□张 俊 谢 爽

    截至目前，西北油田塔河油田累计生产原油1.23亿吨，是我国首个以海相碳酸盐岩缝洞型油藏为主的累产亿吨级油田。今年7月，新疆维吾尔自治区科技创新大会传来喜讯，“塔河油田北部缝洞型油藏精细描述及高效动用研究”获新疆维吾尔自治区技术发明二等奖。

    面对“国内没有、国外少有”的缝洞型油藏世界级开发难题，西北油田持续攻关提高采收率技术，在塔里木盆地探索出一条高效“取宝”路径。

    擦亮双眼破解“地宫”密码

    塔河油田缝洞型油藏具有埋藏深、储集空间多样、原油重度差异明显、不同的缝洞单元天然能量差异大等特点，采收率仅为16.2%。

    “目前，西北油田投入开发的碳酸盐岩储量区块有13个，有4.3亿吨未动用储量，这个数亿吨油藏就沉睡在数千米深处的缝洞里。如果将采收率提高至32%，‘再造一个塔河’将成为现实。” 西北油田提高采收率高级专家刘学利说。

    科研人员专门跑到贵州莲花洞等地考察溶洞真实情况，经过多次试验，塔河油田地下“藏宝图”逐渐清晰起来。

    早在2006年，在研究单井注水替油过程中，刘学利创新提出注氮气开采“阁楼油”思路。2012年，先导试验获得成功，试验的停躺井当年增油3200吨。目前，已建成我国最大规模的示范基地，每年增油近100万吨。

    2023年，考虑到各个专业间的交互承接，西北油田成立了塔河开发研究所，一体化研究提高采收率，成为油田“最强大脑”的集结地。

    剩余油挖潜需要好“眼力”，而精细油藏描述就好比为技术人员戴上“透视镜”。研究团队按照“精细速度建模，保护绕射低频，优化偏移参数”思路，给地层做CT，得到合格的地震成像资料。

    2021年以来，他们从深化地质认识入手，实施缝洞型碳酸盐岩油藏三维地质建模和数值模拟，精细刻画储层内部细节，摸清剩余油富集规律，为措施挖潜提供了重要依据。目前，已建立碳酸盐岩油藏地质模型52个、数值模型49个，39个重点单元数值模型覆盖率达100%，为塔河油田增储上产筑牢基础。

    研究团队自主创新设计高温高压溶解分配仪器，测试在大底水砂岩油藏条件下注入二氧化碳与油气和底水的融合程度，填补了国内外该领域的空白。2020年5月，我国首例大底水砂岩油藏二氧化碳驱先导试验获得成功。截至10月，累计注入二氧化碳5.4万吨、增油2.3万吨。

    精细注水驱出效益油

    塔河油田储层非均质性极强、连通性差，无法形成规则、整体控制的注采井网，油井往往初产高但衰竭快。持续稳产的主力是老区，只有稳住老井产量，才有可能实现持续稳产，而注水是最经济、最有效、最基础的二次采油技术。

    科研人员创新形成既环保又高效的采油技术，将采出水无害化处理后，循环注入油藏补充地层能量，利用油水密度差形成重力分异实现油水置换，把数千米地下的油驱替出来。

    2005年3月，西北油田在TK741井实施注水替油试验，增油0.5万吨，随后在全油田推广应用。随着注水开发逐步推进，近井缝洞动用程度增高，效果变差。2017年，他们创新研发高压大排量注水技术，扩大水驱波及体积，目前年均增油16.3万吨。

    地下几千米的油水关系看不见、摸不着，到底往哪里注、注多少水才最合理和最科学？

    科研人员不断提高油藏静态认识，创新建立“立体—差异化”注水开发模式，根据缝洞结构及剩余油分布，平面多向控制、纵向分段控制，广泛采用缝注洞采、低注高采模式，有效动用三维不规则储集空间的储量。

    如果说精细地质认识是“敲门砖”，那么重新构建注采井网就是开启高效开发的“金钥匙”。

    他们在注采井平面分布上建立不规则面积井网，实行双向或多向注水，形成水线合力，防止水线沿单一方向快速突进。

    塔河油田4区S48单元储集体以大型溶洞为主，油水井之间的沟通能力不同。科研人员根据地质特征和开发特征，初步细分为S48、T402、T403三个井区，进行“立体—差异化”注水。在S48单元注水开发早期，选取缝洞低部位井段温和注水，形成次生底水，整体抬升油水界面，使缝洞整体受效，提高采收率4.3个百分点。

    在注水替油方面，西北油田形成6项关键技术，取得一项发明专利。截至目前，累计注水7240万立方米、增油989万吨，提高采收率3.2个百分点。

    补足“气血”逼出“阁楼油”

    日前，在TH10446H井场，5辆注氮车一字排开，注氮机震耳欲聋。与此同时，距离井场700多公里的塔河开发研究所里，刘学利在电脑上用数值模型模拟出该井组地下的复杂情况：氮气多次注入地下后，沿着裂缝将剩余油驱替到另一口井下待采。

    刘学利说：“我们建立的缝洞型油藏地质模型和数值模型能清晰反映地下五六千米剩余油的分布情况这样就可以控制氮气注入量，让注入的每立方米气都产生效益。”

    截至目前，西北油田累计注气35.7亿立方米、增油超740万吨，提高采收率2.5个百分点。

    随着注水轮次增加，低产低效井不断增加，注水效果越来越差，至2011年底，注水替油效果变差和失效的油井有200余口。

    于是他们将目光转向了三次采油技术，2012年，首次在TK404井开展注气替油先导试验。

    塔河油田缝洞型油藏的溶洞顶部有大量剩余油无法开采，被称作“阁楼油”。注气替油就是利用氮气与原油的密度差，将氮气注入地层后逼出聚集在溶洞顶部的“阁楼油”。

    2012年12月，TK404井经过3轮注气，增油5800吨。经过多井次实践，形成一套有效的注气替油潜力井优选方法，有效率达93.3%。

    随着注气程度加深，注气井周边的剩余油不断减少，注气效率降了下来。

    对此，他们设计单元注气方案。单井注气是哪口井注气、哪口井见效；单元注气不仅注气井受益，周边油井也受益，收到辐射增油的效果。

    2014年3月，塔河四区开展S48单元氮气驱先导试验。至2017年，该单元14口油井增油12.73万吨。

    西北油田开始大规模应用注气三次采油工艺，注氮气已成为注水后提高采收率的接替技术。1立方米氮气换油量从0.53吨提高至0.75吨。

    西北油田联合科研机构、高校及塔里木油田，承担“十三五”塔里木盆地碳酸盐岩油气田提高采收率关键技术示范工程。该工程是国家中长期科学和技术发展规划纲要确定的22个示范工程之一，以提高采收率为目标，在塔河建立示范区，其中注气三次采油参数优化是核心技术。

    如今，塔河油田已有1000余口井注入氮气驱动原油开采，每年增加原油产量100万吨；构建了以方法理论为基础、低成本工艺为支撑的缝洞型油藏超深注氮气提高采收率技术体系，促进典型区块采收率提高至30%。