“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合、西北油田牽頭,承建國(guó)家科技重大專項(xiàng)示范工程效

近日,西北油田承擔(dān)的“十三五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)示范工程——“塔里木盆地碳酸鹽巖油氣田提高采收率關(guān)鍵技術(shù)示范工程”通過國(guó)家科學(xué)技術(shù)部專項(xiàng)實(shí)施管理辦公室綜合驗(yàn)收。

“十二五”末期,塔里木盆地碳酸鹽巖主力油氣田開發(fā)進(jìn)入中后期,油氣穩(wěn)產(chǎn)存在技術(shù)瓶頸。該工程通過國(guó)家重大專項(xiàng)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(shù)研究院、中國(guó)石油塔里木油田、西南石油大學(xué),建立“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合團(tuán)隊(duì),通過大項(xiàng)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(tuán)隊(duì)共完成地震采集處理解釋4000平方公里、室內(nèi)測(cè)試8871組次、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)2141井次等實(shí)物工作量,建設(shè)了塔河油田主體區(qū)、塔河10區(qū)、塔中1號(hào)凝析氣田等3個(gè)提高采收率示范區(qū),發(fā)展完善了縫洞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)刻畫、剩余油定量表征、空間結(jié)構(gòu)井網(wǎng)構(gòu)建、顆粒調(diào)流道、高壓注氮?dú)夤に嚒⒊疃喟悬c(diǎn)定向井鉆井等9項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),建立縫洞型油藏單井注氮?dú)饧夹g(shù)、井組氮?dú)怛?qū)選井及油藏工程設(shè)計(jì)、凝析氣藏注水提高采收率等5項(xiàng)企業(yè)技術(shù)規(guī)范,獲得37項(xiàng)國(guó)內(nèi)發(fā)明專利,填補(bǔ)了同類油氣藏提高采收率技術(shù)空白?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后,示范區(qū)累計(jì)增油202萬噸,系列技術(shù)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(shù),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(qiáng),像一個(gè)個(gè)深埋在地下5500米的桂林山水的溶洞,國(guó)內(nèi)外無經(jīng)驗(yàn)可借鑒,勘探開發(fā)屬于世界級(jí)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(chǔ)層預(yù)測(cè)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(chǔ)油溶洞呈現(xiàn)多層疊置、樹狀分布的特征?？蒲袌F(tuán)隊(duì)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,尋找“溶洞”及通道里的剩余油。

通過攻關(guān),聯(lián)合團(tuán)隊(duì)針對(duì)風(fēng)化殼形成了“趨勢(shì)面殘丘形態(tài)刻畫+分頻能量描述溶洞分布”、針對(duì)古暗河形成“量化瘦身+疊前三參數(shù)反演充填識(shí)別”的綜合描述技術(shù)。

這兩項(xiàng)技術(shù)就像“望遠(yuǎn)鏡”,讓科研人員可以看清5500米以下溶洞、暗河等儲(chǔ)集體的分布,深化了風(fēng)化殼巖溶區(qū)縫洞系統(tǒng)空間關(guān)系認(rèn)識(shí),從而實(shí)現(xiàn)“一井多控、一井多靶”“靶間接替、帶間接替”,多次動(dòng)用分隔縫洞體的儲(chǔ)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(fù)合控制,儲(chǔ)集空間復(fù)雜,且底水上升和人工注水注氣導(dǎo)致油水關(guān)系復(fù)雜、剩余油認(rèn)識(shí)不清。

聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在前期研究的基礎(chǔ)上,精細(xì)雕刻不同尺度縫洞,結(jié)合油藏地質(zhì)特征和地球物理技術(shù)優(yōu)勢(shì),將復(fù)雜油藏儲(chǔ)集空間劃分為不同巖溶背景中特定的縫洞組合:針對(duì)大“溶洞”、大斷裂,采用嵌入法描述和計(jì)量;針對(duì)孔洞和裂縫,通過構(gòu)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(shí)現(xiàn)剩余油定量化和可視化。

由此,他們實(shí)現(xiàn)從只知道剩余油的大概方位,到現(xiàn)在可以精準(zhǔn)定位、精確計(jì)量、可視化挖潛縫洞型油藏剩余油的巨大進(jìn)步。

在地下“蜘蛛網(wǎng)”上構(gòu)建空間結(jié)構(gòu)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(bǔ)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(tuán)隊(duì)綜合考慮縫洞結(jié)構(gòu)、井洞關(guān)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(gòu)建空間結(jié)構(gòu)井網(wǎng)。

地下通道錯(cuò)綜復(fù)雜,在多條路徑面前,注入水會(huì)沿著最“通暢”的路走,導(dǎo)致注水快速竄進(jìn),而崎嶇小路里的原油則沒有被波及。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)分析驗(yàn)證注水動(dòng)態(tài),應(yīng)用井網(wǎng)重構(gòu)、調(diào)流道、調(diào)流勢(shì)等技術(shù),讓注入水在地層中“洗”出更多原油。

