尚策
勘探開發(fā)研究院稠油所 遼寧 盤錦 124010
石油是極為重要的社會(huì)資源,其能夠在工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)确矫姘l(fā)揮不可替代的重要作用,保證石油資源開采技術(shù)的先進(jìn)性及應(yīng)用價(jià)值,是促進(jìn)中國社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展的必然手段。我國擁有豐富的稠油油藏,但是其開采難度比常規(guī)油藏更大,因此往往得不到有效開采和利用,遼河油田對(duì)中深層稠油開采技術(shù)進(jìn)行了嘗試和驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)了蒸汽驅(qū)技術(shù)在中深層稠油開采中的應(yīng)用價(jià)值。在這種情況下,對(duì)本課題進(jìn)行深入研究,顯然具有一定的現(xiàn)實(shí)意義[1]。
遼河油田是我國最大的稠油開采基地,已經(jīng)確定的稠油儲(chǔ)量占據(jù)全國稠油儲(chǔ)量的一半以上,其稠油年產(chǎn)量超過全國稠油年產(chǎn)量的52%,對(duì)中深層稠油開采技術(shù)進(jìn)行研究,有助于遼河油田自身發(fā)展、有利于我國石油資源的穩(wěn)定供應(yīng)。從20世紀(jì)八十年代至今,遼河油田始終采取蒸汽吞吐技術(shù)進(jìn)行開采,經(jīng)四十年時(shí)間其已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)后期,原有的吞吐技術(shù)無法對(duì)井間大量的剩余油進(jìn)行開采,時(shí)至今日蒸汽吞吐技術(shù)的實(shí)際采收率已經(jīng)不足30%。而蒸汽驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用,則能夠解決這一問題,能夠?qū)g剩余油進(jìn)行有效開采,整體采收率可達(dá)到50%左右[2]。
蒸汽驅(qū)技術(shù)是一種成型已久、具有穩(wěn)定應(yīng)用效果的開采技術(shù),國外的蒸汽驅(qū)技術(shù)已經(jīng)十分成熟,能夠?qū)?00m以內(nèi)的淺層稠油進(jìn)行有效開采,然而遼河油田稠油埋藏深度為1000m左右,屬于中深層稠油油藏,國外的蒸汽驅(qū)技術(shù)無法在遼河油田發(fā)揮應(yīng)有作用。在這種情況下,遼河油田根據(jù)蒸汽驅(qū)技術(shù)原理,進(jìn)行了多次蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn),最終實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)上的突破,在齊40塊實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化轉(zhuǎn)驅(qū),從根本上保證了中深層稠油油藏的開采質(zhì)量。
第一,確定開發(fā)層系。齊40塊蒸汽驅(qū)設(shè)計(jì)主體部位包括蓮Ⅰ、蓮Ⅱ油層2套層系,主要是因?yàn)椋孩匍_發(fā)層系的油層厚度適中,蓮Ⅰ油層一般有效厚度為15~23 m,而蓮Ⅱ油層一般有效厚度25~45 m。②各個(gè)開發(fā)層系內(nèi)都有成熟且位置相對(duì)集中的油層,儲(chǔ)層連通性也比較可觀,其連通系數(shù)基本能達(dá)到0.8左右,具有突出的開采價(jià)值,蒸汽驅(qū)技術(shù)能夠在各開發(fā)層系間形成連通效果,保證開采效率。③開發(fā)層系間有適中的隔層,能夠避免嚴(yán)重的熱量損失。第二,確定井網(wǎng)井距。借助蒸汽驅(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略及數(shù)值模擬分析技術(shù)等,可準(zhǔn)確判斷齊40塊稠油油藏蒸汽驅(qū)開發(fā)井網(wǎng)井距,經(jīng)一系列驗(yàn)證計(jì)算確定蓮Ⅰ油層采用100 m井距進(jìn)行開采、蓮Ⅱ油層和合采區(qū)采用70 m井距進(jìn)行開采。第三,確定注采參數(shù)。結(jié)合先前成功的蒸汽驅(qū)案例和先導(dǎo)試驗(yàn)得到的數(shù)值,確定蒸汽驅(qū)技術(shù)注氣速率為1.6~1.8 t/(d·ha·m)。因此,在井距為100m的情況下,其最佳注汽速度為每天100~140t,而在井距為70m的情況下,其最佳注汽速度為每天90~130t[3]。
