高 是 惯 穿 于 全 部 生产 过 程 的 矛 盾 超稠油 具 有蒸 汽吞 吐周 期 产 油 量 低 、 油 汽 比 低 、 油井 汽窜 、 出砂 、 套损 严 重等开 采特 点 ， 加之先 导试验项 目多 、 管 理 难度 大等 诸 多 因素 的影 响 ， 直 接造成超稠 油采 油成 本 的居 高不 下 。与 普通 稠油 相 比 ， 超稠油 吨油成 本为普 通稠油 的 2倍 多 。 3 开发对策研究 针 对 超 稠 油 开 发 中 出现 的上 述 问 题 ， 通 过 几年 的探 索 、 引进 、 开发 和试 验 ， 在油 藏经 营管理 、 改善 油层动用状 况 、 提 高 注采 系统 热效率 、 改善 井下技 术状况等方面 开展 了大量 工作 ， 并取得显著效果 。 3 ． 1 实施油藏经 营管理 。 提 高经济效益 围绕 经济开发油藏 问题 ， 依据超 稠油开采及 成 本 变化规律 ， 实施 了超 稠油全部生产过 程的规 范技 术 和细 化管 理 。主要体 现在 三个方 面 第 一 ， 细 化 开 发单元管理 ， 将杜 8 4 、 杜 2 2 9两块按 开发层 系 、 储 层 物性 、 井 网井距 、 原油性质 、 开发 阶段等 具有相 近 特 征的井 区进行 组合 ， 划 分为 2 6个单元 ， 在 总结 开 发 规律 、 实施效果评价 、 分析开发矛盾 、 寻找潜力 方 向、 制定治理措 施 、 优 化注 采参 数等 一 系列 油 藏 开 发工 作 中 ， 按 单元 设计 、 实施 ， 使决 策依 据 直观 、 方 便 、 科学 ； 第二 ， 配 产方 案与成 本投 入 同步设 计 、 同 步考核 ， 油井动态分级 、 逐级动用 ， 使动用 井设计成 本始终 低于停关 井 ； 第三 ， 规范论证程 序 ， 优化单井 方 案 ， 全部 吞吐井及各种措施项 目的方案 必须经过 地质静 、 动态分析研究 ， 根据单元吞 吐规律 ， 结合工 艺技 术方案进行 综合设 计与跟踪评价 ， 控 制成本 的 有 效 投 入 。 在 6 a的 开发 实 践 中 ， 通过 优 化 经 营 管理 ， 实 施科技进 步和机 制转 化 ， 生产 投 资规 模逐 年 上 升 ， 生产成本 逐年下 降。 3 ． 2改善油层 吸汽状况 。 提 高油汽 比 超稠 油蒸 汽吞 吐开发 的实质 是 以热换 油。提 高超稠 油蒸 汽吞 吐开发 效 果 的途径 必 然是 以更高 的热效 率提高 油 汽 比来体 现 。提 高蒸 汽吞 吐 热效 率必须 提高油 层 吸汽能 力 。针 对超 稠 油蒸 汽 吞 吐 开 发 中暴露 出的矛 盾 ， 坚持优 化 注采 参 数 ， 采 用多 井 整体蒸汽吞 吐 、 间歇蒸 汽吞吐 、 分选 注 、 封窜调剖 等 技术措施 ， 改善油层 吸汽状况 。 一 是 根据 不 同开发 阶段特 征确 定 了主要 注 汽 参数技 术 界 限 ① 蒸 汽干 度 ， 井 口 7 5 ％ ， 井 底 4 0 ％ ； ② 注汽速度 ， 一至二 轮为 58 t ／ h， 三轮 后 为 1 41 7 t ／ h ； ③ 注汽 强度 ， 一 轮为 5 06 0 t ／ m， 二 至 四轮 为 7 09 0 t ／ m， 五 轮 以上 为 9 01 1 0 t ／ m。 