近年來,我國新增石油探明儲量和歷年來探明未動用、難動用儲量中,低滲透油藏占70%以上。這類油藏逐漸成為我國穩定油氣產量的重要保障,以及中后期資源接替的主戰場。但低滲透油藏儲層滲透率低,難以建立有效驅體系統,單井產量低,開采難度較大。9月下旬在西安召開的2018油氣田勘探與開發國際會議上,專家認為新技術、新模式是低滲透油藏勘探開發的有效途徑。
延長石油:形成特色技術體系
“位于鄂爾多斯盆地的延長油田是典型的低滲透—特低滲致密油藏,屬于油層滲透率低、地層壓力低、單井產能低的‘三低’邊際油田,是世界級開采難題。”陜西延長石油集團研究院院長高瑞民說,經過多年探索實踐,他們形成了具有延長特色的低滲透油田開發技術體系,包括儲層認識及評價技術、能量補充開發技術、水平井差異化應用技術、低產液采油配套工藝技術、油藏智能分析技術等,實現了儲量、產量快速增長,使延長石油成為千萬噸級大油田,并連續11年穩產在1000萬噸以上。
近年來,空氣泡沫驅油技術在業內流行。高瑞民介紹,延長油田近10年來先后在甘谷驛、南泥灣、子長、七里村采油廠進行空氣泡沫驅油技術試驗,試驗區塊面積達到9.5平方千米,累計動用地質儲量377.3萬噸,累計增產原油56591.3噸,比水驅采收率提高1.5個百分點。
高瑞民表示,CO2是很好的驅油介質,兼有氣體和溶解的作用。早在2008年,延長石油就開展低滲致密油藏CO2壓裂技術研究與應用,逐步研發了前置CO2增能壓裂、VES-CO2清潔泡沫壓裂及超臨界CO2混合體積壓裂等系列技術,部分技術達到國際領先水平。延長油田還結合自身油氣煤資源優勢,探索攻關二氧化碳捕集、利用與埋存(CCUS)技術,實施中國首個全流程CCUS組合減排項目。通過回收煤化工企業產生的CO2并用于低滲透油田驅油,在靖邊和吳起建成了2個先導試驗區,應用百余井次,平均單井產量較常規壓裂技術提高1.9倍以上,返排率提高25%以上,投產周期縮短35%。目前累計注入CO211萬噸,增產原油9000噸,預計提高采收率10個百分點。
遼河油田:探索減氧空氣驅新途徑
中國石油遼河油田公司東部油田項目管理部總地質師許寧認為,將氧氣體積含量減少到10%以下、氮氣含量增加到90%以上的空氣(即減氧空氣)作為注入驅替介質,具有良好的可壓縮儲能特性,注入地層可補充地層能量,提高地層壓力,增強生產井產液能力,提高驅油效率,而且大大節省了注氣費用,是一種低滲透油藏開發新的有效途徑。
“減氧空氣驅已成功應用于低滲透油藏以及1-10md的特低滲透油藏,效果好于水驅滲,而且滲透率越低效果越好。”許寧透露,遼河油田從從2012年開始運用減氧空氣驅技術進行油藏試驗,開展44個井組注氣試驗,增加原油產量11萬噸。
2017年12月開始,遼河油田在某個特低滲中深層高凝油油藏,采用“一拖二”的方式在兩口注氣井開展注氣試驗。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,該井累計注氣29.7萬立方米,折合注水1650立方米,日均注水量達7.7立方米。另一口井今年2月投注,已累計注氣43.4萬立方米,折合日注水25立方米,周圍油井也已見到氣驅效果。
“這說明深層特低滲油藏在注不進水的情況下能夠連續注氣,注氣量遠多于注水量。而且減氧空氣驅啟動壓力小,是油藏能量補充的有效手段。”許寧說,該技術成熟,運行成本低,安全可靠,氣源可就地獲取,應用的油藏類型不再局限于大傾角、潛山油藏,在低—特低滲透油藏、高含水油藏現場試驗效果明顯,有望成為繼注水技術之后又一具有廣泛應用價值的開發方式。
新興技術:引領油氣勘探變革
在中國石油集團勘探開發研究院高級工程師竇宏恩看來,近年來我國油氣開采技術不斷進步,比如中高滲高含水油藏精細水驅系列技術、低滲透油藏分層注水水驅系列技術、稠油油藏二代熱采技術等,效果都很明顯。但新興油氣勘探開發技術不可小覷,大數據、云計算和油田物聯網將引領油氣工業進入數字革命時代,成為企業降低成本、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%,或將成為現實。
比如通過人工智能進行油藏模擬,減少了不確定性;采用機器人學習的方法,通過混合整數非線性規劃進行油藏模擬,可預測油井產量;在信息化智能化技術方面,復雜鉆井系統正在由機器人接管常規的人工操作,SCADA系統可無縫與生產設施集成,容納工業網絡設備和油氣生產;納米材料技術目前在鉆井液、完井液及采油生產中得到廣泛試驗,納米機器人可安裝在鉆頭前取代地質導向,可用于探測和發現油水界面。
另外,太陽能、累積波等新技術成為低碳綠色油氣開發的顏覆性技術,促使行業變革。太陽能稠油熱采技術具有低成本、安全環保等優勢,在我國新疆地區稠油熱采區應用前景廣闊。
中國石油集團勘探開發研究院二級專家吳忠寶認為,傳統的注水開發模式已經不能適應超低滲油藏經濟有效開發的需要。根據“體積壓裂+滲吸采油”的機理,可建立直井縫網壓裂+有效驅體+滲吸采油、水平井/直井多輪次體積壓裂+注水吞吐滲吸采油的開發新模式,前者以建立有效驅體、改善水驅效果為目的,適用于儲層縱向跨度大、儲量豐度較高的超低滲油藏,后者以滲吸采油方式補充地層能量、提高原油產量。這兩種新技術目前在大慶、吐哈等油田現場試驗應用后,大幅提高單井產量,進一步改善油田開發效果。


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