“產(chǎn)學研”聯(lián)合、西北油田牽頭,承建國家科技重大專項示范工程效

近日,西北油田承擔的“十三五”國家科技重大專項示范工程——“塔里木盆地碳酸鹽巖油氣田提高采收率關鍵技術示范工程”通過國家科學技術部專項實施管理辦公室綜合驗收。

“十二五”末期,塔里木盆地碳酸鹽巖主力油氣田開發(fā)進入中后期,油氣穩(wěn)產(chǎn)存在技術瓶頸。該工程通過國家重大專項辦論證后,“十三五”期間,西北油田牽頭,聯(lián)合石油勘探開發(fā)研究院、石油物探技術研究院、中國石油塔里木油田、西南石油大學,建立“產(chǎn)學研”聯(lián)合團隊,通過大項目群共享信息、資料、成果,有力提升塔里木盆地油氣開發(fā)水平。

“十三五”期間,聯(lián)合團隊共完成地震采集處理解釋4000平方公里、室內(nèi)測試8871組次、現(xiàn)場試驗2141井次等實物工作量,建設了塔河油田主體區(qū)、塔河10區(qū)、塔中1號凝析氣田等3個提高采收率示范區(qū),發(fā)展完善了縫洞系統(tǒng)結構刻畫、剩余油定量表征、空間結構井網(wǎng)構建、顆粒調(diào)流道、高壓注氮氣工藝、超深多靶點定向井鉆井等9項關鍵技術,建立縫洞型油藏單井注氮氣技術、井組氮氣驅(qū)選井及油藏工程設計、凝析氣藏注水提高采收率等5項企業(yè)技術規(guī)范,獲得37項國內(nèi)發(fā)明專利,填補了同類油氣藏提高采收率技術空白?，F(xiàn)場應用后,示范區(qū)累計增油202萬噸,系列技術有效支撐塔河油田年產(chǎn)量穩(wěn)定在500萬噸以上。

研發(fā)綜合描述技術,讓科研人員可以看清地下5500米的溶洞、暗河

海相碳酸鹽巖油藏非均質(zhì)性強,像一個個深埋在地下5500米的桂林山水的溶洞,國內(nèi)外無經(jīng)驗可借鑒,勘探開發(fā)屬于世界級難題。

在地震剖面上,奧陶系地下巖溶洞穴反射影像成“串珠”狀,像羊肉串一樣排列,解開溶洞系統(tǒng)儲層預測的“地下方程式”,才能為井位部署提供可靠依據(jù)。

塔河油田分布形態(tài)各異的小尺度裂縫,宛如直徑幾千米的“蜘蛛網(wǎng)”藏在五六千米深的地下。而在“蜘蛛網(wǎng)”下面,又有多條古暗河穿過,地下的儲油溶洞呈現(xiàn)多層疊置、樹狀分布的特征?？蒲袌F隊加強基礎研究,尋找“溶洞”及通道里的剩余油。

通過攻關,聯(lián)合團隊針對風化殼形成了“趨勢面殘丘形態(tài)刻畫+分頻能量描述溶洞分布”、針對古暗河形成“量化瘦身+疊前三參數(shù)反演充填識別”的綜合描述技術。

這兩項技術就像“望遠鏡”,讓科研人員可以看清5500米以下溶洞、暗河等儲集體的分布,深化了風化殼巖溶區(qū)縫洞系統(tǒng)空間關系認識,從而實現(xiàn)“一井多控、一井多靶”“靶間接替、帶間接替”,多次動用分隔縫洞體的儲量,提高采收率。

塔河4區(qū)屬于油田老區(qū),這里的縫洞受殘丘、古暗河和斷裂復合控制,儲集空間復雜,且底水上升和人工注水注氣導致油水關系復雜、剩余油認識不清。

聯(lián)合團隊在前期研究的基礎上,精細雕刻不同尺度縫洞,結合油藏地質(zhì)特征和地球物理技術優(yōu)勢,將復雜油藏儲集空間劃分為不同巖溶背景中特定的縫洞組合:針對大“溶洞”、大斷裂,采用嵌入法描述和計量;針對孔洞和裂縫,通過構建三維地質(zhì)模型,再利用數(shù)值模擬,擬合油藏不同階段生產(chǎn)歷史,實現(xiàn)剩余油定量化和可視化。

由此,他們實現(xiàn)從只知道剩余油的大概方位,到現(xiàn)在可以精準定位、精確計量、可視化挖潛縫洞型油藏剩余油的巨大進步。

在地下“蜘蛛網(wǎng)”上構建空間結構井網(wǎng),注水“洗”出縫洞底部剩余油

隨著地下原油不斷采出,地層能量逐漸降低,注水既可以補充地層能量,又可以把地下原油“洗”出來。為了“洗凈”剩余油,聯(lián)合團隊綜合考慮縫洞結構、井洞關系、連通部位、連通介質(zhì)等多方面因素,在地下“蜘蛛網(wǎng)”上構建空間結構井網(wǎng)。

地下通道錯綜復雜,在多條路徑面前,注入水會沿著最“通暢”的路走,導致注水快速竄進,而崎嶇小路里的原油則沒有被波及。聯(lián)合團隊分析驗證注水動態(tài),應用井網(wǎng)重構、調(diào)流道、調(diào)流勢等技術,讓注入水在地層中“洗”出更多原油。

