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经验分享 | 吐哈油田:火焰山 超深特稠油从这里走向世界

发布于: 2023-09-12
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来源: 石油商报

火焰山,中国的热极,是《西游记》中没有芭蕉扇,孙悟空都过不去的地方。夏季最高气温超过50摄氏度,地表最高温度达89摄氏度。然而,在地下几千米,埋藏的亿万吨超深特稠油却没有被“焐热”,一点儿也不流动。鲁克沁的稠油有多稠?装在烧杯里倒不出来。鲁克沁的稠油有多黏?粘在油管上得用刀片刮。从1994年开始,吐哈油田与超深特稠油交朋友,让860万吨超深特稠油汇入了祖国的大动脉。



01

稠油之愁


1994年底,吐哈油田艾参1井在三叠系小泉沟群发现40米厚的稠油油砂;1995年试油,获少量稠油;1996年,钻探井4口,其单井测试日产稠油7~20吨,属于典型的稠油油田。鲁克沁稠油油田的发现成为1996年我国陆上石油工业八大发现之一;1997年,吐哈油田成立稠油试验工区。


鲁克沁稠油埋藏深,油藏分布在地下2300~3700米,储层物性较差,具有高密度、高黏度、高凝固点、高非烃含量和中等含蜡量的“四高一中”特点。


国内其他稠油油田埋藏深度一般只有1000米左右,而鲁克沁最深井——玉北10H井井深5210米,埋藏深度深,开采难度大,所以吐哈油田鲁克沁的超深特稠油被称为“不动的油田”,开采属于世界级难题。


发现之日起,吐哈油田结合超深特稠油特点,组织油藏、地质、工程技术、采油等人员进行专项攻关。


首先要解决的是如何让铁板一块的稠油流动起来的问题。技术人员创造性地研究出把稀油注入井底,让稀油和稠油融合,降低稠油的黏度。同时,技术人员采用空心抽油杆,应用特殊的井下管柱、杆柱结构,为掺稀降黏建立通道。从此,稀释后能够流动的稠油再举升到井口。


掺稀降黏技术破解了吐哈石油人的稠油之“愁”。不仅降低了稠油的黏度,提高了稠油的流动速度,还明显提升了稠油的开采效率。技术人员根据每口井的原油黏度和掺稀压力等数据,分区块、分井况制定月度掺稀量优化表,降低掺稀比。鲁克沁超深特稠油迎来规模开发,单井最高日产量超过15吨。


但是开发一段时间后发现,由于井深油稠,没有补充地层能量的很好方式。2000~2003年,最早投入开采的鲁2区块地层压力由23兆帕迅速下降为13.76兆帕,油井产油量也随之下降。


如何恢复地层压力?吐哈油田想到了注水工艺。由于鲁克沁油田矿化度高,注水面临诸多技术难题。在持续攻关中,稠油开发者摸清了地层的“脾气”,形成了注水开发的系列技术。


在注水中,发现了新的问题——油层的不均质性及很高的油水黏度比,鲁克沁油田部分油井含水上升过快。2010年2月,负责稠油开发的鲁克沁管理区从油藏、工艺等方面深入分析,决定实施水井调剖,解决井组平面和剖面矛盾。


在玉东203井组,技术人员采用冻胶加颗粒体系实施调剖,注入调剖剂。实施后,对应油井“水降油增”。


经过实际探索,注水开发让“井井有油,井井油不流,人人见了稠油就发愁”成为历史,打破了国外专家关于深层稠油油藏不能实现注水开发的论断,注水开发已成为鲁克沁超深特稠油一项成熟的开发方式,注水调剖已成为稠油增产稳产的主要措施之一。



02

稠油之难


让稠油动起来、流到地面只是吐哈人开采稠油的第一步,怎么把地下油高速流动起来,从而更快、更好地送至地上则是更为关键的一步。


吐哈油田技术人员先后在鲁克沁油田开展了注蒸汽、注多元热流体、注天然气等注气吞吐试验。其中,只有注天然气吞吐增油效果明显,但由于气源紧张,不能广泛推广。


面对技术上的难题,吐哈油田技术人员没有气馁,他们反复考证,最终锁定减氧空气吞吐提高采收率技术。这项技术通过将过滤氧气后的空气注入地下,配合起泡剂产生的大量泡沫。减氧空气泡沫具有较高的黏度,能够有效驱动稠油,同时泡沫破灭后产生的气体可通过重力超覆等作用扩大波及体积,两者协同作用可大幅度提高采收率。


