2.胜利油田采油工艺技术进展

采油工艺研究院二〇一四年二月2014年开发技术座谈会胜利油田采油工艺技术进展胜利油区目前投入开发油田70个，累计动用石油地质储量45.32亿吨，采收率28.6%。长期以来，针对不同类型油藏的开发需求，通过科研攻关、集成配套，形成了较为完善的采油工艺主导技术系列，并实现了规模化应用，为油田连续18年稳产2700万吨以上做出了积极贡献。前言以分层注采、整体堵调、防砂等为核心的水驱集成技术以热复合化学方法为核心的稠油热采技术以压裂改造为核心的低渗透开采技术以裸眼防砂完井为核心的水平井开采技术以不压井作业为引领的高效作业技术以安全、高效为理念的海上采油工艺技术等前言主导技术系列采油工艺主导技术规模化应用情况技术名称应用效果分层注水技术实施分层注水3384井次，分注率达到32.7%，层段合格率达到77.3%分层采油技术共实施分采工艺措施2184井次，其中不动管柱换层267井次，有效率75.5%，累计增油36.7万吨防砂工艺技术应用7060井次，成功率94.1%，平均有效期979天水平井裸眼完井防砂一体化技术应用2500余井次，单井产能提高40%以上热复合化学法吞吐技术应用1730井次，平均单井措施增油512吨，油汽比提高0.2以上压裂改造技术实施1606井次，其中直井长缝、分层以及水平井分段压裂实施637井次，平均单井日油能力达到常规压裂的1.5-5倍不压井作业技术应用8310井次，其中带压实施2593井次。油井4451井次，节省压井液15×104m3，提高生产时率0.86%，累计增油27×104t；水井3859井次，减少排放110×104m3，提高注水时率2.2%，累计增注225×104m3。稠油油藏低渗透油藏绿色低碳战略持续发展战略针对以上挑战，通过深化基础研究，强化关键技术攻关，推进规模化应用，采油工艺技术取得新进展。水驱油藏前言进一步提高水驱油藏开发质量进一步改善吞吐效果、应用蒸汽驱提高采收率实现特低渗透储量经济动用、规模化建产实现安全、节能、环保生产探索提高采收率接替技术随着开发的深入，采油工艺面临着五大挑战。一分层注水技术二防砂技术三稠油热采关键技术四特低渗油藏压裂完井技术五清洁高效作业技术六微生物驱油技术汇报提纲水驱动用储量占油田总储量的79%以上，年产油占总产量的75%以上，是油田开发的主阵地，目前水驱油藏已进入高含水、特高含水期，进一步提高水驱开发质量是关系到油田持续发展的关键。油藏类型动用储量，亿吨采收率，%年产油，万吨综合含水，%地质储量采出程度，%可采储量采出程度，%整装6.3938.743196.335.892.6化学驱4.4645.7311(150)94.943.194.4断块14.6330.480192.023.680.4低渗7.5917.339671.511.465.7海上2.6821.627571.213.863.8稠油热采4.7921.243986.612.659.3胜利东部44.628.4271891.4923.483.9胜利东部油藏开发现状一分层注水技术平面上：套损、套坏水井多，导致注采井网不完善，水驱储量失控。影响水驱开发质量的主要因素：一是平面上注采井网不完善造成的储量失控；二是纵向上非均质严重造成的驱替不均衡。同时水驱储量包含整装、断块、低渗等多种油藏类型，工艺需求复杂多样。纵向上：各层渗透率级差大，沙二8内小层达到4.3，沙二10内小层3.8，水驱动用不均衡。坨28沙二井网不完善造成储量失控13.8%020040060080010001200140016001800S28-2S28-3S28-4S29-1S210-1S210-2S210-3S210-4S210-5级差：4.3辛47沙二8-10层系小层渗透率级差：3.8一分层注水技术9059总注水井（口）开注水井（口）72012782分注井（口）分注井开井（口）23942012年分注率30.7%，分注层数以2-3层为主（99%），分注层段合格率71%，仍然具有提升潜力。