胜利油田边际稠油资源高效开发与利用

胜利油田边际稠油资源 高效开发与利用汇报人：毕义泉中国石化胜利油田分公司 2012年4月

一、资源状况及开发难点 二、高效开发理论与技术三、应用效果及推广前景

一、资源状况及开发难点 春风、春晖胜利东部胜利油田探明地质储量52亿吨，其中稠油地质储量7.11亿吨，占13.7%。

一、资源状况及开发难点 胜利稠油资源以边际稠油为主（占总储量的71%），具有以下开发难点： “深”：埋藏深度900m～2000m； “稠”：原油粘度超过10×104mPa•s； “薄”：油层厚度小于6m； “水”：水油体积比普遍大于5； “敏”：水敏渗透率保留率小于30%；

一、资源状况及开发难点 1995年胜利油田稠油产量曾达到234万吨，由于原有技术不能有效开发上述边际油藏，产量快速递减。 234 总递减：40% 年产油万吨年度

一、资源状况及开发难点 “十五”以来，通过科技攻关，发展稠油非达西渗流理论，形成十项技术薄层稠油水平井技术厚度越来越薄 6m 2.5m 提高动用率特超稠油HDCS技术原油粘度大，埋藏深创新四项 5×104mPa·s 40×104mPa·s 敏感性稠油开发技术敏感性增强水敏指数0.7～0.9 浅层超稠油HDNS技术浅层超稠油埋深500m 稠油井网加密技术井距小井距大井距低效水驱转热采技术提高采收率完善六项方式稠油热化学驱注水热采直井稠油吞吐转蒸汽驱方式吞吐蒸汽驱水平井稠油吞吐转蒸汽驱井型直井水平井底水稠油水平井开发技术

二、高效开发理论与技术 主要成果： 1. 发展稠油非达西渗流理论，指导了边际稠油高效开发 2. 创新HDCS开发技术，实现了深层特超稠油高效动用 3. 深化HDNS开发技术，实现了浅薄层超稠油高效动用 4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用 5. 形成近热远防开发技术，实现了强水敏稠油高效动用 6. 首创热化学复合驱开发技术，大幅度提高了稠油采收率

1. 发展稠油非达西渗流理论，指导了边际稠油高效开发 • 突破稠油渗流规律的传统认识研究发现稠油渗流机理不同于稀油，特征是具有启动压力梯度的非达西渗流。渗流速度m/s 非达西流压力梯度 MPa/m • 建立了考虑启动压力梯度影响的稠油非达西渗流方程式中：TPG为启动压力梯度

1. 发展稠油非达西渗流理论，指导了边际稠油高效开发 • 揭示了稠油油藏热采流场分布特征自井筒向油藏内部依次划分为三个流区：达西渗流区、非达西渗流区和不流动区。孤岛中二北流场分布 (地下原油粘度:400毫帕•秒渗透率:2500毫达西) 井筒 300℃ 启动压力 10兆帕驱动压力 80℃ 65℃ 油层温度达西渗流区 (35米) 非达西渗流区 (56米) 不流动区 (51米) 该理论为稠油开发井网、井距优化设计，提高储量利用率提供了科学依据。

1. 发展稠油非达西渗流理论，指导了边际稠油高效开发 • 研制了具有自主版权的非达西渗流稠油热采软件，为开发优化设计提供技术手段与现有的基于达西渗流的商业软件相比，生产指标预测符合率提高5～10个百分点。技术核心：非达西渗流方程的描述强非线性流动方程与能量方程耦合求解国家计算机软件著作权：登记号 2011SR007712

油层顶 超临界二氧化碳 +萃取原油蒸汽区二氧化碳气体上浮热水+降粘剂+原油冷油区水平井油层底 2. 创新HDCS开发技术，实现了特超稠油高效动用 • 针对粘度超过10万毫帕•秒的特超稠油常规注蒸汽无法有效动用的难题，首创了HDCS四要素有机组合开发技术。机　理 H(水平井): 降低注入压力，形成油腔 D(降粘剂): 降低原油粘度 C(二氧化碳): 扩散，增能，隔热，封存 S (蒸汽): 加热降粘，提高驱油效率形成高压、高温、高流动性油腔

