中科院-中国石化油气田开发工程技术面临的挑战与对策

1中国石化油气田开发工程技术面临的挑战与对策何生厚（二零零五年九月）同志们：首先热烈祝贺中国石油学会第一届油气田开发技术大会胜利召开。这标志着中国石油学会将为我国石油工业的持续发展提供一个新的油气开发科学技术交流平台，对于促进技术发展、加强技术交流、实现优势互补具有重要现实意义。相信通过这个平台今后的有效运行，必将极大地促进油气开采技术繁荣、促使我国油气田开发水平的提高。下面我仅就中国石化近几年油气开采技术取得的主要进展、目前存在的主要问题和今后的工作重点等问题发个言，供大家参考。一、近年来中石化油气开采技术主要进展近几年来，油气开采系统积极转变观念，加强基础研究和技术攻关，注重技术集成与配套，努力适应油气田开发形势，在改善水驱提高开发效果、强化采油提高采收率、低渗特低渗、稠油特稠油以及缝洞型油藏有效开发等方面取得新的进展。主要表现在以下八个方面：2（一）深化应用基础研究，促进关键技术创新针对低渗、稠油、高含水油田开发中的突出矛盾，进一步强化了基础理论和应用基础研究。近两年研究成果在低渗透、特低渗透油藏的老区调整、新区方案设计和储层改造中得到科学合理的应用。三次采油机理研究不断深化。聚合物复合增效研究在表面活性剂与聚合物相互作用机理、交联反应动力机制、耐温抗盐机理、强化泡沫体系泡沫稳定与再生机理等方面取得新认识。微生物采油机理研究不断深化。油藏微生物生态分析、内源微生物选择性激活、微生物与油藏作用机理等方面的研究成果，进一步完善和丰富了石油微生物技术。针对超稠油、敏感性稠油油藏，进一步强化了SAGD开采方式、乳化降粘机理、火烧驱油机理的研究，科学地指导了现场试验。通过加强基础研究，取得了一大批原创性成果，推动了工程技术的突破，加速了耐温抗盐聚合物驱、多效泡沫吞吐稠油、强化泡沫驱油、内源微生物驱等技术进入现场试验的步伐，为难动用储量经济开发、老油田提高采收率开拓了新的技术路线。（二）强化改善水驱技术配套，努力提高开采效果以高含水和特高含水期剩余油分布、监测研究为基础，3以完善注采井网、细分开采、调剖堵水为手段，以提高水驱波及效率为目的，近几年来各油田做了大量的研究和应用工作，取得了重大成效——1、形成了“高含水主力油田提高采收率技术”。主要内容包括：以特高含水期的剩余油分布、潜力评价和挖潜技术为核心，形成了一套特高含水期油藏精细描述、剩余油分布监测和挖潜等工业化配套新技术。在储层物性与剩余油分布关系研究、储层参数井间预测方法优化、厚层细分及薄层解释、细分注水及细分改造工艺、大面积堵水调剖优化决策、高效复合驱油体系设计、复合驱产出液处理、化学驱注入设备国产化、耐温抗盐预交联颗粒凝胶研制和聚合物驱开采与技术界限研究等诸多方面取得创新与突破。2、形成了“复杂断块油田提高水驱采收率技术”。主要内容包括：一是在复杂断块油田断层组合技术研究方面，初步形成以构造样式、地震相干技术和多信息综合研究为主导的断层组合研究技术；二是开展了不同类型复杂断块油藏剩余油描述技术适应性研究，较精细地研究剩余油主要富集规律。在利用复杂结构井挖掘断块油藏剩余油方面形成了从小建模、小数模到设计、工艺一条龙配套技术。3、创新的注水工艺技术的研究与应用，有效减缓了老油田递减。这方面的创新性主要抓了以下几项新工艺：4在细分注水技术方面，管柱机械定位精度得到大幅提升，在井深2500m以内误差小于0.15m，为细分注水提供了技术基础；通过攻关应用锚定补偿式管柱、新型封隔器、防腐油管等配套技术，形成了长寿命分层注水配套工艺；分层防砂、分层注水一体化管柱进一步提高了对疏松砂岩油藏的适应性；近几年配套的高温高压胶筒、精细水质处理等技术，为低渗油藏高压注水创造了条件；另外，研制的斜井注水工艺、电磁流量计量、封隔器在线验封等技术，使分层注水技术水平得到大幅提高。4、整体堵水调剖技术得到进一步提升。堵水调剖技术由单纯油井堵水、注水井调剖和油水井对应封堵发展到井组或区块整体堵调。