第一,鉆完井技術(shù)。齊40塊油層不夠密集,因此在進(jìn)行鉆井施工的時(shí)候,對(duì)表層套管的深度進(jìn)行了計(jì)算,并選擇了高強(qiáng)度的TP120TH油層套管保證鉆井質(zhì)量。另外,在利用蒸汽驅(qū)技術(shù)進(jìn)行開采時(shí),油層壓力已經(jīng)不足3MPa,很容易發(fā)生稠油油藏污染,因此選用了最佳的鉆井液,并使之侵入深度保持在15mm左右,保證了鉆井的效果。第二,注汽工藝。地面注汽管道利用微孔硅酸鈣進(jìn)行包裹以保證蒸汽通過后仍能維持高溫狀態(tài),為確保保溫效果,將保溫材料厚度確定為5cm。除了外加保溫材料之外,還采取了利用真空隔熱管和封隔器隔熱的方式,避免蒸汽通過管道后大幅度降溫,該體系一經(jīng)組裝完成可在未來三年內(nèi)穩(wěn)定發(fā)揮作用。齊40塊屬于多層稠油油藏,地層結(jié)構(gòu)具有一定的非均質(zhì)性,因此選擇了分層蒸汽驅(qū)技術(shù)進(jìn)行開采,工作人員利用計(jì)算機(jī)對(duì)不同地層的配汽量及孔徑進(jìn)行了準(zhǔn)確計(jì)算,確保了各地層蒸汽驅(qū)開采效果。第三,舉升工藝。蒸汽驅(qū)開采技術(shù)有一定的復(fù)雜性,不同開采階段的產(chǎn)液溫度截然不同,遼河油田技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況提出了非金屬、金屬、陶瓷3類蒸汽驅(qū)系列舉升技術(shù),能夠保證蒸汽驅(qū)開采技術(shù)的應(yīng)用效果,解決了高溫出砂帶來的一系列問題。第四,蒸汽驅(qū)高溫不壓井作業(yè)。這一技術(shù)的合理應(yīng)用,使井下高溫作業(yè)問題得到了解決,其能夠在260℃、21MPa的惡劣條件下穩(wěn)定運(yùn)行,適應(yīng)能力非常強(qiáng)、適用范圍廣泛,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行手動(dòng)控制或自動(dòng)控制,在中深層稠油蒸汽驅(qū)開采過程中發(fā)揮了重要作用。
齊40塊稠油油藏在蒸汽驅(qū)技術(shù)下得到了妥善開采,這證明了蒸汽驅(qū)技術(shù)經(jīng)過適當(dāng)改造后,能夠在中深層稠油當(dāng)中發(fā)揮作用。以蒸汽驅(qū)開采技術(shù)參數(shù)界限為基礎(chǔ),結(jié)合中深層稠油實(shí)際情況進(jìn)行的參數(shù)優(yōu)化,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。隔熱注汽技術(shù)和高溫舉升技術(shù)具有一定的應(yīng)用價(jià)值。與遼河油田類似的中深層稠油油藏能夠得到大規(guī)模的工業(yè)化開采[4]。
遼河油田是中國最大的稠油開采基地,地跨遼寧、內(nèi)蒙古等省份的12個(gè)地市,整體面積十分可觀且擁有豐富的稠油儲(chǔ)備,經(jīng)過多年發(fā)展與研究,遼河油田的中深層稠油蒸汽驅(qū)技術(shù)已經(jīng)比較完善。在井網(wǎng)井距、注汽速度、開發(fā)層系的確定方面有著獨(dú)到經(jīng)驗(yàn),同時(shí)還在舉升工藝、注汽工藝、鉆完井技術(shù)等技術(shù)中取得了突出的研究成果,以齊40塊為代表的中深層稠油蒸汽驅(qū)開采取得了喜人成就,值得進(jìn)行研究與總結(jié)。