领先技术点化“冥顽”超稠油

中国石化新闻网 2019-03-18

胜利油田研发的浅薄层超稠油高效开发技术,应用于准噶尔盆地建成浅薄层超稠油百万吨产能基地,连续4年稳产原油百万吨以上,荣获中国石化科技进步奖特等奖

应用自主研发的先进技术,西部浅薄层超稠油实现高效开发。李 琰 摄

□本报记者 王维东

通讯员 贾玉涛 李 琰

给浅薄层超稠油盖上“保温被”

春风油田是胜利油田发现的第77个油田。此前,胜利油田已在准噶尔盆地发现春光油田。2009年,集团公司将已建成50万吨产能的春光油田划归河南油田,将位于准噶尔、吐哈、塔城、柴达木、敦煌等盆地的38个区块13.5万平方公里的探区划归胜利油田。

接手新区块后,胜利油田科研人员吃透大量第一手勘探资料和成堆岩芯资料,大胆设想,精心求证,创新理论技术,于2010年从贴着“贫油”标签的鸡肋区块中拿下千万吨级的春风油田。

春风与春光,是准噶尔盆地的一对“姐妹花”油田,但不同的是,后者是高品位稀油,前者是低品位稠油。

春风油田的油很“浅薄”——浅,埋深仅200~600米;薄,油层仅2~6米厚,地震分辨率低,信噪比低,储量丰度低。

春风油田的油还超稠,在地面,冬天像块石头跺几脚都不变形,夏天可以卷起来抱走。即使温度达到50摄氏度,依然“冥顽不化”;到80摄氏度左右,才会慢慢流动。

而在地下,原油黏度达5万~9万毫帕·秒,采用常规热力采油技术,注入1吨蒸汽,产油仅0.08吨,根本无法实现效益开发。

想要把比沥青还稠的油从几百米的地下有效益地采上来,着实让与稠油打了20多年交道的胜利油田勘探开发研究院稠油室主任吴光焕和同事费了一番工夫。

东部老油田稠油埋藏较深,平均在1500米左右,地层天然温度高,注入蒸汽保温效果好。而春风油田油藏埋藏浅,常规蒸汽吞吐热损失快。吴光焕说,就像盖了一床薄被子,还没等暖和过来,热量就损失殆尽。

散热快、降黏能力差、动用半径小、驱动力不足……在东部大放异彩的常规稠油开发技术复制到西部却黯然失色了。

在吴光焕看来,要实现春风油田效益开发,最迫切需要解决的是油藏的增能隔热问题。

拿来主义行不通,科研人员就另辟蹊径。东部深层稠油开发增能普遍采用二氧化碳,西部浅层稠油开发则创新采用惰性的氮气,“不仅可以增能助排,而且具有保温效果”。

同时,科研人员从稠油致稠的机理入手,研究形成适合西部稠油的化学降黏剂。

为扩大泄油面积,他们摒弃打直井的传统模式,采用水平井开发。

通过集成创新,胜利油田最终形成热、剂协同驱替浅层稠油的热化学采油技术。

与传统注蒸汽技术相比,热化学采油技术实现储层热损失率降低53.3个百分点,单井有效生产时间从28天延长至272天,单井动用储量提高6.9倍,单井产能提高17.1倍。

此外,胜利油田还研发了水平井热力开采裸眼筛管防砂完井工艺,研制出空心地锚、热力补偿器、打捞式免钻塞、热力采油套管头等专用工具,形成7项企业技术标准。

负责春风油田开发的新春公司科研所党支部书记智卫东说,他们首创的水平井热力采油专用水平泵注汽采油一体化工艺,实现从注汽到转抽的全过程隔热,减少了作业及管理过程中对油层产生的冷伤害,提高了注入蒸汽的利用率。

到目前,春风油田已连续4年稳产原油百万吨以上,成为胜利油田效益稳产的一大功臣。

将高温油田采出水变废为宝

在春风油田,注汽锅炉和罐区之间,一套海蓝色的装置——机械蒸发处理器格外引人注目。春风油田的含油采出水,经这套装置处理后,输出的产品水完全可以替代清水,满足油田开发注汽锅炉的需求。

春风油田位于准噶尔盆地前山涝坝国家公益林保护区内,地处戈壁沙漠,干旱少雨,淡水资源奇缺,生态环境脆弱。

而稠油开采需要消耗大量清水。按照目前的技术水平,每开采1吨稠油,大约需要2吨蒸汽。

同时,稠油开发会产生大量高温采出水,每开采1吨原油,大约产生2~4吨采出水。

新春公司既要花钱购买清水,又要想办法为采油采出水寻找出路。

春风油田稠油采出水高温、高盐、高硬、高腐蚀,水温75摄氏度以上,矿化度达1.8万~2.5万毫克/升,硬度高达5000毫克/升以上,处理工艺、设备、药剂等的选择均受到很大限制,而且采出水里硅、钙、镁、钡、锶、氟等离子交互作用,兼顾处理各种离子,对采出水进行深度处理以满足注汽锅炉要求难上加难。

经过广泛的技术交流和实验论证,新春公司选择了工艺成熟、性能稳定、能耗较低的MVC工艺方案。

该方案主工艺包括预处理、MVC多效蒸发和深度处理,集成多项国内外先进技术。

在预处理阶段,他们自主开发集药剂混合、化学反应、絮凝沉淀和过滤澄清四大功能于一体的高密度悬浮澄清器,可除硅、除硬、除氟,其中除硅水平国内领先,出水含硅小于10ppm(1ppm为百万分之一)。

在蒸发和深度处理阶段,他们将以色列海水淡化MVC设备首次引入国内油田水处理领域,解决了油田采出水高温、高矿化度和水质复杂难以回用的难题,实现油田采出水物理法深度脱盐,达到注汽锅炉用水标准。这套设备充分利用油田采出水本身的热量,实现低成本高产出。

2017年,该项目正式投运,输出了高品质的产品水,大大延缓了锅炉炉管结垢,提高了锅炉传热效率,减少了浓水外排,延长了注汽锅炉的运营周期和寿命,为油田生产创造出更大的经济效益。

与清水工艺相比,该项目每年可减少地下水消耗195万立方米、燃煤2万余吨,节约直接成本2000万元以上。

据了解,我国稠油开采以注蒸汽热力采油为主,年产量1500万吨左右,年注蒸汽需消耗清水1.5亿立方米,年产采出水2亿立方米,该技术具有广阔的应用空间和巨大的商业与环保价值。

技术名片

●技术名称:

春风油田浅薄层超稠油百万吨产能高速高效开发关键技术

●研发单位:

胜利油田

●应用效果:

形成7项企业技术标准和4项科技创新成果,在新疆准噶尔盆地春风油田应用,实现国内首次整装规模动用浅薄层超稠油4197万吨,连续4年稳产原油百万吨以上,为我国大幅提高石油资源利用率提供了优势核心技术。

胜利油田应用该技术,9年新增动用薄储层超稠油储量1.88亿吨。

●技术水平:

专家鉴定,薄储层超稠油高效开发关键技术形成稠油开发的升级换代技术,填补了国内空白,整体达到国际领先水平。

●获得奖励:

中国石化科技进步奖特等奖

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