凡哲元 邴紹獻 徐龍雲 周香翠 馬妤 馮義娜
摘要 分析研究了勝利油田“八五”以來“雙低”單元(采油速度小於1%,且采出程度小於10%)的變化狀況及現狀;總結了“九五”期間不同類型油藏“雙低”單元治理的主要做法及效果,分析了“雙低”單元治理的潛力;部署了“十五”期間“雙低”單元治理計劃和治理目標,明確了“十五”主攻方向,這對改善“雙低”單元的開發效果和提高油田整體開發水平具有重要意義。
關鍵詞 勝利油區 “雙低”單元 “雙低”單元治理 效果評價 采收率
壹、引言
“八五”以來,勝利油區“雙低”單元逐年增加,嚴重地影響了全油區的開發效果,制約了油田開發水平。從1996年起,油田設立專項資金,開展了“雙低”單元專項綜合治理工作,效果明顯。總結“雙低”單元治理的主要做法,分析目前“雙低”單元的潛力,提出進壹步改善“雙低”單元開發效果的主攻方向,對增強油田穩產基礎,提高采收率,改善油田開發效果,實現油田開發良性循環具有重要意義。
二、“八五”以來勝利油區“雙低”單元變化狀況
1990年以來,勝利油區“雙低”單元逐年增加,由1990年的71個增加到1999年的163個。從投入開發時間來看,新增加的“雙低”單元中有87個單元是“八五”以來新投入開發的,其儲量占“八五”以來陸上新建產能塊儲量的33.7%,主要是因為對其地質認識程度低、儲量品位差、註水工作滯後、註采井網不完善、調整不及時等原因造成的。在163個“雙低”單元中,動用儲量51664×104t,占勝利油區動用儲量的16.0%;***有油井1813口,開油井1116口,日產油水平4675t,平均單井日產油水平4.2t,綜合含水77.8%,年產油184×104t,占全油區產油量的6.9%;註水井529口,開註水井281口,油水井利用率59.6%,註采井數比1:3;平均采油速度0.35%,平均采出程度5.44%。“雙低”單元具有采油速度、采出程度低,單井控制儲量高,儲量動用狀況差,註采井網不完善等特點,同時也說明改善開發效果的潛力較大。
163個“雙低”單元分布在除海洋、清河以外的10個采油廠,其中儲量絕對值較高的有濱南、河口、純梁、現河等(表1)。
表1 各采油廠“雙低”單元分布狀況表
三、“九五”期間“雙低”單元綜合治理效果評價
“九五”期間***治理“雙低”單元63個,覆蓋儲量2.8357×108t。主要對“九五”前四年治理的50個單元進行了分析評價,這些單元分布在勝坨、東辛、渤南、臨盤、牛莊等28個油田,主要為稠油出砂、低滲透和復雜斷塊油藏。“雙低”單元總體治理效果明顯,采油速度由治理前的0.59%提高到治理後的0.83%,***增加可采儲量738×104t,提高采收率3.2%,擴建原油生產能力75×104t,已有17個單元徹底擺脫了“雙低”局面。
1.不同類型油藏“雙低”單元治理及效果
“九五”期間“雙低”單元綜合治理的總體做法是實施項目管理、強化組織運行,確保治理工作有序高效開展;深化油藏地質研究,做好“雙低”單元治理的前期準備工作;配套完善綜合治理工藝,突出工藝技術在“雙低”治理中的作用;分油藏類型采取針對性治理措施:稠油出砂油藏采取防砂、降粘等措施,低滲透油藏主要是改善註入水水質,復雜斷塊油藏以完善註采井網為主。
1)稠油出砂油藏
“九五”前4年***治理稠油出砂油藏單元18個,如埕東油田西區館下、勝坨油田勝三區東三等。這些“雙低”單元主要生產館陶組(Ng)、東營組(Ed),具有油層埋藏淺(1000~1500m),壓實作用弱,固結成巖性差,油層膠結疏松,原油性質稠等特點[1]。因此,油井出砂嚴重,停產停註井多,開采困難,油水井利用率低,單元開發效果差。陳家莊油田南區、埕東油田埕古13等單元的地面原油粘度達7000mPa.s以上,埕東油田西區館下每米油層吐砂量高達0.687m3,嚴重影響了油井正常生產。