在堵剂研究改进方面，由单一的冻胶类堵剂，逐步形成了特高含水期整体调剖的主导堵剂系列，油田在用堵剂达到五大类（冻凝胶类、颗粒类、沉淀型、树脂类和泡沫类）50余种。5、进一步发展了防砂工艺技术系列，防砂效果进一步提高。防砂理论有了突破，防砂思路发生了转变，实现了从管内向管外、由维护型向增产型的转变，出砂预测技术、防砂方法优选技术、防砂效果评价技术日臻完善，形成了压裂充填防砂工艺技术、大排量高速水充填技术、一次管柱多油层挤压充填技术、分层注水防砂一体化技术等新的防砂技术，防砂的针对性和有效期得到了大幅度提升。56、提液、分采工艺进步较快。形成了系列配套的特种泵技术和提高抽油井系统效率综合配套技术，以防砂卡泵、抽稠泵和连续杆加螺杆泵为主的特种泵系列得到广泛应用，解决了由于油井出砂、油稠、油气比高、井斜等因素造成的检泵周期短、系统效率低的问题；大斜度井卡水及不动管柱换层找水、换层采油等工艺也有长足进步，油井免修期、机采系统效率明显提高。7、套损综合治理技术进一步提高。套管损坏治理攻关形成了套损诊断、大位移侧钻、4”套管二次完井等综合防治技术，同时研究了套损修复井的分层注采管柱技术。套损治理进入科学良性轨道。（三）重大先导取得阶段成果经过“七五”以来持续不断的攻关，以化学驱为主的三次采油技术已经进入转型期，由一类储量向二、三类储量转变，由主力区块注聚向聚驱后提高采收率转变，由聚合物驱为主向复合驱、气驱、生物驱转变。为了适应这些转变，集团公司近两年组织了以三次采油为重点的6项重大先导试验，经过各单位的努力，取得了一些阶段成果。目前有二元复合驱、泡沫复合驱和火烧驱油3项已进入矿场实施阶段，其中2项见到初步效果，高温注聚驱、CO2驱和天然气驱3个项目将陆续进入现场。另外，由采收率中心、胜利油田、河南油田共同参与研6究的聚合物驱后提高采收率技术研究，有了室内试验的初步成果，正组织先导试验。相信上述攻关研究和矿场试验的成功，不仅对中国石化、同时也会对我国石油工业的技术进步做出重大贡献。（四）注重技术更新换代，难采储量开采出现新局面近几年围绕低渗特低渗、稠油特稠油等难采储量的有效动用问题，持续地进行攻关研究，取得了一些进展。1、稠油开采技术取得进展针对热力开采的常规稠油开发的矛盾，从研究原油化学组成、储层物性和渗流特征出发，探索影响开采效果的内外因素，重点配套攻关了稠油调剖、复合防砂、注氮气加化学剂抑制水锥等技术，改善了多轮次蒸汽吞吐效果。研制了亚临界压力蒸汽发生器、高真空隔热油管、配套形成了深层稠油热采技术。在浅层稠油冷采中开展了不同类型油藏和不同开采状况下的出砂冷采试验，形成了以大孔径深穿透复合射孔技术，改进的螺杆泵机采工艺，稠油冷采活化剂、高能气体压裂和井下低频脉冲震荡诱导出砂技术，两步除砂及活动洗砂等初步配套的稠油出砂冷采技术，并在现场应用中取得了良好效果。2、低渗透油田提高采收率技术进一步配套低渗透油田的开发技术是一项系统工程，近几年重点依靠压裂工艺技术的进步和油层保护技术的进步，使低渗透油7藏动用程度进一步提高，形成了以油藏精细描述为基础，优化开发井网、整体压裂改造，保持地层能量的开采模式。重点研究内容包括：压裂设计软件的应用研究，压裂液的新配方研究，分层压裂技术研究，油层保护技术等。各油区在低渗油藏加密调整挖潜方面进行了有益的尝试，积累了经验。（五）塔河缝洞型油藏开采技术初步形成塔河油田开发是近几年集团公司油田开发战线重中之重的工作。围绕塔河油田开发中遇到的重大难题，集团公司上下全力组织攻关，取得了重大成果，初步形成了缝洞型碳酸盐油藏开采配套技术。主要包括：深井采油举升技术，储层改造技术，三重介质试井技术等。并形成了以酸压改造为主的储层改造技术，优选出了胶凝酸、表面活性酸、乳化酸等酸液体系，摸索了一套深穿透、快速返排的施工控制技术，酸压改造成功率和建产率得到进一步提高。（六）滩海石油工程技术进一步配套，滩浅海油田开采步入成熟阶段经过“九五”“十五”的艰苦努力，我们出色地完成了“滩海石油工程”“十条龙”科技攻关项目。