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稠油熱采:下一站,蒸汽驅?

2013-08-28 10:15:04 中國石油報

編者按:SAGD、蒸汽驅和火驅,是稠油轉換開發方式的三大接替技術。在之前的報道中,中國石油報已對SAGD進行過詳細介紹。相較而言,蒸汽驅和火驅對于讀者來說還是“陌生面孔”。從本期開始,《新聞透視》欄目將分兩期為讀者介紹這兩項技術。

8月中旬,遼河油田齊40塊20口新井開鉆在即。這只是《齊40蒸汽驅長期穩產方案》的“先頭部隊”。此方案共設計新井104口,齊40塊蒸汽驅將再現“大場面”。

蒸汽驅作為稠油轉換開發方式的重要技術,在遼河油田齊40、錦45、杜229等區塊得到成功應用,對我國稠油效益穩產具有重要意義。

蒸汽驅適合何類油藏?

蒸汽驅是稠油油藏經過蒸汽吞吐后,為進一步提高采收率而采取的一項熱采方法。蒸汽吞吐只能采出各油井附近油層中的原油,在油井與油井之間還留有大量“死油區”。蒸汽驅通過注入高干度蒸汽給油層加熱,將原油驅趕到生產井周圍并將其采出。

據遼河油田勘探開發研究院專家宮宇寧介紹,決定一個油藏是否適合蒸汽驅的因素,主要包括油藏埋深、原油黏度、油層厚度、含油飽和度和邊底水等。從開發效果和操作因素考慮,蒸汽驅的原油黏度最好小于1萬毫帕秒。“蒸汽驅油好比推車,黏度越大摩擦力越大,越難推動。”宮宇寧說。據悉,當深度大于1600米時,在現有隔熱技術和采油工藝條件下,蒸汽驅基本無效。同時,蒸汽驅油藏的孔隙度最好大于20%,滲透率一般應大于200毫達西。“此外,由于水吸熱性較強,向邊底水活躍的油藏注蒸汽熱損失較大,蒸汽驅非常‘怕水’。”宮宇寧告訴記者。

以齊40塊為例,這個區塊自然條件雖然與國外蒸汽驅相比“先天不足”,在遼河卻是首屈一指:平均孔隙度31.5%,滲透率2060毫達西,屬于高孔高滲儲層;油藏埋深900米左右,轉驅前剩余探明地質儲量仍達2600多萬噸;平均黏度2639毫帕秒,為普通稠油,水體能量弱。

從上述數據看,齊40塊幾乎符合所有蒸汽驅的技術指標,正因如此,齊40塊成為中國石油首批實施的十個重大開發項目之一,承擔著我國稠油開發創新的使命。

值得一提的是,隨著認識的突破和技術的進步,蒸汽驅的應用范圍不斷擴大。洼59塊開發深度達到1590米,最高原油黏度53萬毫帕秒。遼河油田采用“上水平井注汽+直井采油+下水平井泄水”的全新方案,專門設計一口水平井采水,使得埋深1600米的高黏度油藏也可以實現蒸汽驅,試驗井組日產油量翻了一番。

蒸汽驅的優缺點何在?

目前,蒸汽吞吐仍是稠油開發的“主角”。在遼河油田,有近70%的稠油采用吞吐開采。究其原因,吞吐技術成熟度高、見效快、適用范圍廣。但蒸汽吞吐采收率通常只有30%甚至更低,操作成本較高,轉換開發方式勢在必行。

蒸汽驅、SAGD、火驅是稠油轉換開發方式三大接替技術。專家介紹,衡量一項開發技術價值大小主要看其推廣價值和經濟效益,而經濟效益很大程度上又取決于推廣價值,實施規模越大,效益越顯著。

與SAGD和火驅相比,蒸汽驅技術相對成熟,適用范圍介于另外兩項技術之間。憑借這兩項優勢,蒸汽驅在稠油熱采中占據一席之地。

然而,蒸汽驅也有短板。一般情況下,蒸汽驅和蒸汽吞吐所存在的問題基本相同,即生成蒸汽成本高,尤其在水資源短缺和水價昂貴的地區,水處理費用高。同時,油井熱損失、出砂、套管損壞等情況較嚴重。