鲁克沁减氧空气泡沫驱被列为中国石油股份公司重大矿场试验之一。减氧空气具有气源无限量获取、安全可靠等特点。


按照这一思路,吐哈油田在鲁克沁采油管理区玉东203块开展了减氧空气泡沫驱试验。目前,鲁克沁稠油减氧空气泡沫驱采收率由6.8%提高至10%。全生命周期内部收益率达到26.5%,投资回收期4.3年,实现了投入对效益的正向拉动。


减氧空气泡沫驱的成功,对国内同类型油藏提高采收率具有重要借鉴意义。它不仅丰富了地层能量补充方式,还为提高稠油采收率增添了新途径,夯实了稳产基础。


油田开辟试验区,形成了40注114采的试验规模,5年累计增油近39万吨,预计采收率提高12%,在近年来新建产能很少的情况下,保障了45万吨以上的原油年产量。



03

稠油之阔


火焰山下,吐哈油田一代又一代稠油人不言“愁”,以“全国五一劳动奖状”的激励,坚定“油稠人不愁,困难也低头”的信念,战风沙、斗酷暑,破解超深稠油世界级开发难题,开辟了中国超深稠油开发史上的先河。逐步形成了以常规注水、整体调剖为主体的注水稳产技术,以天然气吞吐、压裂酸化为主的增产增注技术,形成井筒泵上掺稀降黏和地面大泵集中掺稀等8项配套技术,获得国家专利9项,实现超深特稠油规模效益开发。


实现着前人的梦想——工人气概敢冲天,立志征服火焰山;任尔骄阳如烈火,何惧赤地似火焰;劈开登山红岩路,轻车径上火焰巅;钻井直下三千米,翻出地腹石油泉;堪笑当年孙大圣,从此穷山变富山。


“十二五”期间,鲁克沁超深特稠油产量台阶式上升,平均年增幅49.7%。“十三五”期间,共产油329万吨,创历史时期最好水平。尤其是2015年,鲁克沁稠油达到80万吨,撑起吐哈原油产量的半边天。


相对于稀油,国内稠油产量并不高。但稠油能提炼出适用于在高寒地区使用的低凝柴油,可作为高寒地区汽车及一些柴油动力设备的最佳燃料油。还可以炼制性能良好的润滑油,用于飞机、坦克、舰艇等各类动力机械的润滑,对日益强大的国家有战略意义。


从国家战略来看,对于中国石油每年上亿吨产量来说,800多万吨稠油,占比很小。但在国内油田和吐哈油田上产稳产日益困难的当下,其稳定的产量仍具有重要意义,技术上对世界同类超深特稠油开发具有借鉴意义。


从稠油自身发展来看,鲁克沁油田目前采出程度只有6.72%,未动用储量占比高、潜力大、后劲足。


进入“十四五”,吐哈油田积极贯彻落实习近平总书记“能源的饭碗必须端在自己手里”的指示,严格按照中国石油集团战略目标,让吐哈超深特走向更广阔舞台。吐哈油田编制出《鲁克沁深层稠油上产60万吨压舱石工程方案》,不断夯实油田产量基础和效益基础。


对此,鲁克沁采油管理区落实好“提高采收率、控制递减率”各项举措,着力提升效益开发新高度。


油田研究单位和鲁克沁采油管理区解放思想,分层系调整和打破直井开发效益差区块实施水平井动用,在3个区块进行优化部署,新建产能4.5万吨。重点做好复合吞吐技术攻关,保持多轮次注气吞吐效益达标,2023年计划实施注气吞吐148井次,增产3.63万吨。加大低产低效井潜力研究,增产1.37万吨,夯实增储稳产基础。


下一步,吐哈油田鲁克沁采油管理区将按照“二三结合”的方式,在加快破乳剂攻关、解决地面系统不适应注气开发的问题后,结合井网层系综合调整和优势通道治理,逐步推广至80个井组,计划采收率在水驱的基础上提高10%以上。


本文关键字: 吐哈油田 稠油 鲁克沁油田