1、胜利油田稠油开采技术,中国石化胜利油田分公司,2011年9月,王增林,一、胜利油田稠油油藏主要特点,二、胜利油田稠油开采技术,三、结论与认识,提 纲,胜利油田位于中国东部渤海湾盆地，为中国第二大油田,1961年发现，累积探明原油储量50亿吨，产油10亿吨。,胜利油田,胜利油田地理位置图,一、胜利油田稠油油藏主要特点,胜利主要稠油油田位置图,单家寺,乐安,孤东,孤岛,金家,八面河,王庄,桩139,东辛,陈家庄,罗家垦西,先后在单家寺、乐安、孤岛、孤东、王庄和陈家庄等11个油田发现了稠油。稠油资源量10.79亿吨，探明5.26亿吨。,胜利稠油储量分布,一、胜利油田稠油油藏主要特点,一、胜利油田稠油
2、油藏主要特点,“深”：埋藏深度900m2000m； “稠”：原油粘度超过10104mPas； “薄”：油层厚度小于6m； “敏”：水敏渗透率保留率小于30%； “低”：油汽比仅0.34 (采收率15.9%)。,胜利油田稠油油藏以边际稠油为主，具有以下开发难点：,一、胜利油田稠油油藏主要特点,二、胜利油田稠油开采技术,三、结论与认识,提 纲,3、薄层稠油多井型组合开发技术,1、稠油非达西渗流机理,2、特超稠油HDCS开发技术,6、热化学复合驱开发技术,5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术,4、强水敏稠油“近热远防”开发技术,二、胜利油田稠油开采技术,通过开展边际稠油开发理论与技术攻关，在稠油渗流机理
3、、开发配套技术等方面取得了如下主要成果：,研究发现稠油渗流机理不同于稀油，是具有启动压力梯度的非达西渗流。,1、稠油非达西渗流机理,稠油渗流不符合达西渗流规律,渗流速度,压力梯度 (MPa/m),(10-5m/s),达西流区,非达西流区,启动压力梯度,启动压力梯度 ，,流度，mD/mPas,以渗流实验为基础，得到了启动压力梯度的数学模型：,式中：为启动压力梯度,建立了考虑启动压力梯度影响的稠油非达西渗流方程,1、稠油非达西渗流机理,MPa/m,达西渗流区 (35m),油层温度,启动压力,非达西渗流区 (56m),不流动区 (51m),井筒,驱动压力,孤岛中二北流场分布 (地下原油粘度400毫帕
4、秒、渗透率2500毫达西),300,80,65,10MPa,自井筒向油藏内部依次划分为三个流区：达西渗流区、非达西渗流区和不流动区。如孤岛中二北吞吐末期三个流区宽度分别为35m、56m和51m。,稠油油藏热采流场分布特征,1、稠油非达西渗流机理,在该油藏三个流区分别设计密闭取心井，取心分析饱和度与理论预测结果相吻合，证实了稠油非达西渗流机理的正确性。,非达西渗流区： 24-检533 含油饱和度高 0.53 0.52,不流动区： 25-检533 原始状态 0.60 0.59,达西渗流区： 23-斜检535 含油饱和度低 0.29 0.31,流区,动用状况,含油饱和度 % 理论预测 取心分析,井号
5、,1、稠油非达西渗流机理,2、特超稠油HDCS开发技术,针对粘度超过10104mPas的特超稠油常规注蒸汽难以有效动用的难题，首创HDCS四要素组合开发技术。,H(水平井)： 降低注入压力 D(油溶降粘剂)：近井化学降粘 C(二氧化碳)： 扩散降粘、助排隔热 S(蒸汽)： 蒸馏、加热降粘,建立了HDCS四要素优化配比的参数图版，指导了现场实施,二氧化碳注入量(C),降粘剂注入量(D),粘度，毫帕秒,降 粘 剂 及 二 氧 化 碳 注 入 量 ， t,注汽强度(S),注 汽 强 度 ，,原油粘度20104mPas，水平段长度200米的合理DCS配比为： 降粘剂(D)32t，二氧化碳(C)88t，
6、蒸汽(S)2460t,2、特超稠油HDCS开发技术,t/m,研发了压力等级26MPa超临界高压注汽锅炉，出口温度达到394。,注采一体化抽油泵工作示意图,研发了注采一体化泵及管柱，避免作业冷伤害，井口产液温度提高20以上，延长生产周期。,2、特超稠油HDCS开发技术,水平井均匀注汽工艺,注汽管柱一个出汽点只能保证40m-80m水平段有效吸汽； 设计了水平井自补偿器和具有自动分配功能的配汽器，实现水平段全段均匀注汽，提高油井产量和油层动用程度。,一个出汽点,根据储层条件和油层状况 设计多个出汽点,2、特超稠油HDCS开发技术,王庄油田郑411油藏HDCS开发井位图,例如，郑411油藏应用该技术，