針對稠油出砂油藏“稠”與“砂”的問題,開展了壹系列的攻關研究,在防砂抽稠采油工藝技術上有了新的突破和發展,探索出壹套防砂抽稠綜合配套工藝技術,提高了油藏的開發水平。
(1)開展出砂機理研究
孤東油田四區館上3~4單元,在治理的過程中開展了出砂機理研究,認為油井產量達到某壹門限產量之前,油井產出砂僅是填充在巖石骨架中可以移動的充填砂;當超過門限產量後,因地應力變化而引起巖石骨架變性破壞,骨架砂與充填砂同時產出,油井大量出砂。根據油層出砂機理並結合沈積相研究,對不同沈積相油層采取不同的防砂技術:主河道相油層采取地層填砂與井筒機械防砂結合的雙重防砂方法;河道邊緣相采用地層復射擠穩定劑與繞絲管相結合的復合防砂方法,大大提高了防砂成功率,取得了很好的防砂效果。
(2)地質與工藝密切結合,因井制宜,采取針對性防砂措施
在防砂治砂的過程中,加強了油藏地質研究,充分認識油藏和單井的地質特點及井況,地質與工藝相結合,選擇適合油藏和單井地質特點的防砂治砂工藝技術。勝坨油田勝三區東三單元對層數少、油層厚度薄、縱向層間滲透性差異小、口袋大於15m的出砂井,采用覆膜砂(塗料砂)防砂工藝技術;對井況復雜、層數相對較多且需分層防砂的油井主要采用樹脂防砂技術;供液能力強、含水較低的油井主要應用繞絲管-礫石充填防砂技術,同時還配套應用其他防砂技術,以提高防砂措施的成功率;新井投產或老井上返采用防砂卡泵生產。此外,還應用AR-4防砂、解堵防砂、金屬濾砂管防砂、穩定劑固砂等防砂方法,也取得了較好效果
勝利采油廠.利用綜合配套技術,搞好勝三區東三段“雙低”單元治理.2000.
。孤島油田針對中16-13井區粉細巖油藏,在防砂工藝配套技術上采取因井制宜、解防結合的防砂治砂策略:對地層能量充足、出砂嚴重的井實施混排、地填石英砂、覆膜砂封口、礫石繞絲環空充填防砂工藝技術;對單層生產、射孔密度小的井實行復射孔、解堵、化學防砂技術,已形成了針對不同油井特點的解堵防砂工藝技術
孤島采油廠.孤島油田館1+2中16-13井區“雙低”單元治理效果總結.2000.
。(3)綜合運用射孔、防砂、抽稠、稠油解堵、井筒降粘等技術,防砂扶停產井
義東油田沾4區、埕東油田西區館下等單元由於油稠,出砂嚴重導致大部分井長期停產,儲量動用狀況變差,可采儲量損失嚴重。在治理過程中綜合運用以下技術:應用深穿透、大孔徑、高孔密的射孔技術,增加原油滲流面積,降低油流入井筒的附加阻力,充分發揮油井潛能,為稠油常規開采及其他工藝措施的實施提供有利條件;高泵壓、大排量充填式塗料砂防砂、PS防砂、機械防砂等防砂技術,不僅可以提高防砂井的成功率,而且還有較好的解堵效果;根據生產井的井況和原油粘度高低,采用不同的抽油桿、泵型和機型配套模式;在稠油生產過程中,容易在射孔炮眼附近形成蠟質或膠質成分沈積,堵塞油流通道,作業過程中入井液也容易在射孔孔眼形成乳化堵塞,影響油井產能,為充分發揮油井潛能,對近井地帶有堵塞的油井可采取微生物采油等稠油解堵技術;開發出HKJ-1型降粘劑,以保持“地層-井筒-泵”的供排協調。
義東油田沾4區綜合配套應用以上技術,實行從地層—井筒—地面全方位、多層次、立體的防砂扶井措施,恢復長期停產井10口,初期日增油48.3t,效果明顯。
(4)采用蒸汽吞吐熱力引效技術,熱力啟動高粘度油井,提高儲量動用程度
為了充分發揮稠油出砂油藏的地下資源優勢,采用註蒸汽吞吐熱力引效技術,增強油層滲流條件,提高儲量動用程度,改善開采效果。該技術特別適用於油層厚度大、儲量豐度高,但由於油稠、出砂嚴重而無法開采的油井。埕東油田埕古13單元油層膠結疏松,出砂嚴重,原油稠,地面原油粘度平均為5546mPa.s,油井無法正常生產,在部分高粘度井點上利用了此項技術,CN13-6井熱力啟動後,生產效果較好,轉抽後生產正常,已累積產油14474t。
