中国石化油田开发技术攻关方向研究-验收文字201004

中国石化油田开发技术攻关方向研究中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司2010年4月中国石化科技攻关成果1前言1、研究的目的意义（1）油田开发技术的进步与发展是实现大幅度提高采收率，保障国家石油安全的重要手段科技创新、技术进步已成为带动石油勘探开发发展的主要动力。目前，全球石油工业增长方式发生了根本性转变，国内外各大石油公司转变管理理念和经营策略，纷纷采取加大科技投入的低成本发展战略，在油田开发技术方面发展迅速。中石化的石油科技创新和技术进步带动了石油开发的稳步发展，但与国外先进水平相比仍有差距。开展油田开发技术攻关，大幅度提高原油采收率，尽快缩短与国外的差距是保障国家石油安全的基础。据估算，中石化的平均采收率提高1%，相当于目前年原油产量的1.5倍。（2）国外大石油公司均十分重视科技攻关计划的制定，把科技发展作为一项重要的科研工作如BP公司认为一个好的科技计划需要短、中、长期科研项目的有机组合，其主要应包括三个层次的科研活动：一是短期科研活动，主要是技术应用和推广完善，重点解决日常经营活动中遇到的技术问题；二是中期科技活动，主要是重大关键技术研究和新产品开发；三是长期科研活动，主要是前瞻性、具战略开拓性的研究项目。三个层次的科技项目，其研究风险性依次加大，但产生的效益也依次增加。（3）制定好油田开发技术攻关计划，是中石化加快新技术的研究与应用，实现可持续发展的重要保障一方面科学地制定好科技攻关计划，可以使技术的发展得到有序组织、合理安排、重点突破，加快新技术的研究与应用。另一方面油田开发技术攻关计划既要总结过去的技术发展状况，又可以为今后的科学决策提供依据，具有重要指导意义。2、主要研究内容（1）国内外技术发展现状及发展趋势主要通过文献检索、调研、专家咨询等方式，全面了解掌握国内外技术发展现状及发展趋势，为确定下一步攻关计划的主攻方向提供依据。2（2）油田技术发展现状及存在的问题分析通过其它油田调研、专家咨询、问卷调查等方式，评价现有技术适应性，解剖存在的问题，为下一步制定攻关计划明确需求。①对可能新发现的储量资源以及未开发储量分析现有技术是否适应；②对目前开发生产已经存在的认识难题、技术瓶颈进行分析；③在研项目的分析评价，分析下一步还需要在哪些方面进一步深化研究的。（3）油田下一步技术攻关计划制定在现状分析及发展趋势研究的基础上，结合油田开发实际，制定油田下一步技术攻关计划，包括攻关目标、具体研究内容。3、预期目标根据研究成果，提出中石化东部油田油藏开发、采油工艺、地面工程等专业下一阶段技术攻关的立项指南，包括研究项目的立项依据、具体研究内容以及达到技术指标和水平，为2010-2011年乃至下一阶段科技项目立项提供依据。4、已经完成的工作量一是利用文献检索、调研，分析了国内外油田开发技术发展状况及趋势。二是对2004-2009年期间鉴定以及在研的112个课题进行分析，总结达到（或预期达到）的技术水平，分析下一步还有哪些方面需要完善。三是对油田目前的未开发储量以及近年来新增探明储量的状况进行了分析，对目前开发技术适应性进行了初步评价。四是通过与专业技术人员交流、问卷调查（胜利、中原、西北、江苏、江汉、河南等分公司）等，对目前已开发油田的不同类型油藏从有效动用、改善开发效果和进一步提高采收率等方面分析目前配套技术存在的主要问题。五是针对目前大幅度储量动用率和油气采收率以及提高单井产能的目标，根据紧迫性、梯次性、现实性等原则，提出下一步技术攻关的立项设想（16项）。一、国内外开发技术发展现状及发展趋势1、油藏描述技术（1）国内外技术应用现状国外发展应用了先进的地质设计和随机建模技术，结合储层地震反演、井间3地震、时移地震等开发地震技术和成像测井、核磁测井及过套管测井等测井技术以及现代试井技术提供的资料信息，实现了静、动态资料相互拟合的综合建模和油藏描述的一体化，逐步形成了各种复杂地质体的定量描述技术和油藏动态描述技术，大大提高了水驱后油藏非均质性和剩余油分布的认识水平，为各种提高采收率技术的应用奠定了良好的基础。