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【技术】东北地区油田提高采收率现状及展望

 haosunzhe 2015-01-22

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文/刘叶芳 于兆河,辽宁石油化工大学

我国东北地区上世纪 50 年代,在松辽平原发现大庆油田,而后在 70 年代又发现辽河油田以及吉林油田。这些油田为我国的发展提供了工业能源保证,但随着时间的推移,油田高产时间已过,目前探区进展不大,因此,只有提高采收率,延长油田寿命。

油井开采初期是靠原始地层压力将油驱出,随着开采,地层压力也在下降。注水是目前合理保持地层压力、提高油藏采收率的重要手段。目前,大庆油田早已经由最初天然能量开发阶段转为注水开发阶段,已经进入开发后期高含水阶段后,油田综合含水已高达 90%以上,储采结构失调严重,成本剧加和效益下降矛盾突出。因此,对注水技术的探究对高含水期油田,具有重要意义。

随着油田高含水期的到来,大庆油田在上世纪70 年代,就对聚合物驱油开采进行研究,目前,在矿场应用成功。并积累了丰富的经验,充实了注入聚合物的提高采收率的机理。

1 注水开采技术进展

1.1 分层注水

大庆油田采油工程研究院将描述剩余油和精细分层注水技术充分结合,建立细分注水标准。多层细分注水技术从目前的 4 段在增加,最多达 10 段,从最小卡距 6 m 再缩小到 0.7 m,从最小隔层 1 m 缩短再到 0.5 m。

水平井与直井注水相比,注采井网可形成线性驱动,推迟注水突破时间、提高注入水波及效率和油藏采出程度。以此为基础,目前已创新发展出不同井型组合的注采方式,变直井注采的面积注水为“直井注水+水平井采油”、“水平井注水+水平井采油”和“水平井注水+直井采油”的多元注水。

1.2 周期注水

在注水开采的条件下,波及系数和躯替率是最关键的两个因素。因此水动力学方法改善油田注水效果得到大庆油田开发工作者的关注,并取得相应的矿场效果。周期注水是通过改变油水井工作制度,在地层中引起压力波动,从而达到降低含水率和提高油藏采收率的目的。投资小,见效快,简单易行。

大庆油田葡北二断层南部,在室内岩心驱替实验的基础上,设计出 14 种不定期注水,用 ECLIPSE软件模拟数值,地质模型 petrel 进行建模,尽可能的接近实际油藏,总结了一套各类油藏高含水期实施水动力学调整的有效工艺方法,取得很好的增油降压和控水的效果,达到了很好的节能目的。

2 聚合物驱油

聚合物驱油技术优化的受益者是大庆油田,油田通过该技术提高了驱油效率从而降低了采油成本,2011 年产油量突破 1 300 万 t,再创历史新高。自 2002 年,大庆油田连续 10 年保持 1 000 万 t 以上的三次采油量。

自 1996 年三次采油不断的扩大工业化生产,聚合物驱油技术是大庆油田主体驱油技术,而采收率的提高是由向地下注入聚合物干粉来实现的。而对于已经进入高含水期的喇嘛甸油田,聚合物驱油更是被广泛应用,该技术已经在六厂拥有一半的占有率。

2011 年,大庆油田选取了 6 个实验区来研究聚驱提效,而这 6 个区域处于不同的开发阶段,纵观现今的实验区,不仅仅实现了产量的大幅提高,而且实现减少聚合物干粉的用量。

由于聚合物在高温工况下发生热降解和水解强化从而降低其稳定性,因此注入油层后的聚合物会降低其本身的驱油效果. 以此同时,地层水及注入水中的矿物质会降低聚合物的粘性. 因而需大量注入聚合物,进而提高驱油成本,这对于聚合物驱油的推广造成了很大的不利因素。这就需要深入去研究聚合物的抗温、抗盐等性能, 适当的添加合适的添加剂可较好的提高驱油剂的粘性及稳定性。因此大庆油田也在研制价格低廉,抗温抗盐等复合驱干粉。

聚合物驱油技术在实践中的作用表明,还技术对采油率的提高有一定贡献,一般会提高 2%~15%,其中驱油效率和体积波及系数的影响各占一半。对于采收率的影响因素,应用表明水的矿物质含量、聚合物分子量及其注入量的影响最大。

3 其他驱油方法

3.1 二氧化碳驱油

上世纪 60 年代,国外学者有人提出,利用泡沫降低气相渗流率,扩大波及体积,从而提高采收率。二氧化碳很易溶解于水和油之中,而当油中溶解了大量的二氧化碳,就会是有的体积变大,从而降低其粘性,进而降低水油间的界面张力。

榆树林公司 101 二氧化碳注气站至今已成立两年。两年间的正常运行已使高产井达到日产油 8.2 t的历史最高水平,而采出井也已达到平均日产油 2.5t 的历史新高,与预期目标基本持平。而对于同一地区的油井无注入二氧化碳,其采收率已呈下降趋势,最甚者已达 60%。按此推算,二氧化碳能使原油采收率提高 20.1%,而在榆树林油田三类井区进行应用,可增加采储量 113.45 万 t。

现今温室效应已经世界环境的首要大敌,二氧化碳的处理就成为人们最为关注的问题之一,而国外的处理一般是深埋等无害化处理。二氧化碳注入技术是大庆油田解决油田开发特低丰度、特低渗透的重要手段之一。这一技术一旦被成熟的应用,即可为外围油田开发及高效驱油开辟了一条光明的新路,变废为宝,保护环境。

3.2 蒸汽驱油

大庆采油三厂所属的萨尔图北过渡带,是大庆油田长垣过渡带中最大的油水过渡带,开发面积占整个萨北开发区块的 1/2,地质储量占萨北开发区块的 1/4,采出程度仅为 32.62%,有着巨大开发潜力。但其油层渗透率不高、原有物理性能不高、粘度高,这些问题都是困扰油田发展的“绊脚石”。

随着现代驱油手段及技术的不断创新,大庆油田对萨北油田北部过渡带的实验进行了扩展,并精心开辟蒸汽驱油实验区。实验表明,蒸汽驱油技术具有原油降黏、蒸馏热裂解、热膨胀和重力分离等优秀作用,为油田过渡带的开发找到了新的出路。

另外,大庆油田采油六厂对二维地震和三维地震综合整理过程中,对剩余油分布规律有进一步深入的认识,相继发现可采待开发油藏 100 多万 t。一些老区油井产能低下,针对地质情况,设计压裂方案,使很多致密油气藏,有可以渗流出有价值原油。

大庆油田在当前技术情况下,结合地质情况,提出了精细描述油藏,精细分层,等相关技术,旨在降低成本,提高采收率。并且在老区老油井,进行范围较大的压裂作业,拓宽地下“油路”,让油井焕发生机。

大庆油田在稠油热采方面,利用新能源风能太阳能来制取热水和水蒸气,节约成本,矿场实验效果良好。另外,对于热采过程井筒的热量损失,大庆油田积极探索,采取较高质量的隔热筒壁,减少热量损失,提高井下热水和水蒸气热量,扩大波及范围和驱替率。


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