通過前四年的綜合治理工作,稠油出砂油藏18個“雙低”單元的采油速度由治理前的0.64%提高到治理後的0.86%。已累積增油75×104t,增加可采儲量278.1×104t,提高采收率2.62%,取得了明顯的治理效果。
2)低滲透油藏
“九五”期間***治理低滲透油藏“雙低”單元15個,覆蓋儲量4209×104t。“雙低”單元主要儲集層是下第三系沙三段,油層埋藏較深,在2500m以上,儲集層滲透率低,砂體連通性差,並且蒙脫石、伊蒙混層等水敏性礦物含量高,遇水易膨脹,堵塞地層,使滲透率下降。由於低滲透油藏儲集層發育差,註水開發時對水質要求高,但大多數單元註入水水質不合格,懸浮物固體、機械雜質含量等嚴重超過行業標準,如五號樁油田樁74單元,空氣滲透率僅為6.4×10-3μm2,註入水中含油量30.2mg/L,懸浮物固體含量11.4mg/L,嚴重超標,汙染油層,使地層吸水能力下降,滲流條件變差,采油井供液不足,開發效果差。
針對低滲透油藏開發過程中主要存在問題,“雙低”單元治理過程中,從改善註入水水質入手,加強註水配套工藝技術研究,采取油層改造措施,發揮各個環節的整體優勢。
(1)利用水質處理技術,改善註入水水質
利用註水精細過濾裝置,對註入水進行多級過濾,精細處理汙水,改善註入水水質,使處理後水中的懸浮物固體含量、顆粒粒徑、含油量等指標達到行業標準。
(2)采用增註技術,提高註水井註入能力
在改善註入水水質的同時,通過改造幹線提高泵壓,上單體增壓泵井口提壓,酸化增註等措施,提高註水井註入能力,恢復地層能量。
(3)采用油層改造、油層保護技術,提高產油井產出能力
通過酸化壓裂等油層改造措施,解除油層汙染,解放油層,同時采取鉆井、采油、作業等全過程中的油層保護措施,減少外來因素對油層的汙染,提高采油井的產出能力。
通過綜合應用以上註水配套工藝技術,同時進壹步完善註采井網,提高註采對應率和水驅控制程度,現河莊油田河135、五號樁油田樁74、純化油田純92等低效單元在註水水質處理和水井增註工藝技術上有了很大提高,開發效果得到明顯改善。現河莊油田河135斷塊註入水中懸浮物固體含量已有處理前的58.8mg/L下降到處理後2.0mg/L,達到行業標準,采油速度由治理前的0.34%提高到治理後的0.75%,開發效果得到明顯改善。
低滲透油藏單元治理效果明顯,15個治理單元已累積增油28×104t,增加可采儲量169×104t,提高采收率4.01%,增加產能15×104t,采油速度由治理前0.67%的提高到治理後的0.79%。
3)復雜斷塊油藏
“九五”前4年***治理復雜斷塊油藏13個單元,包括東辛油田營66、勝坨油田坨15、濱南濱37-363等,具有斷層多,斷裂系統復雜,斷塊含油面積小,含油井段長,含油層系多,層間差異大,油水關系復雜等地質特點[2,3],但對其地質認識、尤其是構造認識程度低,造成註采系統難以完善,儲量動用程度低,開發效果較差。因此,深化斷塊油藏的地質認識特別是構造認識,是取得好的治理效果的前提。
(1)充分利用三維地震等技術,深化油藏認識,為編制調整方案做好前期準備
斷塊油藏治理過程中,充分利用三維地震資料,並結合鉆井、測井、生產動態等資料開展精細地質研究,尤其是構造研究,建立精細地質模型,落實構造和儲量。東辛油田營66斷塊利用三維資料綜合解釋成果,對該塊的構造及儲量有了新的認識,認為斷塊內部構造相對簡單,僅在腰部有兩條近東西的南掉斷層,並存在基本無井控制的不連續高點。由於該塊構造格局發生了變化,含油面積向西南擴大了0.5km2,新增地質儲量70×104t,這些地質新認識為編制調整方案奠定了基礎
姜巖.營66雙低單元綜合治理的做法與效果分析.2000.
