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老大难稠油从“鸡肋”到“香饽饽”,化学降黏冷采技术实现万米深处“凉拌”石油

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-11-01 10:38:24

随着全球能源需求的增加,超稠油这种资源丰富但难以开采的油藏逐渐成为油气勘探领域的研究热点。超稠油具有黏度极高的特点,导致其在地下无法自然流动,采集难度极大,而传统采油方式往往难以收集到足够的超稠油。

为了克服这一难题,人们不断探索和研发新的超稠油采集技术,从常温常压采油到热采、化学驱油、微生物驱油等,这些技术的不断发展和应用,不仅改变了超稠油的采集方式,也提高了采集效率,降低了采集成本。

深层低渗敏感稠油油藏的王152区块,初期有着不错的产能,但有一个致命问题,储层敏感性强,一旦遇上水,渗透率会降低80%以上。有储量,没有产量。当时的王152区块如鸡肋,食之无味,弃之可惜。

化学降黏冷采技术的出现,给王152区块开发带来转机。该技术利用压驱把溶解了降黏剂的水大排量直接注入油藏,在给稠油降黏的同时,快速补充地层能量。

从当初令人头疼的“鸡肋”到如今的“香饽饽”,开发方式的转变造就了王152区块的“逆袭”。

1、稠油开采并不容易

黏度超过50毫帕秒的原油就属于稠油,被视为地下黄金。50毫帕秒相当于常温下奶油的黏度。在此基础上,以10000毫帕秒、50000毫帕秒为分界点,又可以将稠油分为普通稠油、特稠油和超稠油。

老大难稠油从“鸡肋”到“香饽饽”,化学降黏冷采技术实现万米深处“凉拌”石油

数据显示,在世界剩余石油资源中,约有70%都是稠油。持续、有效、经济的稠油开发成为各国石油增产的主攻方向。

作为世界四大稠油生产国之一,我国稠油资源量约有198.7亿吨,现已探明35.5亿吨,开发潜力巨大。仅在渤海海域,稠油储量就占了原油总探明储量的近一半。唤醒这部分沉睡的“海底黄金”,变规模储量为产量,对我国能源安全的重要性不言而喻。

犹如“黑琥珀”一般的稠油在行业中还有一个名字——“愁油”。因为黏度大、流动性差,其开采难度大、成本高,多年来一直是人类“可望而不可即”的黑色宝藏。尤其是海上油田不能像陆地油田那样布置密集的井网,想要将稠油从海底地层提升到地面再完成输送,对采油技术、流程处理、海管外输等都提出了极高的要求,是公认的世界级开采难题。海上超稠油的开采更是令人“愁上加愁”。

如何有效撬动这些稠油储量,找到适合海上高效开发的“良方”,成为我国科研攻关的重要内容。

从方案设计到机理表征,从效果评价到接替技术……一系列研究与技术攻关,让我国海上稠油开发接连取得重要突破。2010年,绥中36-1油田一期综合调整项目投产,打破了常规稠油水驱开发采收率不超过20%的预言;2020年,我国海上首座大型稠油热采开发平台——旅大21-2平台顺利投产,填补了我国海上油田稠油规模化热采的技术空白。今年4月,旅大5-2北超稠油油田的投产,则标志着我国海上稠油开发进入新的阶段。

2、近亿吨储量“有救了”

现河采油厂未动用储量开发项目组的任肖宁,每天都要驱车从胜利油田现河采油厂驻地到王152区块跑一个来回。

3年前,日产油不足2吨的王152一号台井场变得繁忙起来。两台钻机铆足了劲儿向着地下1500米深处钻进,巨大的轰鸣声响彻井场上空,探明储量近400万吨的王152区块正在苏醒。

“2020年3月7日开钻;2020年10月2日开第一口井;2021年4月5日第二轮压驱;2021年7月发现套管气……”任肖宁清楚地记得每一个重要节点和日期。从钻井到投产,这些年,他就像抚养孩子般无微不至地照料着王152区块。

截至2023年8月,该区块累计产油4.3万吨,盈亏平衡点降为50美元/桶以内,实现了效益开发。

2020年国庆黄金周,任肖宁是在王152区块生产现场度过的。听着管线里石油流动发出“咕咚、咕咚”的沉闷声,目睹原油堆满罐,一直蹲守在井场的任肖宁十分开心。

作为区块开发方案的设计者,胜利油田勘探开发研究院稠油热采开发研究室的王一平也是同样的心情。如今,王152这块压在王一平心里的石头终于被搬开了,胜利油田近亿吨同类低渗稠油储量也“有救了”。

稠油热采存在碳排放高、能耗高、成本高、采收率低等问题,导致稠油热采难以持续。同时,由于高温蒸汽渗透性极强,在注汽几个轮次后,逐渐出现汽窜、边底水侵、套管损坏等问题,造成大量油井低产甚至停产。

稠油冷采技术无须注入蒸汽,大幅降低了能耗,避免了二氧化碳排放,简化了生产设施,是低能耗、低碳排放、低成本的稠油开采技术。

3、推动稠油开发的“多米诺骨牌”

2019年,胜利油田出台了与胜利石油工程公司合作开发难动用储量的政策,鼓励采油厂与工程公司、科研院所加大合作力度,共同开发未动用储量。化学降黏冷采技术的出现,也给王152区块开发带来转机。

这次转机来自中国石化石油勘探开发研究院的化学降黏冷采技术。该技术利用压驱把溶解了降黏剂的水大排量直接注入油藏,在给稠油降黏的同时,快速补充地层能量。

老大难稠油从“鸡肋”到“香饽饽”,化学降黏冷采技术实现万米深处“凉拌”石油

这项技术在河口采油厂超稠油井陈371-平14井首次应用获得成功。陈371-平14井属超稠油井,原油黏度近4万毫帕•秒,2009年3月至2015年12月,实施了7轮次注蒸汽热采,注蒸汽1.4万吨,累计产油1.03万吨,蒸汽吨汽换油率1∶0.74,后因低产停井。2016年7月,在该井应用化学降黏冷采技术,实施5轮次,共注入降黏剂90吨,累计产油0.74万吨,降黏剂吨药剂换油率达到1∶81.5,投入产出比1∶12.1。

科研人员积极转变开发思路,调整开发策略,结合王152区块油藏特点,优化降黏冷采技术,在注入井和生产井同时注入化学降黏药剂,通过“前拉后推”共同作用建立注采井有效驱替。

2020年4月,王152-斜6井组率先利用“一注三采”井网开展了降黏驱先导试验,单井日产油由试验前0.9吨提高到4.7吨。

一鼓作气,石勘院稠油热采开发研究室的科研人员又编制完成《王家岗油田王152区块沙四纯下3深层低渗稠油产能建设方案》,新钻井13口,截至今年8月,累计产油4.3万吨。

获知王152获高产的消息,王一平和同事们都很激动,他们认为,王152区块的突破,可能推动胜利油田稠油开发的“多米诺骨牌”。

在开发王152区块的鼓舞下,科研人员又把开发经验复制到其他区块。在油藏条件相近的王152扩区块编制完成《王家岗油田王152外扩沙四纯下3低渗稠油产能建设方案》,设计油井22口、水井6口,预计建产能2.8万吨/年。王家岗油田1000万吨稠油储量动用将不再是难题。