我国在引进、消化吸收国外油藏描述方法的基础上，发展并改进了一些适合陆相油田地质特征的油藏描述方法和技术，特别是在油砂体研究、相控建模和水淹层研究等方面有独到之处；油藏描述中的小层对比、油砂体研究、沉积微相划分与水淹层特征等静态研究是强项，形成了开发后期储层精细建模的方法和技术；高分辨率储层模型达到10m（横向）×cm（纵向）级，使我国复杂非均质地质体油藏描述精度达到世界领先水平。但开发地震和开发测井提供资料的丰富程度与国外相比差距较大，油藏动态描述技术、三维可视化以及软件集成化落后于国外。（2）技术发展趋势一是集地质表征、测井表征、地震表征和油藏工程表征于一体的现代油藏表征技术，使油藏描述向着更加精细化、准确化方向发展；二是开发阶段的高分辨率层序地层学的深入研究。结合静、动态数据研究层间及层内的非均质性，将高分辨率层序地层格架作为进一步划分流动单元的基础；三是综合成像测井和开发地震等资料的定量描述技术；四是注水开发后的油藏动态描述技术2、常规注水开发技术（1）国内外技术应用现状改善常规注水开发油田的开发效果一直是国内外油气开采领域的研究重点，国外先进的多学科综合油藏经营管理技术使该类油藏的开发达到了较高的水平，其主要技术包括：精细地质建模与油藏表征（描述）技术、油藏动态监测技术、井网优化技术、实时注水调整技术、油层深部调剖技术、侧钻水平井技术等。如俄罗斯第二大油田罗马什金油田已开采60多年，20世纪70年代末，该油田主力油层均已进入开发后期，1985年改变技术政策，开展精细油藏描述，以进一步认识和评价储层的非均质性和剩余油的分布，并采用包括优化井网、调整油层压力、完善注水制度等在内的配套调整技术，使含水率在87%的情况下又稳定开采了15年以上，水驱采收率达到53%。目前，该油田已建立了含有21个区块30004万个构造单元的油田级精细地质模型，对近2万口井重新进行了解释，为剩余油挖潜措施和三次采油技术的实施奠定了良好的基础。资料显示，国外在不稳定注水技术、水平井注水技术、油层深部调剖技术等方面具有明显优势；最近又成功开发了压力脉冲注水技术；低矿化度水驱（矿化度小于5000ppm）采油技术也取得了突破性进展,美国普鲁德霍湾砂岩油藏的低矿化度水驱比高矿化度水驱提高原油采收率18%；阿拉斯加北坡油田的室内及现场试验分析也表明，与中、高矿化度水驱相比，低矿化度水驱可使原油采收率提高6%~12%。我国在精细油藏描述的基础上，发展和完善了细分层系、分层注水、综合动态监测、优化注采系统、调整注采结构和产液结构等控水稳油综合治理的水驱开发配套技术，达到世界一流水平。但在不稳定注水、深度调剖技术和侧钻水平井的应用上与国外有一定差距。（2）技术发展趋势一是通过先进的油藏描述技术、开发地震监测与油藏管理技术延长成熟油田的开采寿命，仍将是常规水驱油藏今后的主要技术发展方向；二是利用多分支井和水平井技术开采剩余油技术的研究与应用；三是发展注水新技术研究，如不稳定注水、脉冲注水、注低矿化度水、水平井注水、破裂压力注水等。3、低渗透油藏开发技术（1）国内外技术应用现状根据世界68个低渗透油田的统计，一次采油多为溶解气驱，二次采油以注水和注烃气为主，三次采油技术主要有：CO2驱、微生物驱和蒸汽驱。国外低渗透油藏的开发技术主要围绕解决储层伤害和经济效益两大问题，即尽量减少地层伤害和降低生产成本，发展完善了适合低渗透油气田开发的低压钻井技术系列，包括气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气液钻井以及泥浆钻井等，以欠平衡方式钻井，避免伤害储层。如美国致密气藏用空气钻井的产量是常规泥浆钻井的3倍，用空气钻的水平井产量是常规泥浆钻直井的10倍。国外低渗透油气藏的主要开发方式是利用水平井实现“稀井网、强驱替”，并广泛应用了大型水力压裂技术、周期注水技术、注气（烃气和CO2）、水气交注、水气混注等提高采收率技术以及水平井开发技术。