。(2)完善註采系統,提高儲量動用程度
對斷塊油藏構造形態、儲集層發育狀況和流體分布有進壹步認識後,部署了治理方案,完善註采系統,提高儲量動用程度。東辛油田營66塊利用新的地質認識成果,在微構造高點鉆新井12口,新井投產平均初日產油能力18.1t,並選擇老井下電泵提液,提高開采強度。這些治理措施,明顯改善了開發效果,采油速度由治理前的0.4%提高到2.86%,增加可采儲量68×104t。
復雜斷塊油藏在治理過程中,通過加強前期地質研究工作,落實構造和儲量,治理效果明顯,采油速度由治理前的0.38%提高到治理後0.62%,已累積增油52×104t,增加可采儲量260×104t,提高采收率4.3%。
2.經濟效益分析評價
用增量法對1996、1997年“雙低”治理單元進行了經濟後評估。從評價結果來看,1996年治理單元中,內部收益率大於12%的單元13個,儲量占95.5%;1997年內部收益率大於12%的單元5個,儲量占94.5%。大部分治理單元經濟效益明顯。但也存在著壹部分低效益區塊,主要原因是這些低效益單元的新井、低效井比例過高,為29%。
另外,從百萬噸產能建設投資對比來看,1996年“雙低”治理單元的百萬噸產能投資為6.1×108元,而同期新區的百萬噸產能投資為18.5×108元,“雙低”治理單元的投資要遠低於新區產能投資。經過對投資構成分析,鉆井投資兩者差別不大,主要是地面建設投資和公用工程投資“雙低”治理單元要大大低於新區產能建設區塊。
四、“雙低”單元綜合治理潛力分析及主攻方向
在總結“九五”以來“雙低”單元綜合治理做法的基礎上,按照“分析有潛力、技術有保障、治理有效益”的原則,對勝利油區163個“雙低”單元進行篩選評價,分析其潛力,提出進壹步改善“雙低”單元開發效果的主要措施和主攻方向。
1.“雙低”單元“十五”治理潛力
分析認為1999年底“雙低”單元中可治理的有92個,儲量2.3445×108t。“十五”期間重點安排治理單元73個,儲量1.93×108t,預計增加可采儲量460×104t,增加產能45×104t。其中復雜斷塊油藏35個單元,儲量7819×104t,增加可采儲量200×104t;稠油出砂油藏17個單元,儲量6405×104t,增加可采儲量160×104t;低滲透油藏21個單元,儲量5056×104t,增加可采儲量100×104t。
2.“雙低”單元綜合治理主攻方向
1)稠油出砂油藏
該類油藏在“雙低”單元中占有較大的比例,油稠、出砂是該類油藏治理的難點,也是需要攻關的方向。
(1)加強油層出砂機理研究
勝利油區油藏類型復雜,巖石類型多種多樣,不同油藏、沈積相帶、不同層位、不同完井方式和不同含水階段出砂情況各不相同,油層出砂機理較為復雜。根據稠油出砂油藏的出砂特點,開展不同砂巖類型(粉細砂巖和疏松砂巖)的出砂機理研究;因井制宜,開展不同井況和不同沈積相帶的出砂機理研究、不同含水階段(特別是高含水階段)的出砂機理研究。
(2)完善防砂抽稠配套工藝技術
在目前工藝技術水平的基礎上,地質與工藝相結合,油層-井底-井筒-地面四位壹體,從油層射孔、井底解堵、防砂、有桿泵抽稠、井筒降粘、地面集輸等多層次、多方位,進壹步完善防砂抽稠配套工藝技術,提高該類油藏工藝技術應用水平。