2. 创新HDCS开发技术，实现了特超稠油高效动用 • 建立了HDCS四要素优化配比的参数图版，指导了生产应用注汽强度(S) 注汽强度 2520吨注入量 113吨吨/米吨二氧化碳注入量(C) 44吨降粘剂注入量(D) 粘度毫帕•秒如郑411油藏原油粘度30万毫帕•秒，其优化配比为：水平段长度(H)200米、降粘剂(D)44吨、二氧化碳(C)113吨、蒸汽(S)2520吨。

2. 创新HDCS开发技术，实现了特超稠油高效动用研制了国内压力等级最高的26MPa超临界高压注蒸汽锅炉，出口温度达到394℃。超临界高压注蒸汽锅炉研制了注采一体化泵及管柱(ZL200420052719.1)，避免作业冷伤害，井口产液温度提高20℃以上，延长生产周期。注采一体化抽油泵示意图

2. 创新HDCS开发技术，实现了特超稠油高效动用研发了稠油热采水平井均衡注汽调节装置，实现全井段均匀注汽；配套氮气油层隔热，提高热利用率。一个出汽点根据储层条件和油层状况设计多个出汽点

2. 创新HDCS开发技术，实现了特超稠油高效动用共动用特超稠油储量5718万吨，累积增产原油193.6万吨，封存二氧化碳75万吨郑411油藏埋藏深度1320米，原油粘度30万毫帕•秒。应用HDCS技术，单井周期产量由常规技术的127吨提高到1812吨，提高了13.3倍，油汽比达到0.82。王庄油田郑411油藏HDCS开发井位图 HDCS 周期产量吨提高13.3倍 HS

3. 深化HDNS开发技术，实现浅薄层超稠油高效动用针对浅薄层稠油油藏地层能量低，地温低，散热快，油稠的特点，在HDCS技术基础上，利用氮气隔热效果更好，膨胀能力更强的特征，形成了HDNS开发技术 HDNS机理路线图

3. 深化HDNS开发技术，实现浅薄层超稠油高效动用春风油田HDNS开发井位图春风油田排601北区油藏埋藏深度360～420米，有效厚度2～7m，平均4m左右，地层温度下脱气原油粘度50000～90000mPa·s。应用HDNS技术，单井周期产量由常规技术的89吨提高到991吨，提高了10.1倍，油汽比达到0.50。 HDNS 提高10.1倍周期产量吨 VS 利用该技术共动用浅薄层稠油储量1819万吨，新建产能61.6万吨，规划“十二五”春风油田动用储量5306万吨，建成100万吨产量规模。

4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用与蒸汽吞吐筛选标准相比，胜利薄层边际稠油油层厚度更薄、净总比更低推荐蒸汽吞吐油藏筛选标准

S31砂体厚度 体雕刻 S31砂体厚度岩性变化带 Es233砂岩厚度平面图反演成果 4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用 • 形成了薄层储层预测和精细油藏描述技术，准确识别薄层油气层 F S31砂体边界测井约束地震反演技术分频处理解释、属性分析预测砂体（定性）相干体分析技术 Es233 多参数储层反演技术（定量）储层预测最小厚度范围达到了3m～5m，厚度误差控制在1m。

4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用 • 根据薄层稠油的油藏特点，提出了以水平井为主的多井型组合开发技术。多薄层稠油油藏单薄层稠油油藏（1）水平井与水平井组合（3）水平井与直井组合在单2馆陶、草27 、草104、埕91 等50多个单元应用。（2）水平井与分支井组合

自然伽马井下探管 4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用 • 水平井钻井轨迹控制技术自研了MWD+LWD井轨迹控制系统，上下摆幅不超过0.5m，左右摆幅不超过2.5m，薄油层穿透率达到90%以上。