“十三五”期間,聯(lián)合團(tuán)隊(duì)攻關(guān)完善了縫洞型油藏改善水驅(qū)及配套技術(shù),在6個(gè)單元初步應(yīng)用井網(wǎng)重構(gòu)、調(diào)流道、調(diào)流勢(shì)技術(shù),單元水驅(qū)采收率平均提高5.61個(gè)百分點(diǎn),支撐塔河4區(qū)、6區(qū)、7區(qū)、8區(qū)這4個(gè)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(gè)百分點(diǎn)。

其中,位于塔河6區(qū)的S74單元,地質(zhì)背景復(fù)雜,風(fēng)化殼巖溶與暗河巖溶依托斷裂、裂縫相互關(guān)聯(lián),具有單元儲(chǔ)量大、單井累產(chǎn)高、采出程度低的特點(diǎn)。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在縫洞結(jié)構(gòu)表征的基礎(chǔ)上,分析剩余油富集模式,構(gòu)建空間結(jié)構(gòu)井網(wǎng),有針對(duì)性地實(shí)施綜合治理,使該單元采收率提高7.5個(gè)百分點(diǎn),遞減率下降6.5個(gè)百分點(diǎn)。

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(chǔ)集體高部位仍然存在剩余油。怎么能讓剩余油往低處走,進(jìn)入井筒?

氣比油輕。向井內(nèi)注入大量氮?dú)?就會(huì)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(shí)現(xiàn)控水、增油。

碳酸鹽巖縫洞型油藏具有強(qiáng)非均質(zhì)性、原油性質(zhì)差異大、流體流動(dòng)規(guī)律復(fù)雜等特點(diǎn),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(fù)雜,缺乏有效動(dòng)用技術(shù),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(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)碳酸鹽巖縫洞型油藏注氮?dú)馓岣卟墒章赎P(guān)鍵技術(shù)系列,在碳酸鹽巖縫洞型油藏作用機(jī)理、數(shù)值模擬、量化設(shè)計(jì)、泡沫增效、效果評(píng)價(jià)五個(gè)方面取得實(shí)質(zhì)性突破,攻克了縫洞型油藏水驅(qū)剩余油再動(dòng)用難題,豐富了碳酸鹽巖縫洞型油藏注氣提高采收率基礎(chǔ)理論。

T402井屬于典型的風(fēng)化殼巖溶殘丘,前期發(fā)生水竄,技術(shù)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建“高注低采”氣驅(qū)井網(wǎng),利用氮?dú)怛?qū)動(dòng)剩余油,井組3口井相繼受效,日增油51噸。

聯(lián)合團(tuán)隊(duì)強(qiáng)化單元注氣井網(wǎng)構(gòu)建意識(shí),建立差異化半定量化參數(shù)設(shè)計(jì)原則,實(shí)現(xiàn)井間剩余油有效動(dòng)用。他們研發(fā)單元注氮?dú)膺x井技術(shù),明確影響注氮?dú)庑Ч囊蛩丶捌浣缦?分油藏類型建立選井標(biāo)準(zhǔn),確?！笆濉逼陂g單元注氮?dú)庥行试?0以上。

近年來,在穩(wěn)定注氣效果的同時(shí),西北油田持續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,開展老區(qū)巖溶系統(tǒng)識(shí)別及井網(wǎng)構(gòu)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(shí),深入研究注氣動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),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(guó)內(nèi)最大注氮?dú)馐痉痘?實(shí)現(xiàn)注氮?dú)饧夹g(shù)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)用井周多個(gè)緊密相連的溶洞儲(chǔ)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(jì)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(shì),在近年西北油田產(chǎn)建井位部署中占30左右,在低油價(jià)時(shí)期則占到70。

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

西北油田針對(duì)同一方位發(fā)育多個(gè)縫洞體的動(dòng)用需求,開展地質(zhì)工程一體化研究,創(chuàng)建一井控多個(gè)縫洞體的鉆井技術(shù),通過應(yīng)用三維軌跡設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù),使鉆頭沿最小主應(yīng)力方向鉆進(jìn),實(shí)現(xiàn)對(duì)溶洞“擦頭皮”控制,效益動(dòng)用小規(guī)模縫洞。

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(shù),變常規(guī)酸壓“步槍直線射擊”為“沖鋒槍扇形掃射”,有效動(dòng)用井筒周邊一定距離內(nèi)的儲(chǔ)集體,全方位提高了剩余油的動(dòng)用程度?！笆濉逼陂g,示范區(qū)靶向酸壓示范推廣有效率達(dá)到86.84。付童童、張藝曉