经过持续科研攻关及试验探索,形成了稠油热采工艺及地面装备系列配套技术,建立了海上稠油吞吐/驱替/SAGD开采方案设计方法,具备了热采吞吐、热采驱替、热化学复合增效、井筒电加热、超声波增产、稠油强化冷采、注采一体化技术等稠油开采技术及作业服务能力。
依托科研项目支持,承担公司级以上级别课题35项,其中国家重大专项3项、天津市科技领军企业项目1项,中海油集团公司科研项目5项。坚持自主创新,不断加快技术突破和技术积累,开发11套核心软件、研制7大系列20余种热采工具、研发6大系列20余种稠油开采化学产品,在此基础上形成6项中海油适用工艺、11项热采关键技术,其中9项技术达到国际先进水平。
多元热流体吞吐 |
热采驱替技术 |
热化学复合吞吐增效技术 |
高温堵调技术 |
储层电加热技术 |
井筒电加热技术 |
稠油强化冷采技术 |
多元热流体吞吐是一种蒸汽(或热水)与气体复合吞吐开采技术,该技术利用航天火箭发动机的燃烧喷射机理,以工业柴油、原油或天然气为燃料,在火箭动力采油设备的高压燃烧室内与高压空气混合燃烧,加热注入水,形成由蒸汽、CO2及N2组成的多元热流体,进行吞吐采油。
针对海上普通稠油,充分利用蒸汽、气体及化学剂等的协同效应,通过物理模拟和数值模拟表明生产效果可达常规蒸汽热采的1.5倍,应用海上稠油多元热流体吞吐技术,达到常规冷采产能的3倍以上。
多元热流体的热-气-化学的“解堵”和“增效”作用可溶解蜡、胶质、沥青质等有机沉淀,从而可解除油管由于蜡等有机沉淀堆积造成的缩径现象,解除泵下堵塞以及筛管或近井地带有机堵塞;同时,注入的热流体可有效降低原油粘度,改善流动性,补充地层能量,从而改善低产井生产状况。
油藏原油粘度350-10000mPa·s
目标油层厚度≥6m
孔隙度>10%
渗透率>200mD
原始含油饱和度>50%的稠油油藏
配套体系:热采工艺设计、热采地面装备技术、多元热流体腐蚀防护技术、气窜防治技术、防乳增效技术;
软件:海上稠油热采井筒热力参数计算软件、海上稠油热采注入管柱优化设计软件、多元热流体腐蚀预测软件等;
化学产品:储层保护类、腐蚀防护类、防乳破乳类、调堵防窜类、降粘驱油类、解堵增注类;
工具产品:井筒安全控制工具、全井筒隔热工具、水平段均匀注热工具、热采防污染工具、热采防砂工具。
自2008年开始,该工艺在渤海某油田实施,包括老井热采吞吐,新钻井一轮、二轮、三轮热采吞吐,累计作业30井次,日产油由冷采前不足200t/d提高至600t/d,采油速度达0.75%,热采产能较冷采产能提高1~2倍,实现了油田经济、高效开发。
A油田南区某井2012年5月9日至23日注热2933方,27日投产,自喷67天,高峰日产油达到101方/天,放喷累产油4690方;初期热采产能达到冷采产能的2.3倍。
该技术是通过注入井连续注入高温介质(蒸汽、热水、热流体等),不断加热并驱替地层稠油最终由生产井采出,获得持续的、更高的产量。主要机理包括降粘作用、蒸汽蒸馏作用、热膨胀作用、脱气作用、油的混相驱作用、溶解气驱作用、乳化驱作用等。
油层厚度≥8m
油层净总厚度比≥0.4
原油粘度<10000mPa·s
渗透率变异系数<0.7
原始含油饱和度≥0.45
孔隙度≥20%
耐高温逐级堵调技术:可实现远井调剖,远端堵调、近井封窜的逐级堵调功能;耐高温驱油增效技术,对热采驱替起到良好的辅助增效作用。
测试技术:分布式光纤测温技术、连续油管光纤监测技术、微地震四维影像监测技术等,可实现温度、压力监测,注汽、产出剖面测试、找水、压裂裂缝监测等功能,为安全、高效、经济开发海上油气田提供指导和依据。
长效井筒工具:高温环空安全封隔器、高温井下安全阀、带穿越热敏封隔器等工具,保障热采驱替井长期高低温交变工况下的井筒安全控制、井筒隔热。
自2020年开始,蒸汽驱工艺、热水驱工艺分别在渤海油田实施,目前正在持续进行中。
热化学复合吞吐增效技术作用机理为:热化学复合吞吐工艺将地面水源(水源井水、生产污水、海水及其他水源)加热至一定温度后(通常≤200℃)注入油藏,提高油藏温度,从而起到降低油藏原油粘度、改善原油流动性的作用,并利用化学体系的界面特性及其对地层流体和地层本身理化性能的改变进一步提高工艺措施效果。本工艺满足冷采完井的油井热采增产需求。
稠油井完井方式为冷采完井
油井存在有机堵塞,原油流动性差或边底水突进等问题
油层厚度≥8m
地面原油粘度<10000mPa·s
原始含油饱和度≥0.45
配套化学产品主要有油溶性多功能降粘解堵体系、中低温高效防乳增效体系、多效起泡体系和聚合物凝胶体系等,可针对不同稠油低产低效冷采井不同问题,有效实现热水复合增效目的。