7、单井周期产量由原技术的127t提高到1812t，增加了13.3倍，油汽比0.82。,周期产量 ，t,增加13.3倍,(粘度30104mPas),HS,HDCS,利用该技术共动用特超稠油储量5718104t，累积增产原油193.6104t。,2、特超稠油HDCS开发技术,3、薄层稠油多井型组合开发技术,油 层 热 损 失%,油层厚度 m,研究表明，利用水平井可降低油层热损失20%30%，提高吸汽产液能力1.7倍以上，油藏动用范围显著扩大。,水平井,直井, 水平井开采薄层稠油优势,根据薄层稠油的油藏特点，优化提出了三种典型的井型组合方式。对单薄层稠油油藏，采用水平井与水平井组合、水平井与分支井组合
8、；对多薄层稠油油藏，采用水平井与直井组合。,（2）水平井与分支井组合,（3）水平井与直井组合 (利用直井动用非主力层,汽驱注汽易于调节),单薄层稠油油藏,多薄层稠油油藏,（1） 水平井与水平井组合,在单2馆陶、草27 、草104、埕91 等50多个单元应用。,3、薄层稠油多井型组合开发技术,开发薄层稠油井型组合方式,多井型组合开发技术降低了开发动用门槛。普通稠油、特稠油、超稠油动用厚度界限由原来的6m、8m、10m分别降低到2.4m、2.9m和3.7m。,油层厚度 米,(小于10000mPas),(15 104mPas),3、薄层稠油多井型组合开发技术, 水平井开采薄层稠油技术界限,(5 10
9、4mPas),自研了MWD+LWD井轨迹控制系统,测量范围： 温度150 电阻率0.22000m 自然伽玛0500API,测量精度： 井斜精度0.1 方位精度1.0,上下摆幅不超过0.5m，左右摆幅不超过2.5m,3、薄层稠油多井型组合开发技术, 水平井钻井轨迹控制技术,套管完井挂精密滤砂管完井,裸眼精密滤砂管完井,套管完井长井段挤压砾石充填防砂,精密滤砂管完井管外挤压砾石充填,滤失,堵塞点,亏空区域,水平井正向挤压充填示意图,水平井逆向挤压充填示意图,3、薄层稠油多井型组合开发技术, 水平井配套防砂工艺技术,陈家庄油田陈373油藏开发井位图,例如，陈373油藏外围6m以下薄层储量127710
10、4t， 平均单井日产油13.8t/d，油汽比1.10。储量动用率由58.6%提高到90.9%。,（外围薄油层厚度小于6m）,利用该技术共动用6米以下薄层稠油储量7482104t，其中3米以下储量达1042104t，累积增产原油425.1104t。,利用该技术共动用6m以下薄层稠油储量7482104t，其中3m以下储量达1042104t，累积增产原油425.1104t。,3、薄层稠油多井型组合开发技术,4、强水敏稠油“近热远防”开发技术,针对强水敏稠油油藏粘土含量高、遇水膨胀堵塞储层的难题，研究发现蒸汽高温加热能使敏感性粘土矿物转化为非敏感性矿物。,机理：水敏矿物蒙脱石在高温作用下失水、晶格间距
11、缩小，转化为非水敏矿物伊利石。临界转化温度点100，在300时转化率达到78%，且不可逆。,高温蒸汽能使水敏转化为非敏，这一发现为强水敏稠油油藏注汽开发打下基础。,蒙脱石KAl3+ 伊利石SiO4+,78%,300,“近热”,“远防”,郑36油藏“近热远防”开发机理图,基于上述发现，提出了“近热远防”的开发策略：,“近热”：近井地带通过高温蒸汽使粘土转型，降低储层水敏程度,“远防”：远井地带采用深部防膨技术，抑制储层水敏伤害,“近热”：近井地带通过高温蒸汽使粘土转型，降低储层水敏程度,“远防”：远井地带采用深部防膨技术，抑制储层水敏伤害,注汽井,温度,渗透率保留率,蒸汽加热前缘,高温水敏转化区
12、 (16m),低温水敏区 (40m),4、强水敏稠油“近热远防”开发技术,4、强水敏稠油“近热远防”开发技术,研发了耐温高效油层深部防膨剂:,防膨剂处理后岩心渗透率保留率,高温、常温渗透率保留率均超过95%,研制具有网状包裹性能的防膨剂，有效压缩粘土矿物晶面间距，防止粘土膨胀,郑斜41井2号样 PGS蜘蛛网键,防膨剂,粘土,利用该技术共动用强水敏稠油储量4791104t，累积增产原油262.5104t。,王庄油田郑36油藏开发井位图,例如，郑36强水敏油藏粘土含量13.8%、渗透率保留率仅12%，应用 “近热远防”开发技术，建成生产能力53.5104t，油汽比1.44，由不能动用到储量动用率达
