近年来,我国新增石油探明储量和历年来探明未动用、难动用储量中,低渗透油藏占70%以上。这类油藏逐渐成为我国稳定油气产量的重要保障,以及中后期资源接替的主战场。但低渗透油藏储层渗透率低,难以建立有效驱体系统,单井产量低,开采难度较大。9月下旬在西安召开的2018油气田勘探与开发国际会议上,专家认为新技术、新模式是低渗透油藏勘探开发的有效途径。
延长石油:形成特色技术体系
“位于鄂尔多斯盆地的延长油田是典型的低渗透—特低渗致密油藏,属于油层渗透率低、地层压力低、单井产能低的‘三低’边际油田,是世界级开采难题。”陕西延长石油集团研究院院长高瑞民说,经过多年探索实践,他们形成了具有延长特色的低渗透油田开发技术体系,包括储层认识及评价技术、能量补充开发技术、水平井差异化应用技术、低产液采油配套工艺技术、油藏智能分析技术等,实现了储量、产量快速增长,使延长石油成为千万吨级大油田,并连续11年稳产在1000万吨以上。
近年来,空气泡沫驱油技术在业内流行。高瑞民介绍,延长油田近10年来先后在甘谷驿、南泥湾、子长、七里村采油厂进行空气泡沫驱油技术试验,试验区块面积达到9.5平方千米,累计动用地质储量377.3万吨,累计增产原油56591.3吨,比水驱采收率提高1.5个百分点。
高瑞民表示,CO2是很好的驱油介质,兼有气体和溶解的作用。早在2008年,延长石油就开展低渗致密油藏CO2压裂技术研究与应用,逐步研发了前置CO2增能压裂、VES-CO2清洁泡沫压裂及超临界CO2混合体积压裂等系列技术,部分技术达到国际领先水平。延长油田还结合自身油气煤资源优势,探索攻关二氧化碳捕集、利用与埋存(CCUS)技术,实施中国首个全流程CCUS组合减排项目。通过回收煤化工企业产生的CO2并用于低渗透油田驱油,在靖边和吴起建成了2个先导试验区,应用百余井次,平均单井产量较常规压裂技术提高1.9倍以上,返排率提高25%以上,投产周期缩短35%。目前累计注入CO211万吨,增产原油9000吨,预计提高采收率10个百分点。
辽河油田:探索减氧空气驱新途径
中国石油辽河油田公司东部油田项目管理部总地质师许宁认为,将氧气体积含量减少到10%以下、氮气含量增加到90%以上的空气(即减氧空气)作为注入驱替介质,具有良好的可压缩储能特性,注入地层可补充地层能量,提高地层压力,增强生产井产液能力,提高驱油效率,而且大大节省了注气费用,是一种低渗透油藏开发新的有效途径。
“减氧空气驱已成功应用于低渗透油藏以及1-10md的特低渗透油藏,效果好于水驱渗,而且渗透率越低效果越好。”许宁透露,辽河油田从从2012年开始运用减氧空气驱技术进行油藏试验,开展44个井组注气试验,增加原油产量11万吨。
2017年12月开始,辽河油田在某个特低渗中深层高凝油油藏,采用“一拖二”的方式在两口注气井开展注气试验。其中一口注水井以前日均注水只有1立方米,已停注。截至今年7月,该井累计注气29.7万立方米,折合注水1650立方米,日均注水量达7.7立方米。另一口井今年2月投注,已累计注气43.4万立方米,折合日注水25立方米,周围油井也已见到气驱效果。
“这说明深层特低渗油藏在注不进水的情况下能够连续注气,注气量远多于注水量。而且减氧空气驱启动压力小,是油藏能量补充的有效手段。”许宁说,该技术成熟,运行成本低,安全可靠,气源可就地获取,应用的油藏类型不再局限于大倾角、潜山油藏,在低—特低渗透油藏、高含水油藏现场试验效果明显,有望成为继注水技术之后又一具有广泛应用价值的开发方式。
新兴技术:引领油气勘探变革
在中国石油集团勘探开发研究院高级工程师窦宏恩看来,近年来我国油气开采技术不断进步,比如中高渗高含水油藏精细水驱系列技术、低渗透油藏分层注水水驱系列技术、稠油油藏二代热采技术等,效果都很明显。但新兴油气勘探开发技术不可小觑,大数据、云计算和油田物联网将引领油气工业进入数字革命时代,成为企业降低成本、大幅提高采收率的必由之路,平均采收率由目前的35%提高至2025年的40%、2035年的50%,或将成为现实。
比如通过人工智能进行油藏模拟,减少了不确定性;采用机器人学习的方法,通过混合整数非线性规划进行油藏模拟,可预测油井产量;在信息化智能化技术方面,复杂钻井系统正在由机器人接管常规的人工操作,SCADA系统可无缝与生产设施集成,容纳工业网络设备和油气生产;纳米材料技术目前在钻井液、完井液及采油生产中得到广泛试验,纳米机器人可安装在钻头前取代地质导向,可用于探测和发现油水界面。
另外,太阳能、累积波等新技术成为低碳绿色油气开发的颜覆性技术,促使行业变革。太阳能稠油热采技术具有低成本、安全环保等优势,在我国新疆地区稠油热采区应用前景广阔。
中国石油集团勘探开发研究院二级专家吴忠宝认为,传统的注水开发模式已经不能适应超低渗油藏经济有效开发的需要。根据“体积压裂+渗吸采油”的机理,可建立直井缝网压裂+有效驱体+渗吸采油、水平井/直井多轮次体积压裂+注水吞吐渗吸采油的开发新模式,前者以建立有效驱体、改善水驱效果为目的,适用于储层纵向跨度大、储量丰度较高的超低渗油藏,后者以渗吸采油方式补充地层能量、提高原油产量。这两种新技术目前在大庆、吐哈等油田现场试验应用后,大幅提高单井产量,进一步改善油田开发效果。
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