近年来，针对强水敏低渗透储层，发展了氮气泡沫压裂、泡沫酸压、水平井段裸眼分段泡沫压裂和液态CO2加砂压裂技术（干式压裂5技术），有效地提高了深层砂岩低渗透油藏的排液能力并防止了因粘土膨胀造成的地层伤害，使该类油藏得到了有效的开发。我国广泛开展了低渗透油田储层表征、富集区优选、超前注水和储层保护等技术的研究。通过地震、测井综合研究技术进行裂缝识别，对油田的高效开发布井起到了重要的作用；应用核磁共振理论与技术进行低渗透储层可动油的定量分析，并成功地应用于多个低渗油田；在启动压力梯度、吸渗驱油、油水相对渗透率特征及储层伤害机理等问题上，取得了新的认识；在整体压裂开发理论、注采井网、注水时机和注水方式的研究与应用上也取得了进展。基本形成了低渗透油藏综合描述技术、优化井网设计、注水开发综合调整技术和多种开采方式并举的高效注水开发配套技术系列。长庆油田开发的精细过滤注水、深穿透射孔、压裂投产、分层注水、注采同步等配套技术，有效地开发了亿吨级特低渗透的安塞油田，使我国低渗透油田的开发水平达到了很高的水平。但在裂缝识别、压裂新技术、小井眼开发技术、注气技术等方面与国外有较大差距。（2）技术发展趋势：一是低渗透油藏的储层保护和增产改造技术的配套完善；二是低渗透含油区带优选技术和储层裂缝先期预测技术；三是低渗透油藏注气和超长水平井提高采收率技术；四是新技术（如纳米技术等）的研究与应用。4、滩海油田开发技术（1）国内外技术应用现状：国外滩海油田的开发主要采用采油平台、人工岛和海油陆采等方式，先进的钻井、完井技术、油藏描述、改进的地震技术（3D/4D）、油藏监测与智能化管理技术等大大提高了浅海油田的开发水平。水平井和大位移井广泛应用。水驱和烃类混相驱技术成熟。近年来，海上油田注N2气和CO2气技术也投入使用，逐步形成了水/气交替注入、水气同注、泡沫辅助水气交替注入等一系列提高采收率技术。微生物驱技术在海上油田也有成功应用的报道。美国、英国等国家相继尝试了海上数字油田的开发建设，通过智能井技术，开展了生产数据自动采集、生产运行和调整远程控制的现场试验。国内滩海油田的开发主要采用平台和围填海工程方式。目前滩海油田注水、注聚合物技术已基本配套，综合调整的地质研究和技术措施亦日趋完善，水平井开发技术应用发展较快。6（2）技术发展趋势：一是大位移井、分支井配套技术成为滩海油田技术研究与发展的重点；二是浅海及海上油田的破裂压力注水已引起广泛关注；三是浅海油田提高采收率技术如注气、注聚合物的研究与应用规模逐步扩大；四是以智能井技术为核心的数字油田的发展建设。5、稠油开发配套技术（1）国内外技术应用现状：国外在成功开发和应用了蒸汽驱技术之后，针对特、超稠油发展了各种蒸汽驱优化技术、辅助重力泄油技术（SAGD）、稠油出砂冷采技术、稠油气体—溶剂超临界萃取冷采技术（VAPEX）、重力辅助火烧油层技术等。美国、加拿大在稠油开发和开采方面，包括蒸汽驱热能利用、油藏监测技术、蒸汽剖面控制技术等处于国际领先水平。如美国中途日落油田，资料显示，采用新的自动注蒸汽技术使过去只能实施蒸汽吞吐的油藏实现了蒸汽驱开发。该油田的硅藻岩油藏地层条件复杂，一直是蒸汽吞吐开采，应用注蒸汽自动控制系统后，可以同时控制蒸汽的流速和注入压力，使蒸汽注入最优化，从而有效避免了蒸汽过早突破等问题。近年来，水平井和分支井技术在稠油油藏成功应用，如阿曼第三大油田Mukhaizna，储层为疏松砂岩，原油比重大，粘度高，开发难度大，通过钻水平井和分支井，成功地实施了开发。为了解决经济开发稠油的问题，由美国能源部资助、贝克休斯公司和完井概念公司共同研发的革命性开采技术—Teleperfs业已获得成功，经大规模试验后推向了市场，使过去无法经济开采的边际稠油油藏得以开发；最近，俄罗斯研制成功将饱和尿素溶液注入被蒸汽加热的地层，使尿素在高温下分解成氨和CO2，对稠油进行热、碱、气综合作用，改善了蒸汽驱开发效果。经部分稠油油藏试验表明，该技术不但经济高效，而且适用范围广，具有很好的应用前景。我国的稠油油藏开发方式主要是蒸汽吞吐