二是采 取分 、 选 注合采技术 ， 即采取机 械封隔 ， 实现强制分层 配 汽 ， 达 到提高低 动 用层 吸汽 强度 ， 均衡层 间差 异 ， 有 效 改 善 油层 纵 向动 用 程 度 的 目 的。该技术 共实施 2 8 6井 次 ， 措施 有 效 率 7 3 ％， 累 计增 油 5 2 1 0 2 t ， 获纯效 益 1 6 2 0 X l O 4 元 。 三是 实施 调剖技术 ， 改善纵 向吸汽状 况 。通过 维普资讯 4 特 种 油 气 藏 第 9卷 5种调剖剂 的室 内及现场 试验 ， 已筛选 出更 适合超 稠油封 窜调剖工艺要求 的体膨型调剖 剂 。两年来 ， 该 项技术共实施 3 1井次 ， 措 施有效率 7 5 ％， 累计增 油 9 6 0 0 t ， 获纯效益 1 5 2l O 4 元 。 四是针对 超稠 油油井 吞 吐初期 地层 压力高 、 油 层吸汽能力差 、 造成高压低干度 注汽、 蒸汽吞吐效果 差 的状况 ， 进行 了油层解堵与防膨技 术试 验研究 ， 并 应用研究 成果在 现场实 施 1 3 0井次 ， 注 汽压力平 均 降低 1 ． 0 NP a左右 ， 注汽干度 平均 提高 6 ％， 在 一定 程度上解决了超稠油注汽压力高 的问题。 五是对 于汽窜频繁 和高轮次吞 吐井组 ， 采用 多 井 整体集 中注汽 、 同步采油 、 降低油 井汽窜频率 、 稳 定 多周期 产 量 的开 采 技 术 。对 比 5个 井 组 3 7口 井 实施前一周 期累产油 2 ． 7 4l O 4 t ， 油汽 比 0 ． 4 8 ； 实施后周期 累产 油 3 ． 1 8l O 4 t ， 油 汽 比 0 ． 4 9 ， 增 油 0 ． 4 4l O 4 t 。多井 整体蒸 汽吞 吐、 间歇 吞 吐在 现场 高轮次吞吐井 区已较 多应 用 ， 实现 了 7周期后再稳 产 23个周期 的 目标 。 通过改善油层 吸汽状况 的系列 工作 ， 油 汽 比稳 定在 0 ． 5左 右 ， 两 年增 产 6 ． 6l O 4 t 。不 仅 增加 了 经济效 益 ， 也 为提 高储 量动 用程 度 ， 实现超 稠油 开 发产能设计 目标 积累了基础配 套技术 。 3 ． 3 提 高注采 系统热效率 。 降低成 本投入 采取新工艺 ， 改造 加热 系统 ， 提高 注采 系统 热 效率 ， 是提高超稠 油蒸 汽 吞吐 效果 ， 节能减 耗 降成 本 的重要 环节。通过高效井 筒隔热 、 注采冲 防一体 管柱 、 热注锅炉改烧 乳化超稠油 等技术 的试验与应 用 ， 使开采成本大幅度 下降 。 1 真 空 高效 井筒 隔 热技 术 。该技 术 是 在满 足优化 注汽参数要求 的前 提下 ， 保证将高质量 的蒸 汽注入油层 。与超稠 油 开采 初 期采 用 Ⅲ型 隔热管 注汽 比较 ， 真空高效 井 隔热管 视 导热 系数 为 0 ． 0 0 8 w／ n l c I ， 仅 为前 者 的 1 ／ 1 0 ， 井 底 干度 可 达 4 0 ％ 。 6 0 ％， 提高干度 2 0 ％左 右 。周 期 油汽 比提高 0 ． 2 左右 ， 每轮 次增 加产 量 1 5 02 0 0 t ， 成 为 超稠 油蒸 汽吞 吐的主体注 汽技 术 。 2 采用 氮气 隔 热技 术 ， 提高 隔 热效 果 ， 降低 成本 。