(3)開展低廉、高效防砂技術攻關
近幾年發展起來的塗料砂防砂、PS防砂等技術,防砂效果較好,但措施費用較高,壹定程度上制約了推廣和應用。開展低廉、高效的防砂技術攻關,要在延長防砂措施有效期的同時,降低防砂成本。
(4)開展防砂提液技術攻關
目前油井防砂後普遍存在著采液強度下降的問題,影響了單井產量和單元開采效果。開展高采液強度的防砂技術研究,研究出在防砂的同時,采液強度不但不會下降,反而能提高,形成防砂不防液的防砂技術,提高稠油出砂油藏的采油速度。
2)低滲透油藏
該類油藏主要從提高註水井的註入能力和油井的采出能力入手,開展攻關研究。具體工作有以下四個方面。第壹,深化低滲透油藏的滲流機理研究。開展低速非線型滲流理論研究、雙重介質滲流規律、合理驅動壓力梯度、井網適應性等研究,尋求解決“註不進、采不出”的途徑,為改善目前低滲透“雙低”單元的開發效果提供理論依據。第二,切實加強水質精細處理。對於汙水回註的“雙低”單元要進行多級精細過濾(采用精細過濾裝置),使懸浮物固體含量、顆粒粒徑、含油量等指標達到部頒標準;加強註入水與地層的配伍性研究,對於水敏性地層,要采取防膨措施,防止傷害地層。第三,逐步完善高壓註水配套技術。在解決註入水水質問題的同時,通過幹線提壓(泵站升級改造)、井口增壓(單體增壓泵)、油層改造(酸化壓裂)、增註工藝等手段,逐步完善高壓註水配套技術,提高註水井註入能力,並把水質精細處理技術和高壓增註技術結合起來,發揮整體優勢,加強註水,恢復地層能量,徹底解決低滲透油藏註水問題。第四,充分利用油層保護、油層改造和水平井等技術。油水井要采取鉆井、采油、作業、註水等全過程的油層保護措施,減少外來因素對地層的汙染,並采用油層改造和水平井等技術,提高油藏的註入和產出能力。
3)復雜斷塊油藏
復雜斷塊油藏具有斷層多、塊小、構造復雜等特點,且受地質認識手段的限制,早期投入開發的復雜斷塊油藏多存在著構造不落實,儲集層認識不清等問題,應充分利用三維地震技術,加強精細地質研究,深化對油藏的地質認識。
針對難於完善註采系統的小斷塊油藏,可進行註CO2和單井吞吐試驗和攻關,以提高儲量動用程度,挖掘該類油藏的潛力;對含油層系多、含油井段長,層間動用差異大、註采不均衡的斷塊油藏,可利用分層註水和細分開發層系技術,提高水驅動用程度,改善開發效果。
五、結論
“九五”期間“雙低”單元治理效果明顯,油區“雙低”儲量不斷增長的趨勢得到控制。目前年新增加的“雙低”動用儲量與治理升級的儲量基本處於平衡狀態。
不同類型油藏應采取有針對性的治理措施,提高治理效果。稠油出砂油藏主要是選擇和應用好防砂抽稠配套技術。低滲透油藏主要是加強水質精細處理、高壓註水、防膨解堵、完善註采井網、提高註入產出能力。復雜斷塊油藏主要是深化地質認識,落實構造和儲量,完善註采系統,提高儲量動用程度。
主要參考文獻
[1]李興國.陸相儲集層沈積與微型構造.北京:石油工業出版社,2000:106~107.
[2]王平,李紀輔,李幼瓊.復雜斷塊油田詳探與開發.北京:石油工業出版社,1994:8~9.
[3]程世銘,張福仁.東辛復雜斷塊油藏.北京:石油工業出版社,1997:3~7.