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长庆科技人十多载探"脉冲采油"破题低渗透技术窠臼
发布时间:2020年09月08日 12:14    来源:中国新闻网
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长庆科技人十多载探索“脉冲采油”破题低渗透技术窠臼

上世纪七十年代,在甘肃庆阳革命老区成立了长庆油田。图为开发了半个世纪的马岭油田工业生态环境优美如画。 李忠斌 摄
上世纪七十年代,在甘肃庆阳革命老区成立了长庆油田。图为开发了半个世纪的马岭油田工业生态环境优美如画。 李忠斌 摄

  中新网兰州9月8日电 (侯志雄 李忠斌)上世纪七十年代,在甘肃庆阳革命老区,一群老石油人“跑步上陇东”成立了长庆油田。今年是长庆油田成立50周年,该油田已连续七年高效稳产5000万吨,是中国目前最大的油气田。

  长庆油田属致密性油气藏,上世纪二十年代,国际石油专家曾断言,鄂尔多斯盆地所属的长庆油田不具备商业开采价值。

  “低渗透”一直伴随着长庆油田勘探与开发的全过程。据资料显示,该油田九成以上是低渗透油藏。近二十年来,长庆油田随着规模开发,油藏进入高含水期,开采难度加大,如何突破技术瓶颈提高采收率,成为该油田高质量发展“助推器”,一套适合超低渗油藏的开发技术“呼之欲出”。

  2008年起,长庆油田采油二厂技术团队不断摸索实践,创新了以“周期注水、周期采油、轮采轮注”为核心的脉冲采油技术。有效减少注水,提高采收率,降低人员成本,实现了“增油不增资,增油不增水,增油不增人”。截至目前,该厂通过脉冲采油技术,改变了低渗透油田开发方式,每年节约水、电、人工等各种费用2.5亿元以上。

图为长庆油田各类新型一体化集成装置无人值守综合站。 李忠斌 摄
图为长庆油田各类新型一体化集成装置无人值守综合站。 李忠斌 摄

  周期注水“寻找规律”

  从山东东营海边到甘肃庆阳黄土塬,李建霆1997年从中国石油大学(华东)石油与天然气开发专业毕业后来到了长庆油田。

  “以前从来不吃辣子,现在改变了。”与记者交谈爽朗的话语中,让长庆油田采油二厂总地质师李建霆改变的不仅是生活习惯。

  “长庆油田采出的低渗透有特殊性,不能完全照搬现有的行业开发技术标准,经过实践,有些标准方法评价不适合低渗透油田开发。”李建霆一直寻找着改变低渗透油田的开发方式。

  超低渗油藏开发离不开水,更有“五方水一方油”的说法。“稳定注水,温和注水,连续注水”是行业传统。李建霆和技术团队逐渐摸索出“增油不增水”的周期注水技术。

  “还是用水驱油,用水开发是采油行业成本最低的一种方式,如果换注入气体开发成本就会翻好几倍。”李建霆说,油田开发中再好的技术措施,如果成本过高终将会被“束之高阁”。

  “周期注水是脉冲采油的第一个层级,单纯改变注水。”李建霆说,一个月可能注水5天,然后停10天,依次循环。地层下物质有个互换的过程,注下去的水和地层要把水油置换出来,当置换不出来的时候,“等一等,停一停”待置换结束后继续推进。

图为采油二厂城壕作业区山156轮注轮采示范区。 李忠斌 摄
图为采油二厂城壕作业区山156轮注轮采示范区。 李忠斌 摄

  2008年,周期注水在采油二厂西峰采油一区开始实施,现任该作业区技术经理的马可聪见证了全过程。

  “刚开始是摸索阶段,主要工作是录取参数和数据监控。”马可聪当时作为实习技术员每天要到注水井口去监控压力、收集数据,保证每天定的配注能够合理执行。他说,“周期注水看似简单但有技术含量,反复实验、取数据寻找规律。”

  采油二厂地质研究所所长李小军说,“周期注水打破了行业的传统思维,改变了之前按部就班的注水方法,有效减少低效注水。”

  他算了笔账:之前每口油井每天固定要注20立方米水,周期注水实施后,同比每年的注水量要少800多万立方米,按1立方米水20元计算,一年能节约1.6亿元。此外,注水少油井含水率下降,还能延长油田可开采时间。

