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油水辩证法盘活老油田胜利油田转流场调流线解放地下剩余油2021年07月05日 来源:
中国石化报 作者:
王维东
田 真 尹永华
核心阅读 在水驱油田开发中,油与水是一对矛盾。在油田开发初期,油占据矛盾的支配地位,技术人员的主要研究和工作对象是油。随着开发逐步深入,油藏在纵向上被细分层系开发切分,在平面上被注水流线切割,形成了高度分散、局部富集的剩余油,受工作惯性和传统思维影响,技术人员的主要研究和工作对象也还是油,但有效手段越来越少、效果越来越差。技术人员在长期研究实践中逐渐认识到,随着油田含水率越来越高,水的地位越来越重要,因此开始将目光聚焦到水上。面对现阶段老油田普遍进入特高含水期,技术人员的研究焦点从寻找剩余油转向寻找和治理高耗水层带。同时,主要矛盾也在变化,在油田开发初期,主要矛盾是注水量无法满足油藏需求;中期,主要矛盾是精细注水无法满足油藏需求;现阶段特高含水期,主要矛盾则转变为个性化定制注水无法满足剩余油开发需求,技术人员因此对井组和单元定制转流场调流线方案,把水驱到过去驱不到的地方,在有些断块油藏,他们还从边部注水,用面积注水“横扫”剩余油,均收到较好效果。 ● 老油田不怕高含水,就怕高耗水。 ● 特高含水期油藏,15%的极端耗水层带消耗了近90%的注水量。 ● 注水不均衡的根源,是储层非均质。 ● “劫富济贫”,就是抑制高耗水带的优势通道,扶持剩余油滞留区的弱势通道。 ● 井越打越多,剩余油却越来越分散,老油田一味靠打新井维持效益稳产难以为继。 ● 产液结构调整的手段很多,转流场调流线优化的用武之地最大、手段最经济。 ● 当油层整体高含水、剩余油高度分散时,通过大规模注水让水大面积侵占剩余油滞留区,可把剩余油“敌占区”变成“解放区”。 □本报记者 王维东 通讯员 田 真 尹永华 营13-斜155井组的“内部矛盾”之大,曾经在胜利油田东辛采油厂是数得着的——主流线和弱势流线的油井动液面差达1000米,含水率相差7个百分点。如今,整个井组含水率下降7.7个百分点,高耗水无效液量越来越少,而日产油增加4.3吨。 帮助营13-斜155井组缓解矛盾的,是胜利油田研发的转流场调流线开发技术。目前,这项技术被广泛应用于整装油田和断块油田,成为特高含水期老油田主导开发技术之一。 转流场调流线,可有效减缓老油田自然递减、延长经济开发寿命。胜利油田勘探开发研究院首席专家王建算了一笔账,胜利油田中高渗油藏储量近30亿吨,采收率提高两个百分点,老油田的经济开发寿命可延长8~10年。 从害怕高耗水 到治理高耗水 流线是指地层中水流的方向,井组流线组成流场。调流线就是让高耗水带流线的水流分流到剩余油滞留的低耗水带上,增大注水波及体积,提高驱替效率。 王建说,历经50多年的开发,胜利油田注采井网固定,注水井对应着采油井,水流一直沿着一个方向走,长此以往,主流线就形成高耗水带,油驱得相对干净,而主流线控制不到的区域剩余油富集,却得不到动用。 老油田不怕高含水,就怕高耗水。王建曾对特高含水期老油田高耗水层带做过跟踪研究。实验数据表明,特高含水期油藏,15%的极端耗水层带消耗了近90%的注水量。 2019年,胜利油田含水率大于98%的油井年产液1.4亿立方米,占总液量的53.5%;年产油仅136.7万吨,占中高渗油藏水驱产量的13.4%。 有的层段“吃撑了”,高含水;有的层段“吃不饱”,含水低。注水不均衡的根源,是储层非均质。 东辛采油厂副厂长卢惠东说,储层受渗透率、厚度、展布、储量及构造高低等非均质性因素影响,阻力小的,水容易流动,易形成水流高速通道;阻力大的,水流量小,有的甚至无法形成水流通道。即使在同一储层,由于平面、层内物性有差异,水流也有差异。 抑制高耗水带的优势通道,扶持剩余油滞留区的弱势通道,卢惠东把这种控强扶弱的流线调整开发方式比喻为“劫富济贫”。 为达到这一目的,东辛采油厂探索了轮采轮注技术,油层被分采分注工艺卡分成几段,无须上作业便可自动换层开发,停层不停井、换层不作业,实现效益动用与连续生产的统一。 辛77斜18井两套开发层系合采生产效益差,油井日产油2.2吨,综合含水率91.5%。实施轮采轮注轮替开发,第一阶段采下层注上层,阶段综合含水率降至87%;第二阶段采上层注下层,阶段综合含水率再降至80%,井组累计增油600多吨。 和东辛采油厂轮采轮注有异曲同工之妙的是,孤岛采油厂利用老井对上下开发层系进行井网互换,实现上下层系流场调整,有效抑制极端耗水带,提高了低耗水带储量动用程度。 孤岛油田西区北馆3-4区块两套开发层系动用程度相差2.8个百分点,上下开发层系井网互换、流线整体改变40度后,区块日增油33吨,日产液下降701吨,含水率下降18.1个百分点,吨油运行成本下降183元。 