开井率（%）30.7%分注率（%）79.5%71%层段合格率（%）提高水驱开发质量是包含油藏、采油、地面的系统工程，其中提高分层注水质量是实现均衡驱替的关键。一分层注水技术近年来，以提高水驱开发质量为目标，围绕注水提高“三率”，重点强化提高分注率和层段合格率的关键技术攻关配套，分层注水技术系列进一步提高和完善。关键：提高注水“三率”提高注采对应率提高分注率油藏条件分注管柱工艺技术井况条件工况条件提高层段合格率强化测调欠注层改造测调效率测调精度欠注类型增注机理测调技术增注技术目标：提高水驱质量一分层注水技术针对制约因素，开展了高温高压密封技术、封隔器精确定位技术、锚定补偿技术、小直径大膨胀比密封技术攻关研究并取得突破。高温、高压分注低渗透油藏3500m，140-160℃，压力35MPa，压力和温度效应影响有效分注。多薄层分注夹层1m以下影响卡封准确性，5层以上影响测调效率。特殊井况分注每年新增套变水井400多口，井况变化影响分注。1、提高分注率关键技术一分层注水技术影响水驱油藏提高分注率因素：（1）高温高压密封技术一分层注水技术以氢化丁腈橡胶为基础密封材料，采用丙烯酸盐和炭黑复合增强体系，在硫化反应过程中，发生均聚、接枝共聚以及脱羟基反应，提高橡胶分子主链的饱和度，增强抗老化和耐温性能，其力学性能得到改善和增强。CH2CCOOZnCH3CH2CCOOCH3nOHZninitiatorn接枝共聚HOgraftCHCH2CN+CHCH2CNCH2CCH3CO-OZn2+OH-Zn2+OH-+CH2CCH3CO-OZn2+O2-CCH3-OCOZn2+CH2CCH3-OCO+H2OCH2125℃接枝共聚反应脱羟基反应密封新材料研发增强体系拉伸强度（MPa）100%定伸强度（MPa）硬度(邵A)永久变形(%)150℃拉伸强度（MPa）力学性能保持率72h×150℃纯炭黑28.613.491-93~10588%复合增强34.821.392-93~511.399.3%100%定伸强度达到21.3MPa永久变形由10%降低到5%；150℃下72小时老化后拉伸强度保留99.3%密封件结构优化端部外倒角胶筒高度外壁倾角端部内倾角胶筒厚度24.025.026.027.028.029.02030405060708090100(MPa)(mm)10121416182030405060708090100110(MPa)(mm)采用有限元对胶筒本体及辅助部分进行了非线性数值分析，优化胶筒高度、厚度、倒角、护罩几何尺寸，提高和保持接触应力，实现长期有效密封。（1）高温高压密封技术一分层注水技术肩部保护式压缩自封式耐温达到150℃；密封压差提高到35MPa以上；工作寿命延长1.5倍，达到3年以上。加温装置实验胶筒加压液压源坐封压力源套管（2）封隔器精确定位技术一分层注水技术采用井下机械定位工具和井口激光测距拉力仪联合实现封隔器精确定位，误差小于0.12m，满足了多薄层油藏夹层厚度小于1m的精细卡封需求。定位短套管激光测距拉力测量封隔器坐封位置激光测距拉力仪技术优势：管柱卡封定位一体化，与磁定位技术相比，不需要测试车，并减少一趟下井工序，节约占井时间，施工成本低。井下定位器管柱力学分析软件采用两级锚定强制固定封隔器卡封位置，采用补偿器消除上部管柱因温度压力效应对锚定的影响。管柱整体采用防腐防垢处理，优化了锚定工具的易解卡机构，提高了管柱性能和安全可靠性，有效工作寿命达到3年以上。（3）管柱锚定补偿技术一分层注水技术0.240.211.34坐封反洗井原始位置封下注上温度压力效应对封隔器位置的影响底筛堵补偿器配水器下锚定注水层上锚定人工井底配水器封隔器封隔器注水层（4）小直径大膨胀比密封技术研究了膨胀比1.4以上的扩张式胶筒密封技术，形成了小直径封隔器系列，实现了套变、套变修复井分注。