“十三五”期間,聯(lián)合團隊攻關完善了縫洞型油藏改善水驅(qū)及配套技術,在6個單元初步應用井網(wǎng)重構、調(diào)流道、調(diào)流勢技術,單元水驅(qū)采收率平均提高5.61個百分點,支撐塔河4區(qū)、6區(qū)、7區(qū)、8區(qū)這4個注水示范區(qū)注水有效率從67提高至83,油井多向受效率從30提高至50,整體提高采收率1.2個百分點。

其中,位于塔河6區(qū)的S74單元,地質(zhì)背景復雜,風化殼巖溶與暗河巖溶依托斷裂、裂縫相互關聯(lián),具有單元儲量大、單井累產(chǎn)高、采出程度低的特點。聯(lián)合團隊在縫洞結構表征的基礎上,分析剩余油富集模式,構建空間結構井網(wǎng),有針對性地實施綜合治理,使該單元采收率提高7.5個百分點,遞減率下降6.5個百分點。

通過注氣在溶洞頂部形成人工氣頂,將高部位原油不斷向下“吹向”井筒

油比水輕。因此,注水驅(qū)替后,儲集體高部位仍然存在剩余油。怎么能讓剩余油往低處走,進入井筒?

氣比油輕。向井內(nèi)注入大量氮氣,就會在溶洞頂部形成人工氣頂,將高部位原油不斷向下“吹向”井筒,實現(xiàn)控水、增油。

碳酸鹽巖縫洞型油藏具有強非均質(zhì)性、原油性質(zhì)差異大、流體流動規(guī)律復雜等特點,經(jīng)歷了衰竭式開發(fā)、人工注水開發(fā),剩余油分布極為復雜,缺乏有效動用技術,成為制約塔河油田縫洞型油藏穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的瓶頸。

“十三五”期間,聯(lián)合團隊創(chuàng)新研發(fā)碳酸鹽巖縫洞型油藏注氮氣提高采收率關鍵技術系列,在碳酸鹽巖縫洞型油藏作用機理、數(shù)值模擬、量化設計、泡沫增效、效果評價五個方面取得實質(zhì)性突破,攻克了縫洞型油藏水驅(qū)剩余油再動用難題,豐富了碳酸鹽巖縫洞型油藏注氣提高采收率基礎理論。

T402井屬于典型的風化殼巖溶殘丘,前期發(fā)生水竄,技術團隊構建“高注低采”氣驅(qū)井網(wǎng),利用氮氣驅(qū)動剩余油,井組3口井相繼受效,日增油51噸。

聯(lián)合團隊強化單元注氣井網(wǎng)構建意識,建立差異化半定量化參數(shù)設計原則,實現(xiàn)井間剩余油有效動用。他們研發(fā)單元注氮氣選井技術,明確影響注氮氣效果的因素及其界限,分油藏類型建立選井標準,確保“十三五”期間單元注氮氣有效率在80以上。

近年來,在穩(wěn)定注氣效果的同時,西北油田持續(xù)加強基礎研究,開展老區(qū)巖溶系統(tǒng)識別及井網(wǎng)構建。他們通過高效井主控因素分析、建模數(shù)模一體化,優(yōu)化注氣。同時,深入研究注氣動態(tài)監(jiān)測技術,完善注氣體系,創(chuàng)新提出氣水協(xié)同驅(qū)油方式,利用“氣向下替、水橫向驅(qū)”的疊加作用,解決了縫洞型油藏單一注氣效率提升問題,支撐縫洞型油藏效益開發(fā)。

“十三五”期間,西北油田建成國內(nèi)最大注氮氣示范基地,實現(xiàn)注氮氣技術規(guī)范化、標準化、流程化,注氣控制程度由46提高至79,每立方米換油率由0.58噸提高至0.87噸,年增油量由22.5萬噸提高至34.5萬噸。

豐富完善“工具箱”,高效動用井周多個緊密相連的溶洞儲集體

塔河4區(qū)兩口側(cè)鉆調(diào)整井TK446CH2井和TK418CH井日前相繼投產(chǎn),合計日產(chǎn)原油超過50噸,老區(qū)停躺井獲得新生。

側(cè)鉆井以“短平快”的優(yōu)勢,在近年西北油田產(chǎn)建井位部署中占30左右,在低油價時期則占到70。

西北油田地下儲集體是多個緊密相連的溶洞,為高效動用5000米以下井周儲量,該油田發(fā)展配套縫洞型油藏提高采收率關鍵工程技術,創(chuàng)新形成超深井多靶點定向鉆井技術、靶向酸壓技術系列、側(cè)鉆技術系列和超深稠油井舉升工藝優(yōu)化技術,并不斷將“工具箱”中的技術應用于現(xiàn)場,挖出井周剩余油。

西北油田針對同一方位發(fā)育多個縫洞體的動用需求,開展地質(zhì)工程一體化研究,創(chuàng)建一井控多個縫洞體的鉆井技術,通過應用三維軌跡設計優(yōu)化技術,使鉆頭沿最小主應力方向鉆進,實現(xiàn)對溶洞“擦頭皮”控制,效益動用小規(guī)?？p洞。

此外,西北油田還研發(fā)縫洞型油藏堵調(diào)及靶向酸壓工藝技術,變常規(guī)酸壓“步槍直線射擊”為“沖鋒槍扇形掃射”,有效動用井筒周邊一定距離內(nèi)的儲集體,全方位提高了剩余油的動用程度。“十三五”期間,示范區(qū)靶向酸壓示范推廣有效率達到86.84。付童童、張藝曉