从加密换层开发 到重建流场流线 几个老油田不约而同地走上转流场调流线开发道路,皆因无处下手打新井。 中高渗油藏是胜利油田开发的主阵地,以整装、断块油藏为主,目前动用地质储量27.76亿吨,占全油田57.8%,年产原油1024万吨,占总产量的44%。储量整体处于特高含水开发阶段,综合含水率高达95.3%,采收率只有35%。 胜利采油厂的胜坨油田和孤东采油厂的孤东油田是典型的整装油田,采收率只有40%,意味着地下还有60%的储量等待采出。 为了挖掘剩余油潜力,过去50多年,胜利采油厂通过打新井细分层系,使开发层系从22套增至67套,油水井数增为3000余口。 同样,以断块油田为主的东辛采油厂也历经了细分开发、层系重组等大规模调整。 与其他中高渗油田相比,孤东油田早已到了举步维艰的地步。孤东油田发现于1984年,当时,国家急需原油,胜利油田于1986年打响了孤东会战,孤东油田进入高速开发期,短短9年间,含水率便从14.4%快速攀升到91.2%。近30年来,孤东油田注采结构几乎没有发生变化。 胜利油田的平均注采井距在300~350米,而孤东采油厂的注采井距只有150~212米。孤东采油厂副总地质师崔文福说,孤东油田用30年时间走完了胜坨油田50年的路,其他油田还可以见缝插针地打加密井,而孤东油田几乎没有回旋余地,能够动用的储量几乎全部动用了。 2013年,孤东油田步入特高含水开发后期,综合含水率高达96.7%,可采储量采出程度高达95.1%。 井越打越多,剩余油却越来越分散,加之近年油价低迷,老油田一味地靠打新井维持效益稳产显然难以为继。 2013年,孤东采油厂选择含水率高达98.9%的孤东7-25斜更246井组开展转流场调流线试验,井组里的1口水井变成油井、4口油井转为注水井,井网流线调整了60度。效果立竿见影,井组日增油4吨,含水率下降1个百分点。 过去,面对极端高耗水带,开发人员的选择有限:要么关井,要么封掉高含水层段,换层开发。无论哪种选择都不是最理想的。卢惠东说,关井,油藏开发和平衡生产无法有效兼顾;换层开发,平均一口井的作业费35万元,而且每作业一次都对油井产生伤害,后期剩余油再次富集,再想开采封堵层时,面临很多未知风险,甚至可能无法打开封堵层。 “转流场调流线蹚出了一条产液结构优化的精益开发之路。”卢惠东说。产液结构调整的手段很多,可以通过新老区产能结构优化调整,也可通过工艺措施改造,但相比之下,转流场调流线优化的用武之地最大、手段最经济。 胜利油田日产液量79万立方米,每立方米液量要消耗电费和药剂费20元。近3年,胜利油田通过优化产液结构降本减费3000余万元。 从追着剩余油打井 到赶着剩余油走 原来,追着剩余油打井;如今,油藏高含水,开发人员首先想到的是转流场,赶着剩余油走。 在孤东采油厂,转流场调流线已成为提高采收率的标配,无论是注水开采单元,还是化学驱开发单元,要想进一步提高采收率,流场调整是“固定套餐”。 孤东油田一开发单元日产油6.3吨,含水率接近100%,注水、化学驱等开发技术轮番上阵,不见起色。流线调整60度后,整个单元“满血复活”,日增油42.3吨,含水率下降5个百分点。 经过8年探索实践,目前,针对平面、层间、层内注采矛盾,孤东采油厂形成了3种模式10种类型的转流场调流线开发方案。自2015年以来,孤东采油厂转流场调流线705个井组,增加可采储量268万吨,提高采收率2.3个百分点,平衡油价仅21美元/桶。 在东辛采油厂,断块油藏持续提高采收率还有另一项“撒手锏”技术——人工仿强边水驱技术。 该厂永12和辛151单元已开发30多年,一直依靠天然能量开发,采收率分别为75%和65%。 “如此高的采收率十分罕见。”卢惠东说。两个开发单元集各种优势于一身,稀油、高孔高渗、油层厚,更重要的是强边水,水油体积比200∶1,相当于储层里有1立方米油、200立方米水,原油被大面积的水包裹着,就像大洋里有一座孤岛,剩余油被无穷无尽的水整体向前推进,驱替效率高、扫油面积大。 当油层整体高含水、剩余油高度分散时,油藏开发转入人工仿强边水驱,油层整体关闭,水井大规模注水,让注入水大面积侵占剩余油滞留区,把剩余油“敌占区”变成“解放区”。 辛一断块沙-4开发单元是一个采出程度高达48%的单元,由于整体高含水,单元只有1口井正常生产,日产油0.4吨,是一个几近废弃的油藏。采用人工仿强边水驱累计注入16.9万立方米水,单元日产油升至54.6吨,含水率下降37.6个百分点,采收率提高7.5个百分点,截至目前累计增油8.1万吨。
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