胶筒膨胀比高达：1.4耐压达到：35MPa疲劳次数超过：100次0102030405060704567801020304050607045678试验压力/MPa一分层注水技术人工井底1429.75mK344-113GBSZSDYF-90+筛堵m沙二7沙一3SZSM-115SZSFCP-96套损治理顶部m套损治理底部大膨胀比胶筒：增加复合内衬高弹性、高强度金属骨架配套了31/2、4in、41/2in、5in小直径套管井小直径封隔器常规测调工艺效率低、精度低分注井要求每季度测一次，测调工作量大，测调不及时造成分注层段达不到配注。层间大压差造成调配难度大、精度低注水压差大于5MPa，合格调配难度大，有效期短。低渗及堵塞造成欠注层多（1570层）中高渗主要是外来悬浮物、含油以及沿程污染在近井地带堵塞；低渗透主要是粘土膨胀、注水过程中乳化粘度增加以及贾敏效应导致注入压力增加。影响层段合格率的主要因素：2、提高层段合格率关键技术一分层注水技术开展了测调一体化技术、分级节流控制配水技术以及降压增注技术攻关研究，以提高分层注水层段合格率。（1）测调一体化工艺技术技术优势：测调效率高：3层测试由起下7趟减少为1趟，平均测调时间由68小时缩短至7小时。流量控制精度高5%。地面控制设备数据处理分析系统测试绞车同心可调配水器一体化测调仪固定出水阀调节芯子一分层注水技术技术关键和指标：可调配水器采用同心、同内径设计，实现了分注层数不受限制；流量无级调节。电动定位式一体化测调仪实现在线实时测调，一次下井可完成所有目的层测调。流量：0～500m3/d、温度120℃、压力60MPa。2013年实施测调一体化技术448口井，测调成功率98.1%，单井节省测试时间2/3。开展人员培训300人次，测试车辆配套10辆，目前具备了年测调2000井次能力。（2）大压差分级节流控制配水技术不同节流级数的压力场、速度场数值模拟△P=3.76MPa△P=7.7MPa△P=9.8MPa一级3.0mm水嘴、50m3/d，3级数达到10MPa节流二级三级节流管沿程压力场分布y=0.004x2-0.0047x+0.1067y=0.0028x2+0.0154x-0.0398y=0.0015x2+0.0017x+0.0151y=0.0008x2-0.0049x+0.012502468101214161820222426280510152025303540455055606570758085压力(MPa)流量(m3/d)I-V圈节流压差2.5-8.0MPa一分层注水技术芯子两级节流示意图采用两级水嘴和一级节流管组合的分级节流控制配水技术，配注20~150m3/d，可以实现层间最大压差12MPa精确分层配注。回注污水中含油对岩心的损害实验悬浮物油01002003004005006000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.1渗透率（×10-3μm2注入孔隙体积(PV)5mg/L10mg/L一分层注水技术（3）双子表面活性剂增注工艺技术室内实验表明：在排除机械杂质堵塞的条件下，回注污水含油量从5mg/L（A1）增加到30mg/L（C3），渗透率保留率从75%降低到46%。针对解决注入水中含油堵塞导致的欠注问题，研发了双子表面活性剂增注工艺技术。大油滴小油滴疏水尾基亲水头基连接基亲水头基疏水尾基m-s-m’特点：更高的界面活性：低浓度、低油水界面张力传统：100ppm，2.215×10-1mN/m双子：50ppm，4.5×10-3mN/m较低的临界胶束浓度：低一个数量级十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）cmc=0.50wt%双子表面活性剂12-2-12：cmc=0.055wt%双子特点及增注机理增注机理：降低界面之间作用力：即油、水、岩石间相互作用力分散增溶效应：通过“溶”解除近井地带有机堵塞（分散含油、悬浮物、铁离子、粘土等聚合），降低堵塞概率，延长增注有效期一分层注水技术技术特点目前在史深100、营8、夏502、义34等区块应用，平均有效期超过10个月，累计增加有效注水量36.2×10