给稠油解“愁”

研究总院海上稠油热采攻坚记

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     十二年攻坚克难,突破重重瓶颈,海上稠油热采技术从零起步,逐步形成较为成熟、完善的技术体系,并成为“十四五”阶段海洋石油增储上产的利器之一。

      十二年来,研究总院前后有200余人曾投身稠油热采攻关研究。他们的艰辛付出不仅让海上稠油热采实现了“从0到1”的突破,更为渤海热采稠油规模上产打下了坚实基础。


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01

山高水险,实现从无到有

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      稠油热采在陆上油田并不新鲜,然而海上注热平台投资高、空间小、寿命短、井距大、承重有限,海上稠油热采迟迟未起步。

      研究总院开发总师张金庆表示:“渤海热采稠油未动用的探明储量足足有5.7亿吨,这么大的潜力一定要经济有效动用起来,我们得走自己的特色开发之路!”

    “海油特色之路”的第一步便是先导试验——论证到底能不能安全热采,南堡35-2油田被选为第一个试验对象。

      这一稠油油藏的水平井冷采开发效果始终不佳,南区23口井冷采设计采收率仅为7.2%,采油速度低,采出程度不到0.8%,而桶油操作费却居高不下,开发一度陷入困境。

    由于陆上油田热采使用的蒸汽发生器体积庞大、重量重,对井口、流程及井下工具的高要求将大幅增加成本,稠油热采团队作为开路先锋,决定“引陆向海,因地制宜”,创新研究海油特色设备。

      2008年,“海上多元热流体吞吐试验”在联合攻关的基础上率先开展。在借鉴国内外热采经验的基础上,热采试验结合海上油田开发实际,将水平井与复合蒸汽热采技术整合应用,采用多元热流体发生器,充分发挥该设备重量轻、占地小、自动化程度及热效率高的优势,探索出一条经济、有效、环保的热采之路。

      2013年,旅大27-2油田的蒸汽吞吐试验紧随其后,热采日产油量达到冷采的两倍。自此,海上稠油热采迈出了成功的第一步,团队成员“白手起家”,实现了从无到有的重要突破。

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02

雨后春笋,发展日新月异

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     先导试验积累了大量单砂体水平井热采开发经验,形成了满足单井注热的小型化注热装备系统、井下高温安全控制系统、长效防砂技术等具有海上特色的工艺技术体系。随后,越来越多新技术、新突破逐渐涌现,平台规模化热采方案被提上日程。

      2020年,由研究总院设计的世界上首个集成热采平台在旅大21-2油田投产,平台上首口热采井日产量达到116吨,开启了稠油热采的规模化生产阶段。

     规模化开发与先导试验终究不同,此前未曾预计的困难和技术瓶颈接踵而至,让研究总院油藏首席工程师谭先红很是头疼。

      “我们直接用常规测试产能的两倍作为热采产能,忽略了太多影响因素。”

      “海上大井距开发条件下稠油的流动性很特殊,产能预测模型在温度过渡区偏差大的问题怎么解决?”

      “热采压缩系数的精度无法满足要求,我们要自己做实验!”

      为进一步提升海上稠油热采开发水平,研究总院组织全专业研究团队赴旅大21-2平台开展现场调研,创新提出了热采倍数定量表征技术以精确指导配产,经实际验证预测误差不到5%;建立了“温度三区分布”和“流动两区分布”的产能预测模型,预测误差降低12%;自主研发高温、高压压缩系数测试仪并进行国内外首次实验,形成动态压缩系数数值模拟技术。

      在多项创新技术支持下,旅大21-2油田实现了日产量“百吨百天”战果,规模化热采显现出良好的发展势头。

      随着规模有效开发的不断推进,大量创新技术如雨后春笋般在上下游各个热采领域纷纷涌现。团队凭借求真务实的作风和过硬的专业本领,在三年时间里取得19项科技成果,海上稠油热采开发生机盎然。

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03

欣欣向荣,不断拓展创新

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     历经十二年磨砺,海上稠油油藏单层热采已形成相对完善的技术体系,“千层饼”式的多层砂体稠油热采的发展紧随其后。

      作为海上首个多层稠油热采项目,锦州23-2油田首创多层稠油热采全专业全生命周期高效开发关键技术,形成海油特色的热采高效开发模式,完美应对“含油层系多、热量损失大、热采产能低、工程环境差、依托距离远”五大挑战。

      锦州23-2油田、垦利9-5/6油田动用热采稠油储量超过5000万吨。基于此,研究总院攻关形成了海上蒸汽吞吐后转蒸汽驱全生命周期高效开发模式、基于提高热量利用率和提高生产时率的提质增效技术系列,更是首次建立了海上化学辅助蒸汽驱增效体系,采收率提高2.8%,稠油热采事业可谓欣欣向荣。

      技术团队的脚步不止于此。面对“十四五”经济效益开发核心问题,团队成员居安思危,未雨绸缪,在集团公司热采专班决心加快推进稠油热采提速提效工作的背景下,“稠油上产”成了研究总院热采团队的新目标。

      研究总院开发研究院院长范廷恩提出:“未动用的稠油储量品质将会越来越差,届时热采开发怎么再降本,再提效?这是摆在我们面前最严峻的问题。”

      以垦利9-5/6油田项目为依托,热采团队在可研审查方案的基础上创新提出了“海上移动式注热”模式,以自建移动平台和租用移动平台两种方式进行评价。通过与固定注热平台的充分对比,决定探索形成“固定式+移动式热采区域开发模式”,通过对油田的初步评价,可减少一座平台的开发投资,全面推动降本增效,带动稠油区域开发。

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      十二年来,研究总院大力推动稠油热采规模经济开发,承担国家科技重大专项、集团公司科研项目和前期研究项目50余项,以降本提质增效为核心、以全专业一体化技术攻关为突破点,逐步形成了全专业全流程热采关键技术体系。

      海上稠油热采技术的发展历尽艰辛,终于迎来蓬勃发展的新局面。未来,伴随旅大5-2北油田超稠油储量的经济开发,稠油热采将继续为海上油气开发提供有力支撑。

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文字:王海峰  刘   畅    

图片:郑   伟

编辑:刘   畅 李佳斌

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