图为脉冲采油技术团队在西峰油田采油井场探讨轮采轮注不同区域开发规律。 李忠斌 摄
图为脉冲采油技术团队在西峰油田采油井场探讨轮采轮注不同区域开发规律。 李忠斌 摄

  周期采油“摸索参数”

  李建霆认为,“周期注水、周期采油、轮注轮采”注重于矿场实践,主要是摸索参数的问题。他说,“摸索参数很费功,一个月摸索一轮,然后评估效果,数个轮次后,从中再选出最佳的关井和开井周期。”

  2015年上半年,采油二厂启动周期采油技术,600多口井以一半时间开井作为试验,其中390多口井用5天采出10天的产量,而另外有200多口井却做不到。

  产量是采油厂的生命线,控制关开井的影响不言而喻。

  困难和压力接踵而至,技术团队细心分析后,一个问题萦绕脑际,低渗透油田资料录取标准一直在沿用国际标准和行业标准,适合于东部的高渗油藏,照搬的方式不一定可行,需要变革开发技术。

  参数确定是周期采油的核心和灵魂。面对大量的数据和繁琐的程序,技术团队屡次三番核对、校正,分析出周期内开井5天最具科学性和实用性。

  2015年下半年,周期采油技术在西峰采油一区第一次安排停井时,各个井区的井区长均有抵触情绪,因为他们都有产量压力。

  随着产量越来越平稳了,周期采油方式给马可聪的感觉就是“扭转了整个开发形势。”他说,通过周期采油,西峰采油一区零投入,连续4年的产量没有波动。“工作量减少了,原油稳稳地采出,年底算账电费省了30多万元,真实有效。”

“开发一片、保护一片、绿化一片”,长庆油田采油二厂在黄土高原上建成的“花园式井站”。 李忠斌 摄
“开发一片、保护一片、绿化一片”,长庆油田采油二厂在黄土高原上建成的“花园式井站”。 李忠斌 摄

  轮注轮采“技术革新”

  “将周期注水、周期采油两个结合到一起就成了轮注轮采,也就是脉冲采油的第三个层级。”李建霆描述着脉冲采油的过程。

  对于采油二厂地质研究所水平井管理室马岭组组长卫嘉鑫来说,城壕作业区实施的轮注轮采让他记忆犹新。

  城壕作业区山156区为超低渗油藏,全区51口水平井单井产能仅1.5吨,开发效果差。2016年,卫嘉鑫和团队选取高含水、低采油速度的7口水平井,12口注水井开展轮注轮采试验。

  为了准确掌握水井规律,他们每天测试液面恢复情况,经过半年多现场资料录取、室内分析、不断优化各项参数、周期,实现开井时率60%,产量恢复率110%的良好效果。

  2017年至2018年,随着脉冲采油技术的规模推广应用,他们制定实施周期及注水量,实现了油藏负递减,日产油量从99吨上升至120吨,打造了“山156轮注轮采示范区”。

  “石油开采行业最大目的,在现有的经济、技术条件下,用最小的投入,获得最大的采油。”这是李建霆上大学时,专业课本扉页中一段话语。

  “我们琢磨的是三叠系低渗透油藏不能连续注入、连续采出,省水、省电还多采油的实用技术。”李建霆介绍说,这项技术不是通过数学公式和物理模型来推导,来自于认知和实践,逐步摸索形成主题。

  东北石油大学博士生导师宋考平教授认为,脉冲采油技术可以利用现有的水驱设备,仅通过改变注水井和采油井的施工制度即可实现,其技术实施简便,且效果显著。

  “脉冲采油是低渗油藏最有效的改善水驱开发效果的方法之一。”中国石油大学(北京)博士生导师廖新维教授对该项技术给予评价。他表示,实验室的驱油实验和数值模拟的理论研究都证明了脉冲采油可以显著改善水驱开发效果、潜力大。

  9月1日,《甘肃省节约用水条例》起正式施行。作为中国水资源最紧缺的地区之一,甘肃人均和亩均水资源量分别是全国平均水平的二分之一和四分之一,甘肃官方明确提出“深度节水”“极限节水”。与此不谋而合,采油二厂主产区块在甘肃陇东,应用脉冲采油技术每年可节约水资源800多万立方米。截至目前,该厂实施油水井措施4500口,节约水资源3000多万立方米,累计增加产量20多万吨。(完)

     甘肃新闻网
【编辑:刘薛梅】
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