先進技術體系助力稠油開發(fā)
時間：2018-10-09 14:37
來源：
作者:朱益飛
近幾年來，隨著國際油價持續(xù)在低價狀態(tài)徘徊，給油田開發(fā)生產(chǎn)帶來巨大的生產(chǎn)經(jīng)營壓力，特別是稠油油藏開發(fā)區(qū)塊，由于稠油開發(fā)生產(chǎn)的特殊性，存在著稠油生產(chǎn)開發(fā)難度大、成本高、能耗高、效率低等問題。為降耗稠油開發(fā)成本，提升稠油開發(fā)質量和效益，各油田加大對稠油區(qū)塊開發(fā)機采新技術新裝備的創(chuàng)新研究與應用，形成一批先進的稠油開發(fā)技術體系，實現(xiàn)了油田稠油開發(fā)生產(chǎn)綠色低碳、經(jīng)濟高效、高速運行。
全金屬螺桿泵技術
該技術為世界前沿技術，主要針對稠油井采用普通橡膠螺桿泵不能熱采，或者采用有桿泵舉升泵效低等問題而研發(fā)。從 2012 年起勝利油田科研人員立項中石化課題“全金屬螺桿泵的研究與應用”，歷時五年，建立了金屬螺桿泵漏失計算模型，研制了全金屬螺桿泵金屬定子成型方法，測試出不同轉速、含水率對全金屬螺桿泵特性的影響規(guī)律，并形成全金屬螺桿泵特性評價方法及應用模板。在此基礎上以全金屬螺桿泵為核心配套了注采一體化、變排量生產(chǎn)和過泵沉砂采油三種舉升模式，其耐溫可達 400 攝氏度，遠高于傳統(tǒng)的橡膠螺桿泵最高耐溫 150 攝氏度的極限。該項技術在稠油熱采井中應用具有較大優(yōu)勢，截至目前已在勝利油田實施 17 井次，應用井泵效提高 16.3%、單井日增油 1.39 噸、節(jié)電 50%，最長已連續(xù)生產(chǎn) 558 天，累計增油 4,635噸，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
井筒高溫密封技術
稠油熱采井井筒高溫密封技術一直是制約國內外稠油油藏提高采收率的關鍵性難題，也是目前衡量蒸汽吞吐、蒸汽驅注汽技術高低的主要考核指標。勝利油田的科研人員聯(lián)合北京天鼎聯(lián)創(chuàng)密封技術有限公司人員，經(jīng)過一年多的探索性研究，在高溫密封材料組合配方、密封件結構形式及高溫材料的密封性能試驗方法上取得突破性的進展，研發(fā)了一種新型耐高溫復合材料。該復合材料主要由膨化預氧絲、核基石墨、聚氮環(huán)硅烷基組成，具有耐高溫，耐油、耐水特性，特別是在高溫下還不失橡膠的彈性。
該復合材料在試驗室內進行了長達 31天的高溫高壓密封試驗，350℃、20MPa 壓力下能持續(xù)長時間密封油套環(huán)空，最高溫度 361 度，壓力最高達到 25MPa，此間還經(jīng)過多輪次的停注反復試驗，達到了油田熱采井、 蒸汽驅井的高溫高壓密封要求。該技術已成為稠油熱采井井下封控技術的一項突破技術。該復合材料是一種新型長久耐高溫復合材料，最高可耐溫 360 度。它的現(xiàn)場推廣標志著在稠油熱采領域取得突破性進展，也將為稠油油藏提高熱采效果提供強有力的技術支撐。
氮氣泡沫調剖注汽、凝膠堵調控水穩(wěn)油技術
該技術主要針對通常含水飽和度較高的常規(guī)稠油區(qū)塊，這種稠油區(qū)塊邊底水蔓延趨勢嚴重，就好像一個雞蛋，蛋黃是稠油，周圍都被像蛋清一樣的邊底水包裹著，并且層內關系復雜，還有類似碎雞蛋殼的油砂體在其中，我們要做的就是完整取出蛋黃，同時不讓蛋清侵入蛋黃內部，破壞蛋黃的內部結構。該工藝新技術可以有效解決油井含水上升問題，起到稠油油井控水穩(wěn)油效果，達到稠油油井既堵調堵水又 治 水 的 目 的。 例 如， 新 灘 油 田KD18-16-8 井在實施凝膠堵調工藝后，日產(chǎn)油量由措施前的 1.3 噸 /天上升到 5.5 噸 / 天，含水由 97.6%下降至 65.9%，累計增油 1219 噸。據(jù)統(tǒng)計，該工藝新技術的投入產(chǎn)出比能夠達到 1:2.7，是低油價下增產(chǎn)增效的好工藝。
不動管柱擠二氧化碳冷采吞吐工藝技術