4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用 • 水平井完井防砂一体化技术 • 完井、防砂一体化完成，工艺简便，完井成本低； • 大通径精密微孔滤砂管裸眼防砂完井，防砂寿命长，可满足大排量生产的需要； • 采用酸洗+暂堵段塞工艺解除全井段泥饼堵塞，打开油流通道。

4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用多井型组合开发技术降低了开发动用门槛。普通稠油、特稠油、超稠油动用厚度界限由原来的6米、8米、10米分别降低到2.4米、2.9米和3.7米。油层厚度米 (1万～5万毫帕·秒) (大于5万毫帕·秒) (小于1万毫帕·秒)

4. 集成多井型组合开发技术，实现了薄层稠油高效动用陈家庄油田陈373油藏开发井位图（外围薄油层厚度小于6米）陈373油藏外围6米以下薄层储量1277万吨，平均单井日产油13.8t/d，油汽比1.10。储量动用率由58.6%提高到90.9%。利用该技术共动用薄层稠油储量7482万吨，累积增产原油425.1万吨。

高温 矿物含量% 温度 ℃ 5. 形成近热远防开发技术，实现了强水敏稠油油藏高效动用强水敏稠油油藏粘土含量高、遇水膨胀堵塞储层，造成“注不进、采不出”的难题，油藏得不到有效动用。研究发现蒸汽高温加热能使敏感性粘土矿物转化为非敏感性矿物。蒙脱石＋K＋＋Al3+伊利石＋Si4+ 78% 机理：水敏矿物蒙脱石在高温作用下失水、晶格间距缩小，转化为非水敏矿物伊利石。临界转化温度点100℃，在300℃时转化率达到78%，且不可逆。高温蒸汽能使水敏转化为非水敏，为强水敏稠油油藏注汽开发奠定了基础。

5. 形成近热远防开发技术，实现了强水敏稠油油藏高效动用基于上述发现，提出了近热远防的开发策略 “近热”：近井地带通过高温蒸汽使粘土转型，降低水敏程度 “近热”：近井地带通过高温蒸汽使粘土转型，降低水敏程度 “远防”：远井地带采用深部防膨技术，抑制储层水敏伤害 “远防”：远井地带采用深部防膨技术，抑制储层水敏伤害郑36油藏近热远防开发机理图注汽井蒸汽加热前缘 60℃ 温度 300℃ “远防” 78% “近热” 12.1% 渗透率保留率低温水敏区 (40米) 高温水敏转化区 (23米) (周期注汽量2000吨，第4周期后)

5. 形成近热远防开发技术，实现了强水敏稠油油藏高效动用 “远防”对策：研发了耐温高效油层深部防膨剂郑斜41井2号样 PGS蜘蛛网键防膨剂处理后岩心渗透率保留率粘土防膨剂研制具有网状包裹性能的防膨剂，有效压缩粘土矿物晶面间距，防止粘土膨胀。耐高温300℃，渗透率保留率超过95%

5. 形成近热远防开发技术，实现了强水敏稠油油藏高效动用郑36强水敏油藏粘土含量13.8%、渗透率保留率仅12%，应用近热远防开发技术，平均注汽压力下降2MPa，周期累油增加2000吨，建成年生产能力53.5万吨，油汽比1.44，实现了2578万吨储量的整体动用。王庄油田郑36油藏开发井位图 19.5 2600 17 300 防膨前防膨后注汽压力，MPa 周期产油，吨利用该技术共动用强水敏稠油储量4791万吨，累积增产原油262.5万吨

6. 首创热化学复合驱开发技术，大幅度提高了稠油采收率目前胜利稠油已动用储量以吞吐为主，吞吐采收率只有18.1%，转蒸汽驱效果差，采收率低。主要问题是：①边底水能量强，地层压力高；②油层埋藏深，井底蒸汽干度低。不同类型油藏采收率状况表 2011年12月