7口氮 气 隔热 试 验 井与 封 隔 器 隔热 井测 试 资 料 对 比 数 据 井 口平 均 干 度 分 别 为 6 5 ． 0 ％、 6 0 ． 6 ％， 井底 平均干度 分别 为 4 4 ． 5 ％、 3 4 ． 4 ％ ， 干度 分 别下降 2 0 ． 5 ％、 2 6 ． 2 ％。显 然 ， 采 用 氮气 隔热 技 术 ， 注 汽质量 明显 提高 ， 隔热效果 好于封 隔器 隔热 。 氮气隔热单井 施 工 费用 0 ． 6 5l O 4 元 ， 较封 隔 器 隔 热低 0 ． 0 8l O 4 元 。2 0 0 0年共实施 氮气 隔热 3 4 0井 次 ， 年节约成本 2 7 ． 2l O 4 元 。 3 注采一体保温油管降低 电耗。2 0 0 0年 研制 了既可注汽又 能满 足生产 的“ 注采 一体保 温管 ” ， 其 视 导热系数 达 0 ． 0 1 w／ n l c I ， 与 真空 隔热 管视 导 热系数 0 ． 0 0 8 W／ n l c I 接近 。通过 3口井 四参 数 测试 资料看 ， 一体保温油管具 良好的隔热效果 ， 平均 井口干 度 6 6 ． 8 ％， 井底 干 度 5 7 ． 1 ％， 仅 下 降 9 ． 7 ％。 单井周期节 电 4 ． 5 k W h ， 吨油成本下降 2 3 ． 6元 。 4 采用 注采冲防一体管 柱技术 ， 降低 作 业成 本 。2 0 0 0年 研 制 开发 了注 采一 体 管 柱 配 套 技 术 。 该技 术 的实施 ， 进 一 步 降低 了井筒 热损 失 ， 实 现 了 超稠油不 动管柱 开采 ， 减少 了作 业 费用 ， 降低 了电 能消耗 ， 极大 地降低 了超稠油 的开采成 本 。对 比普 通管柱 和注采一体管柱作业 费用 普通 管柱一次 注 汽 、 冲砂 、 检 泵 共需 要 费用 1 2 ． 4 1 7l O 4 元 ， 采 用 注 采一体管柱 可节 约 费用 4 ． 41 0 4 元 。 目前 现 场 已 大面积 实施该技术 。 5 采 用 中频 电加 热技 术 大 幅度 降 低 耗 电。 超稠油 开采初期 ， 主体井筒举升技 术是 工频空 心杆 越泵 电加 热 技 术 。应 用 过 程 中 ， 针 对 电加 热 能 耗 大 、 维修费用 高 、 单相供 电造成 电 网不平衡 、 采油 成 本高等 问题 ， 进 行 了大量 的改 进和 完善 ， 逐 步将 主 体举升 技术定位 于 中频越 泵 电加 热技 术 。该 技 术 主要 通过改变供 电方 式 ， 从 而加强 集肤 效 应 ， 提 高 电加热转换效率 ， 达 到节 电 目的。 中频越泵 电加热 技术 于 1 9 9 9年开始试 验 ，2 0 0 0年推 广应 用 4 1 0口 井 ， 覆盖 率达 8 0 ％， 年节 省 电费 1 9 4 01 0 4 元 ， 电加 热成 本 由 1 9 9 8年 的 6 1 ． 5元／ t 下 降 到 目前 的 4 2 ． 1 元／ t ， 吨油成 本降低 1 9 ． 4元 。 6 热注 锅 炉 改烧乳 化 超稠 油 技术 研 究 获成 功 ， 注 汽干度达 到 7 0 ％以上 。