在蒸汽驅試驗初期,遼河油田按照注水油藏管理熱采油田,實際上蒸汽驅是降壓力、降存水率的過程,與注水油田提壓力、提存水率開發理念有著本質區別。隨后,遼河油田建立了以采為先、以產定注、以液牽汽的新理念和新認識,蒸汽驅效果有了很大改善甚至改變。錦45塊Ⅱ類蒸汽驅應用“回”形井網設計,日產油由45噸升至160噸;歡127塊應用水平井采水、水平井注汽、周圍油井復產的開發策略,日產油量由4噸上升到40噸以上。

“蒸汽驅的訣竅和核心就是保持較低的地層壓力,同時使采注比盡量達到1.2。抓住這兩點就抓住了蒸汽驅的本質。”錦州采油廠副廠長兼總地質師劉貴滿說。

蒸汽驅是否經濟可行?

在更加注重質量效益發展的今天,蒸汽驅這一技術的效益到底如何?是否經濟可行?

與蒸汽吞吐相比,蒸汽驅需要經過長時間才能見到效果,費用回收期較長。以齊40塊為例,區塊4個先導試驗井組投資回收期6.2年,139個工業化實施井組投資回收期則為5.17年。

雖然初期成本高,但隨著時間延長,蒸汽驅效果逐漸變好、效益逐漸顯現。經測算,齊40塊蒸汽驅開發較蒸汽吞吐開發將增加974萬噸產量,噸油操作成本較繼續吞吐降低234.7元。

油汽比最能反映蒸汽驅的效益情況。遼河油田經濟評價中心測算認定,0.12是蒸汽驅效益盈虧臨界值,低了無效,高了有效。齊40塊和錦45塊目前的油汽比都在0.15左右。目前,齊40塊蒸汽驅建設投資已經收回。此外,遼河油田形成蒸汽驅系列配套技術,輸出到新疆油田和吉林油田,實現技術創效。

遼河油田開發處處長尹萬泉從四個方面肯定了齊40蒸汽驅的價值。一是增加了原油產量。與原蒸汽吞吐開采方式相比,年增產原油近50萬噸。二是使遼河油田產量自然遞減率降低了1.5%。三是節省了勘探投資。新增可采儲量1000萬噸,相當于發現一個近5000萬噸級的大油田。四是節省了產能建設投資。齊40塊年產量達60萬噸,按新建產能到位率70%推算,相當于少建產能約80萬噸,節省產能建設投資32億元。

開發認識和理念的創新,也為蒸汽驅開辟了一條質量效益發展之路。杜229塊為超稠油油藏,依照國際技術篩選標準,不適合蒸汽驅開發。遼河油田突破傳統認識,將原來注采對應的井網變成“回”形井網,使傳統設計的15個井組變成了8個井組,少鉆新井20口,節約投資5000萬元。(記者張晗通訊員方坤董文明)

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影響蒸汽驅開發效果的因素

除油藏參數外,蒸汽驅的操作條件對其開發效果同樣影響較大,應用合理的操作條件,可以取得較好的開發效果。如果設計或實施的操作條件不合理,也會使蒸汽驅面臨失敗。總體來看,影響蒸汽驅效果的主要操作條件是注汽速度、采注比和蒸汽干度。

注汽速度。從蒸汽驅全系統熱損失的角度看,隨著注汽速度的加快,井筒、地面及地層的總熱損失將減少,熱能利用率提高,開采效果會更好。但并非注汽速度越快越好,速度過快會導致過多的熱能從生產井產出,降低熱能利用率,從而影響開采效果。對于每個具體油藏,存在一個最佳注汽速度,要通過經驗和試驗來確定。

采注比。蒸汽驅中采注比存在一個臨界值,當采注比小于臨界值時,蒸汽驅采收率非常低;大于臨界值時,蒸汽驅可取得較好效果。臨界采注比一般經驗值為1.2。

注汽干度。注汽干度越高,開發效果越好,干度越低效果越差。

此外,蒸汽驅的油藏壓力對開發效果也有重大影響。理論和實踐表明,在滿足一定產能的條件下,蒸汽驅的油藏壓力越低越好。



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責任編輯: 中國能源網

標簽:稠油