6. 首创热化学复合驱开发技术，大幅度提高了稠油采收率针对上述问题，创新提出热化学复合驱开发方法：泡沫扩大波及体积，驱油剂提高波及区的驱油效率，与高干度蒸汽协同实现7MPa地层压力下大幅度提高稠油采收率。

6. 首创热化学复合驱开发技术，大幅度提高了稠油采收率研发了耐温高效起泡剂 • 起泡体积≥300毫升，耐温300℃ • 300℃阻力因子≥47 • 目前在用泡沫剂耐温250℃、阻力因子15～20 发明了高温驱油剂(ZL200710016178.5) • 界面张力达到10－3mN/m ，耐温300℃ • 降粘率>96%

6. 首创热化学复合驱开发技术，大幅度提高了稠油采收率研制了高干度蒸汽锅炉，出口蒸汽干度≥99% ，不用外排热水，节能24%。高干度注汽锅炉高真空隔热管配套高效井筒隔热工艺，千米热损失率5%，井底蒸汽干度达到60%以上。隔热管接箍隔热补偿器油层长效汽驱密封器强制解封汽驱封隔器蒸汽驱高效隔热注汽管柱

6. 首创热化学复合驱开发技术，大幅度提高了稠油采收率孤岛中二北油藏实施热化学复合驱后含水由89%降到74.6%，降低14.4个百分点，日产油增加4倍，采收率提高25.1个百分点，达到53.4%。孤岛中二北热化学复合驱井位图孤岛中二北热化学复合驱采油曲线转蒸汽驱应用该技术共动用储量2630万吨，增加可采储量536万吨，采收率提高20.4个百分点，节能10.4万吨标准煤。

二、高效开发理论与技术 技术先进性对比：技术指标国外进展及指标 SAGD 适应油藏深度小于900米首创深层特超稠油油藏HDCS四要素组合技术，适应深度达到2000米首创浅薄层超稠油油藏HDNS开发技术未见报道深层薄层稠油动用厚度界限达到2.4米油层厚度大于5米未见报道强水敏稠油开发技术填补了国内外技术空白率先实现地层压力7兆帕高压下热化学复合驱技术工业化应用室内研究阶段

二、高效开发理论与技术 授权国家发明专利5项，实用新型专利9项，计算机软件著作权2项获国家科技进步二等奖1项

三、应用效果及推广前景 1.新增动用储量3亿吨，新增可采储量7246万吨新增动用储量万吨新增可采储量万吨年度

三、应用效果及推广前景 2. 年产量由2000年143万吨增加至462万吨，增加2.2倍，累积增产原油2381万吨。增加2.2倍年产油万吨年度

年产油万吨年度三、应用效果及推广前景 3. 稠油的持续上产为胜利油田2700万吨稳产作出了重要贡献。 2734 5.3% 稠油产量 16.9% 稀油产量 2011年稠油产量占胜利油田产量的16.9%，比2000年提高11.6个百分点。

三、应用效果及推广前景 4. 经济社会效益显著 2009～2011年实现新增产值387.81亿元，新增利税187.47亿元，新增利润127.20亿元。

三、应用效果及推广前景 4. 经济社会效益显著 • 丰富了稠油开发理论与技术； • 已在国内外推广； • 建成了胜利油田稠油开发生产基地； • 形成了一支稠油开发专业技术队伍。

三、应用效果及推广前景 5. 推广应用前景广阔胜利分公司“十二五”稠油产量规划动用储量1.2亿吨，提高采收率5.8%，增加可采储量4250万吨，节能48万吨标准煤，封存二氧化碳97万吨。

结束语 胜利油田作为国家能源生产企业，我们要在国土资源部和中石化的正确领导下，认真贯彻这次会议精神，虚心学习兄弟企业的宝贵经验，继续丰富稠油理论，攻关开发新技术，推广应用成熟技术，为提高稠油资源综合利用水平，做出我们应有的贡献。

敬请各位专家 多提宝贵意见！

胜利油田边际稠油 资源 高效 开发与利用