1 9 9 92 0 0 0年 ， 累计 注汽 3 1 41 0 4 t ， 其 中， 烧乳 化超稠 油蒸汽量按 5 0 ％ 计算 ， 共 节省成 本 近 5 0 0 0l O 4 元 ， 改变 了锅 炉燃 料油结 构 ， 降低 了成 本投入 。 7 燃 煤 介质 炉保 温 伴热 工 艺技 术 。为 满 足 超稠油 井 口集输 的需 要 ， 先后试验 了多项保温伴 热 工艺 ， 1 9 9 9年从油 田实际 出发研 制成 功“ 燃 煤燃 气 介质 炉保温伴 热工 艺” 。该 工艺 以煤 为燃 料 ， 工 艺 燃料 费用 低、 投 资少 、 热效率 高、 现场管 理 方便 ， 试 维普资讯 第 6期 刘 福余 曙一 区超 稠 油开采 特征 及 开 发对 策 5 验成 功后 在油 田广 为推广 应 用 。1 9 9 9 2 0 0 0年试 验 、 应用 1 2 2个平 台 ， 与 电加热成 本相 比， 年节省成 本 1 9 8 41 0 4 元 ， 井 口保温伴热成本 由 2 3 ． 1 元 ／ t 降 低 到 9 ． 1元／ t 。同时与套管气 回收 利用 技术 配套 ， 实现 了燃煤介 质炉煤． 气两用 、 有气烧 气 、 无气烧煤 的格 局 。 3 ． 4实现超 稠油管输 ． 提 高管理效益 为改 变 超稠 油 罐储 车 运 的集 输 方式 ， 2 0 0 1年 开始 进行超稠油伴 热密闭管输技术研究 和试 验 ， 成 功地解决 了超 稠油平 台间的 自压输油 工艺 、 干线输 油工艺 、 管线伴 热工艺 ， 于 2 0 0 2年 4月完成 了管输 改造 工程 。超稠油 实现管输 ， 结 束 了汽车拉运 的历 史 ， 取得 了降低成 本 和提高 管理 水平 的双重效 益 ， 与汽车拉运 比较 ， 年节省 费用 2 0 6 51 0 4 元 。 3 ． 5开展污水处理再利用技术研究 ． 力求降低成本 2 0 0 1年进 行 了污水 深 度处 理 中 间试 验 ， 水 质 已达到符 合 注汽 锅 炉 的使 用 标 准 ， 这 一技 术 的 突 破 ， 将实现污水 的资 源化 ， 每年可节 约清水百万 吨 ， 又可 以利用 高温污水的热能 ， 大幅度 降低 注汽的能 源消耗 。污水处 理后 的 污泥 由外 运处 理变 为 压榨 后作燃煤 混合料 ， 初 步实现 了污泥 的资 源化转化 。 3 ． 6改善井下技术 状况 ． 提高蒸 汽吞吐效果 针对超稠油开采初期 的油井严重 出砂 、 中高轮 套 变 、 水侵 问题 ， 采取 了综合 防砂技 术 、 防变对 策、 修套技 术和排堵结合治水技 术等 ， 改善 井下技术状 况 ， 提 高蒸 汽吞 吐效果 。 1 “ 排 固挡” 综 合 防砂 技 术。曙 一 区超 稠油 投 入开发 以来 ， 油井 出砂严重是影 响开发效果 的一 个主要矛 盾 。通 过几 年 来 的研 究 与试 验 ， 形成 了 “ 排 固挡” 综合 防砂技 术 ， 即沉 砂 泵排 砂技 术 、 高 温 固砂技术 、 T B S筛管 防砂技 术 。“ 排 ” 采用沉砂 泵 、 杆式泵加 砂 锚组 合 将吞 吐初 期 游 离 砂 排 出井 筒 ； “ 固” 高温 固砂 ， 固结松散砂 岩骨 架砂 ， 主要 针对出 砂颗粒较粗 的油 井 ； “ 挡 ” 采 用 T B S筛 管 ， 主 要 用 于出砂粒 级较细的油井 。 