热化学复合吞吐工艺主要应用于渤海油田。累计注入氮气量120Nm³,累计注入热水量近20万方,实现累增油1.34万方。
稠油冷采井B井和C井两井存在两高一低(高粘度(4032mPa·s)、高含水(75%-90%)、低采出(0.2%-0.7%))开发难题,针对该问题,累计先后分别开展三轮次热化学复合吞吐增效作业,措施后产液量上升,含水从措施前90%降低至30%以下,该井峰值增油5-10倍,单井最高累增油达4000余方,效果显著。
稠油油藏高温堵调技术是在注蒸汽开采过程中,针对储层非均质性严重导致蒸汽窜流问题而发展起来的一项工艺技术。该技术主要通过向油藏注入耐高温堵剂,实现对蒸汽窜流通道的有效封堵。
稠油油藏高温堵调化学药剂需具备耐高温、化学稳定性好、与地层流体兼容性强的特点,能在高温环境下保持有效,形成稳定的封堵结构,同时不与油藏中的油、水、矿物质发生不良反应,确保堵调作业的成功率和长期效果。
高温泡沫体系、纳米强化泡沫体系、改性栲胶体系、温敏凝胶体系、低粘固结可解凝胶体系等。
目前高温堵调技术在渤海稠油油田蒸汽吞吐和蒸汽驱油井推广应用50余井次,取得了良好的应用效果。
储层电加热技术通过三相交流电的“焦耳热效益”加热地层原油,该技术通过动力电缆、加热电缆将电能传输至井下,根据油井实际需要通过“井下电加热器集中加热”解决地层稠油流动性差、入泵困难的问题;同时依托配套的施工设备可以根据油井生产状况进行单井长期储层电加热以及多井间歇储层电加热。
该技术具有作业时间短、设备占地小、见效快、有效期长等优点,在海上油田具有良好的应用前景。
加热功率:100-200KW(加热线功率1-2KW/m)
加热电缆使用寿命:≥2年
下入深度:≤3500m
加热电缆耐温:≤600℃
动力电缆耐温:≤230℃
“三高”(高粘度、高凝固点、高含蜡)稠油开采难题。
目前储层电加热技术已在渤海油田完成扩大试验,取得良好效果。
S井(稠油井)
该井使用储层电加热措施后,井口温度由49℃上升至58℃,泵吸入口温度由60℃上升至74℃,该井目前日产液131方、日产油82方、含水37.4%,措施后含水降低5%、日增油5方,达到了控水增油效果。
C井(高产液量、高含水稠油井)
该井使用储层电加热措施后,井口温度由65℃上升至75℃,泵吸入口温度由72℃上升至78℃,该井目前日产液426方、日产油67方、含水84%,有效改善了地层原油流动状态,提高了开采效率。
井筒电加热技术通过单相交流电的“集肤效益”加热井筒原油,该技术通过钢铠电缆将电能传输至井下,根据油井实际需要通过“钢铠电缆沿程加热”方式解决泵上举升困难的问题;同时依托配套的施工设备可以根据油井生产状况进行短期的不停产电加热解堵和长期的井筒电加热。
该技术具有成本低、作业时间短、设备占地小、见效快等优点,在海上油田具有良好的应用前景。
加热功率:50-200KW(单根加热电缆)
钢铠电缆使用寿命:≥2年
下入深度:≤4000m
电缆耐温:≤250℃
“三高”(高粘度、高凝固点、高含蜡)稠油开采井筒举升难题。
上世纪90年代起井筒电加热技术陆续在国内各个油田得到了广泛应用,取得了较好的经济效果。
D井(入泵困难机采井)
该井采取水平段集中电加热后,日产液19.7方,含水67%,日产油6.5方。水平段加热后由于温升改变了近井地带油水流度比,含水降低,产油增加,达到了控水增油效果。
E井(高凝、高含蜡自喷井)
该井使用电加热装置后,日产液11.4方,日产油9.2方,防止了原油结蜡,油井保持正常稳定生产,该井连续自喷生产4个月后转成机采。
稠油强化冷采,是指在常规稠油冷采和水驱基础上,通过采用气、化学的复合方式进行的一系列增产技术,包括化学吞吐、井筒化学降粘、出砂冷采、Vapex方法、化学驱、注CO2方法、注烟道气方法等。
适用于稠油井或稠油油田。
井筒防乳降粘技术,降粘率≥99%,可有效防止稠油产出液反相乳化,实现乳化降粘、油管减阻等目的。
目前该技术已在渤海油田和南海某区块应用。
中海油田服务股份有限公司(中海油服, China Oilfield Services Limited 或 COSL)是亚洲近海市场较具规模的综合型油田服务供应商。服务贯穿海上石油及天然气勘探,开发及生产的各个阶段。业务分为四大类:物探勘察服务、钻井服务、油田技术服务及船舶服务。COSL于2002年11月20日公开发行H股,并在香港联合交易所主板上市,股票编号:2883。
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