13、95.6%。,4、强水敏稠油“近热远防”开发技术,原油粘度80毫帕秒到150毫帕秒的油藏通常采用注水开发，但采收率一般低于20%。实验研究表明，水驱转蒸汽驱可大幅度提高采收率。,水驱,蒸汽驱（干度0.6）,含水,采出程度,5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术,含水,采出程度,长期水驱造成油层压力高，汽驱蒸汽腔小，热利用率低。解决这一问题，其技术核心是高压条件下有效实施蒸汽驱。,研究表明，蒸汽干度达到0.6，蒸汽驱油层压力界限可提高至7兆帕，突破了地层压力大于5兆帕不能实施蒸汽驱的传统认识。,干度0.4,干度0.6,5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术,为达到井底蒸汽干度0.6以上的技术要求，研制了蒸汽
14、干度99%高干度蒸汽锅炉（干度提高25%）。,5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术,配套了高干度注汽工艺,研发了高效井筒隔热工艺,高真空隔热油管，视导热系数0.0068W/(m)； 隔热衬套、隔热补偿器； 耐高温长效封隔器。,5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术,确保井底干度达到60%以上,孤岛南区原油粘度130mPas，实施水驱转蒸汽驱，采收率由19.7%提高到45.8%，年产油由2.2104t提高到18.5104t。,水驱,转蒸汽驱阶段,年产油104t,采 出 程 度%,提高7.4倍,5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术,6、热化学复合驱开发技术,针对常规蒸汽驱易汽窜、热利用率低的问题，创新提出热化学
15、复合驱开发方法：基于蒸汽驱，辅以泡沫体系选择性封堵汽窜通道提高蒸汽波及体积，耐高温驱油剂提高驱油效率，实现蒸汽均衡高效驱替。,驱开发方法：基于蒸汽驱，辅以泡沫体系选择性封堵汽窜通道提高蒸汽波及体积，耐高温驱油剂提高驱油效率，实现蒸汽均衡高效驱替。,动态调整蒸汽驱前缘，实现均衡驱替。,综合研究注入方式、时机、配方，提出了热化学复合驱油体系,纵向均衡,平面均衡,蒸汽： 连续注入 化学剂：段塞式伴注，逐渐加量 泡沫剂：70-120吨 蒸汽注入0.25PV后注入 驱油剂：30-70吨 泡沫段塞后注入,综合研究注入方式、时机和配方，提出了热化学复合驱油体系,注入井,生产井,6、热化学复合驱开发技术,起泡
16、体积300毫升，耐温300 300阻力因子47 目前在用泡沫剂耐温250、阻力因子15-20,界面张力达到103mN/m ，耐温300 降粘率96%,发明了高温驱油剂：,研制了耐温高效起泡剂：,6、热化学复合驱开发技术,6、热化学复合驱开发技术,20t/d,145t/d,90.7%,72.9%,孤岛中二北油藏井位图,油藏平均埋深：1300m,日 产 油,时间 d,含 水%,含水下降： 17.8% 产量增加： 6倍 采收率： 57.1% 提高采收率：25.1%,t/d,年产油104t,净增278104t,应用上述主导技术，胜利油田稠油年产量由143104t增加到421104t，净增278104t
17、，累积增产原油1960104t。,年度,二、胜利油田稠油开采技术,一、胜利油田稠油油藏主要特点,二、胜利油田稠油开采技术,三、结论与认识,提 纲,三、结论与认识,1、稠油渗流呈现非达西渗流特征; 2、HDCS开发技术可以有效动用原油粘度高达50 104mPas，深度达到2000m的特超稠油油藏; 3、多井型组合开发技术可以动用稠油油层厚度达到2.5m薄层稠油油藏;,三、结论与认识,4、“近热远防”开发技术可动用水敏指数高达0.9的稠油油藏； 5、高干度蒸汽驱技术可大幅度提高高压稠油油藏采收率； 6、热与化学组合驱油技术可实现加合增效，是大幅度提高稠油油藏采收率技术的发展趋势。,THANKS！,敬请各位专家 多提宝贵意见！,