到 目前 ， 特 油公 司采 用 “ 排 固挡 ” 综 合 防砂 技 术 ， 已累计实施沉砂 泵排 砂 2 0 7井 次 、 高 温 固砂 8 4 井次 、 T B S筛管 防砂 4 7井 次 ， 措施 有 效率 8 5 ％， 累 计增油 4 ． 7 91 0 4 t 。 2 防套管变形对 策 、 修 套技 术 。套管 防变对 策主要包括 四个方 面 一 是在 完井 方式 上 ， 选 择 壁 厚 9 ． 1 9 n l l n的 T P 1 0 0 H油 层套 管 ， 配合 使用 热 力 补 偿器 ， 增强套管 强 度及 抗 受热 变形 能力 ； 二是 注 汽 过 程 中， 采用真空 隔热管或氮气隔 热方 式减少套 管 的受 热伤害 ； 三是生 产过程 中坚持 的“ 排 固挡 ” 综 合 防砂技术和控制 放 喷量 ； 四是早 期修 补 套管 ， 采 取 r I B S防砂管加 固防砂等 技术 。2 0 0 1 2 0 0 2年 8月 ， 实施大修井 1 2 7口， 投入 费用 5 1 0 01 0 4 元 ， 多 产原 油 1 9 ． 7l O t 。 3 针对 水 侵原 因 ， 采取排 堵 结 合治 水 技 术 。 排 在水 侵 主流 线上 选 5口井排 水 ， 减缓 地层 水 侵 速 度 ； 堵 即远 调近堵 ， 根据超稠油在地 层条件下 不 能流 动的特点 ， 向水 侵层 挤入 化学堵 剂 ， 封 堵 被 高 温蒸汽冲开 的条带 ， 形 成 堵水 屏 障 ， 阻止 地层 水 继 续入 侵 。共有 3 4口井 实施 堵水 ， 增 油 6 ． 3l o t ， 油 汽 比 0 ． 6 4 ， 堵水效 果显著 。 综上所述 ， 通 过几年来油藏地 质研究 和配套 工 艺技术科技攻关 ， 目前 已基本形成适应 曙一 区超 稠 油特 征的低成 本 开采 油藏 管理 与 配套技 术 。油 田 产量 已突破百 万 吨大关 并 连续稳 产 3 a ， 吨油 成 本 逐年下降 。 4 目前超稠油开发 形势及技术发展方向 超稠油 开发 是油 田开 发领 域 的重 大难 题 。不 同开 发 单元 ， 不 同开 发 阶段 ， 都 有 新 的 矛盾 出现 。 目前油 田开 发 主体 部 位 已进 入 高轮 次 生 产 ， 递 减 快 ， 稳 产难 度 大 ； 井 下 技术 状况 变差 井 达 到 5 0 ％ ， 层系互换受 阻 ， 产量 接 替难 ； 局 部难 采储 量 未找 到 有效解决途径 ； 受边 水 侵入 影响 ， 水 侵层 位 储量 损 失 大 ； 杜 8 4断块 馆 陶组蒸汽超覆严重 ， 面临顶 水下 泄 的威胁 。最根 本 的矛盾 是超 稠油 蒸汽 吞 吐高 轮 效果 变 差 ， 阶 段 采 收 率 低 ， 预 测 结 果 只 有 2 0 ％左 右 。 提高 采收 率 的研究是 吞 吐后 开 发方式 转换 的 重大课题 。2 0 0 12 0 0 2年进 行 了直 井与 水 平 井重 力泄油可行性 研究 ， 并对加拿大 的稠油 开发进行 了 考察 ， 认 为杜 8 4断块馆 陶组绕 阳河油层 、 兴 隆 台油 层兴 Ⅵ组 油藏 ， 与加 拿大 S A G D工业化开采 的油 藏 条件相似 ， 因此 可 以借 鉴并 实施 ， 预 计可 提 高采 收 率 3 0 ％ 以上 。 编辑常汉章 了 诵酒圈瞳 维普资讯