該 技 術 工 藝 解 決 了 油 井 因 為套管破損而無法注汽增能的問題。由于長期被高溫高壓蒸汽沖刷，稠油井套管早已脆弱不堪，很容易發(fā)生彎曲、斷裂。該工藝技術就是采用不動井內的管柱，從油套環(huán)形空間將二氧化碳擠入油井地層，增加油井的儲能，提升稠油井的產(chǎn)量。利用該技術還可以實現(xiàn)“報廢井”起死為生，通過對目前生產(chǎn)層無法再利用的油井，也就是“報廢井”的層間潛力查找，尋求油井潛力接替層，為油井尋找下步的出路。據(jù)統(tǒng)計，勝利油田孤東采油廠利用該工藝技術共實施了 38 井次，平均單 井 日 增 油 3 噸， 目 前 累 計 增 油7,722 噸。
高溫螺桿泵泵下?lián)剿夹g
該工藝新技術主要采用“合理泵掛 + 泵下尾管 + 泵下?lián)剿禍?rdquo;的高溫螺桿泵摻水技術。在注汽開井初期，將少量冷摻水從井口由套管進入油套環(huán)形空間，降低泵吸入口溫度，保障泵的工作溫度在額定溫度之內。在注汽周期末期，提高摻水溫度， 實施泵下?lián)剿♂尳嫡?。對于供液差的油井，技術人員通過適當?shù)奶砑颖孟聯(lián)剿瑏肀ＷC油井沉沒度，使油井處于合理的生產(chǎn)工況區(qū)，延長油井生產(chǎn)周期。該工藝新技術在紅柳油田 KD32P24 井應用后，取得日增油 8.2 噸 / 天，累計增油 2935 噸的良好效果。
螺桿泵變頻直驅電機技術
變頻直驅電機通過電機直接驅動光桿，取消了皮帶傳動和減速箱齒輪二級減速的驅動裝置，傳動效率 可 以 達 到 98%， 整 體 效 率 高 達93%，變頻控制可實現(xiàn) 5~200 轉的調參范圍，調參幅度達到 5 轉 /HZ的精度，避免了傳統(tǒng)螺桿泵采油系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的更換皮帶輪、添加潤滑油、改變生產(chǎn)參數(shù)和管理維護不便等問題。如 PC57 為臨 58-3 塊新投產(chǎn)的一口側鉆井，因油稠、含蠟，常規(guī)泵開采困難，要求下螺桿泵生產(chǎn)。
經(jīng)過油田開發(fā)技術人員討論協(xié)商并與廠家結合，決定應用變頻直驅電機實現(xiàn)可控生產(chǎn)。試驗后開機一次成功，初期工作頻率 10 赫茲，轉速 50 轉 / 分；日液 2.4 立方米，日油 0.9 噸，動液面 500 米，達到了初期控制液量的目的。一周后觀察供液沒變化，調參至 120 轉 / 分，目前日液穩(wěn)定在 10 立方米， 日油 6.5噸，比普通螺桿泵每天節(jié)約能耗 40度，增油節(jié)能效果顯著。該新工藝技術進一步適應稠油開發(fā)采油設備節(jié)能降耗的新要求，應用變頻直驅電機替代普通電機，可以有效降低運行成本和員工勞動強度，實現(xiàn)稠油開發(fā)節(jié)能降耗。
油井壓裂工藝優(yōu)化技術
該工藝新技術主要針對低滲透油藏而提出來的，以提高低滲透油藏壓裂成功率和有效率。通過對低滲透油藏主要增產(chǎn)措施的壓裂技術進行工藝的優(yōu)化，在多薄層低滲透油藏優(yōu)化采用投球壓裂、變密度射孔壓裂等工藝，提高多薄層低滲透油藏壓裂效果；在中淺層低滲透油藏繼續(xù)推廣低成本壓裂，在提高開發(fā)效果的同時，顯著降低了壓裂成本。該工藝具有作業(yè)周期短、施工成本低、能充分改造井段跨度大或油層厚度大油井的優(yōu)點。利用該工藝技術在大 31-1 塊、羅 35 塊等中淺層低滲透油藏實施低成本壓裂 14井次，平均單井日增油 4.47 噸。勝利油田義 99 井區(qū)具有油藏埋深，低孔低滲，油層溫度高，閉合壓力大，自然產(chǎn)能低等油藏區(qū)塊特點，利用該新工藝技術先后在該井區(qū)實施油井壓裂工藝新投 13 口，累增油 4,074 噸，平均單井日增油 5.23噸。
據(jù)統(tǒng)計，該工藝新技術共實施各類壓裂 36 井次，目前日增油 174噸，累增油 14,284 噸，有效率達100%。同時，勝利油田還相繼完善配套了限流壓裂、投球壓裂、機械分層壓裂、 定向井壓裂、 壓裂降濾失、全程破膠工藝、壓裂裂縫監(jiān)測等優(yōu)化工藝技術，使油區(qū)超深低滲透油藏和多層油藏享受到了壓裂新工藝增產(chǎn)增效的甜頭，為油田實現(xiàn)低成本、綠色低碳、經(jīng)濟高效稠油開發(fā)生產(chǎn)提供強有力的技術支持。
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