近两年仍在继续配套完善。海底管线的检测维护、海岸蚀退的防治、海上平台的安全防护等技术研究正在进行中。通过海水基油层保护入井液、油水井井下安全控制技术、海上防砂工艺、定向井电泵生产管柱技术、油水井毛细管生产动态测压、分层防砂分8层注水一体化技术等技术的成功应用，为海上原油稳产200万吨提供了有力保证。（七）水平井复杂结构井开采技术日益配套，前景日益广阔在保持水平井开采技术国内领先地位的同时，近年来又在利用复杂结构井开采挖潜方面取得新进展。一是在水平井钻井技术方面。应用领域已发展到不同类型油藏和薄油层（1米左右）；完井工艺适应不同油藏类型和储层；开发出水平井段轨迹设计优化、生产参数优化和地质导向随钻测量等技术系列。水平井、侧钻水平井完井采油技术应用领域不断扩大。水平井完井工艺取得了技术上的突破，由过去单一的完井方式发展成适应不同油藏类型特点的配套完井工艺，形成了固井射孔完井技术、筛管完井技术、带管外封隔器的筛管完井技术、分级注水泥筛管完井技术等。二是在复杂结构井开采技术方面。研制了分支井、超短半径侧钻水平井专用工具；研制了适用于水平段卡封的封隔器、井下开关、滑套等配套工具；研制了分支井分采工艺管柱。上述技术的开发与推广应用为各种类型油藏挖潜提供了强大技术支撑，形成了水平井流入动态研究与产能预测技术、生产系统优化设计技术、水平井防砂工艺技术、水平井冲砂工艺技术、水平井滤砂管打捞技术、水平井卡水技术、9水平井采油工艺管柱及配套工具等，满足了高效开采的需要。（八）天然气开采技术有新的突破，为天然气发展奠定了技术基础“十五”以来，气田新区的地质条件越来越复杂，开发节奏在加快，老区调整挖潜难度不断增大，对研究手段、开发技术和工艺措施都提出了更高的要求。为此，各气区大力推广应用气藏描述、低渗储层改造、复杂结构井、排液采气、增压开采等新技术、新工艺，为气田老区开发提供了技术支持，提高了气田开发水平和经济效益。特别是大牛地“三低”气藏的压裂改造增效技术有新的突破，保证了一期10亿方产能工程的实施。油气开采技术的进步，直接推动了油气田开发水平和经济效益的提高。没有开采技术的进步就不可能实现东部的稳定，就不可能实现西部的快速发展。可以说，采油工程界的同志们为实施集团公司资源战略做出了重大贡献！二、目前中石化油气田开采面临的挑战与工作建议无容置疑，我们在油气田开采方面取得了巨大的成绩，但是根据油藏开发的严峻形势，油气开采也存在许多困难，面临许多挑战，需要我们深入细致地研究对策加以解决。主要表现在以下五个方面：101、稳定东部，高含水老油田深化开发面临巨大挑战。提高水驱波及体积，改善水驱开发效果是重中之重的工作。目前，东部老油区的产量占总产量的90%以上，而注水开发产量占总产量的80%，而注水开发区和整个东部油田含水已达90%，可采储量采出程度达78%，剩余可采储量采油速度达8-10%。因此，稳定东部将是我们长期的战略任务，搞好特高含水期注水开发油田开发是我们能否稳定东部的头等大事。油田进入特高含水期，剩余油分布将日趋复杂，强化开采主体技术在开发后期效果逐渐变差，整体加密井网余地越来越小，加密井效果逐步变差，加密井初期含水越来越接近老井，注入水在形成的水流通道中低效循环，含水不断上升，采油成本上升更快，套损及地面工程问题严重。这些问题是制约老区提高采收率的主要因素。因此改善水驱效果是搞好东部老油田开发的核心问题。注好水是油田开发的灵魂，此项工作做不好，稳定东部无从谈起。2、加快西部，碳酸盐岩缝洞型油藏开发面临严峻挑战，降低自然递减速度是核心问题。塔河油田的产能建设和高产稳产牵动着每一个关心油田开发人的神经。塔河油田开发关系到整个中石化加快西部战略能否实现的成败。2004年11月初在成都召开的国际研讨会上，SPE前主席、11国际知名开发专家，美国AM大学知名教授CRSTIN博士坦言：塔河油田开发已经达到国际先进水平，我们想到的你们都已在做了。但是目前这样的国际先进水平应该说还急待提高。关键矛盾是24%的高自然递减率和较低的最