淺薄單層超稠油HDNS開發(fā)技術(shù)研究

1、王學忠王學忠20122012中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇 摘要：摘要：針對春風油田超稠油埋深針對春風油田超稠油埋深400-570m、油層單一且厚度僅、油層單一且厚度僅3m左右、油層溫度下原油黏度超過左右、油層溫度下原油黏度超過70000mPas的特點，采取的特點，采取了水平井、油溶性降黏劑、氮氣、注蒸汽強化熱采（了水平井、油溶性降黏劑、氮氣、注蒸汽強化熱采（HDNS）。）。利用蒸汽、油溶性降黏劑和注采一體化管柱技術(shù)解決了地層溫利用蒸汽、油溶性降黏劑和注采一體化管柱技術(shù)解決了地層溫度下原油黏度高的難題；利用水平井、斜井泵工藝技術(shù)解決儲度下原油黏度高的難題；利用水平

2、井、斜井泵工藝技術(shù)解決儲層埋藏淺、生產(chǎn)壓差小的問題；通過注氮氣隔熱保溫解決了油層埋藏淺、生產(chǎn)壓差小的問題；通過注氮氣隔熱保溫解決了油層厚度薄、地層能量低的問題。投產(chǎn)新井層厚度薄、地層能量低的問題。投產(chǎn)新井185口，采油速度口，采油速度3%，建成產(chǎn)能建成產(chǎn)能37萬噸，實現(xiàn)了高效開發(fā)。萬噸，實現(xiàn)了高效開發(fā)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: 淺薄層超稠油；水平井；蒸汽吞吐；氮氣；降黏劑淺薄層超稠油；水平井；蒸汽吞吐；氮氣；降黏劑匯報提綱一、淺薄層超稠油開發(fā)難點一、淺薄層超稠油開發(fā)難點二、二、HDNSHDNS開發(fā)先導試驗開發(fā)先導試驗 三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究 四、應(yīng)用效果及推廣前景四、應(yīng)用效果及推廣前景

3、春風油田春風油田春光油田春光油田春風油田春風油田 春風油田位于準噶爾盆地西部隆起車排子凸起東部，春風油田位于準噶爾盆地西部隆起車排子凸起東部，2010-20112010-2011年上報探明儲量年上報探明儲量51285128萬噸。油藏溫度條件下萬噸。油藏溫度條件下(26)(26)，原油黏度原油黏度5000050000到到90000mPa90000mPas s。20122012中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇 春風油田原油春風油田原油飽和烴與芳香烴的含量之和一般飽和烴與芳香烴的含量之和一般80%80%，而膠質(zhì)與瀝青質(zhì)，而膠質(zhì)與瀝青質(zhì)之和之和20%20%。 春風油田稠油物

4、性評價春風油田稠油物性評價春風油田稠油中的瀝青質(zhì)相對分子質(zhì)量大（春風油田稠油中的瀝青質(zhì)相對分子質(zhì)量大（14 86014 860），是濱南油田典型），是濱南油田典型超稠油的超稠油的4 4倍，這是稠油黏度高的主要原因。倍，這是稠油黏度高的主要原因。 春風油田原油春風油田原油C+HC+H含量達到含量達到96%96%以上。以上。S S、N N、O O雜原子含量較低，雜原子含量較低，C-HC-H鍵鍵相對較多相對較多，加熱時，烴類裂解需要的能量較低，更容易降黏。加熱時，烴類裂解需要的能量較低，更容易降黏。（2 2）相對分子質(zhì)量分布）相對分子質(zhì)量分布油稠的主要原因油稠的主要原因（1 1）族組分分析）族組分分

5、析膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較低膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較低（3 3）原油元素分析）原油元素分析熱敏性較強熱敏性較強春風油田原油黏溫曲線春風油田原油黏溫曲線不同壓力黏溫曲線不同壓力黏溫曲線（4 4）原油熱敏性強，有利于熱采）原油熱敏性強，有利于熱采(5) (5) 原油屈服值分析原油屈服值分析- -臨界溫度臨界溫度60多孔介質(zhì)多孔介質(zhì)單孔隙介質(zhì)單孔隙介質(zhì)排排601-平平1（導眼）井（導眼）井 樣品號樣品號4-1弱速敏弱速敏 , ,臨界流速為臨界流速為4.27m/d4.27m/d中等偏弱水敏中等偏弱水敏標準鹽水標準鹽水蒸餾水排排601-4井井 樣品號樣品號15-2無酸敏無酸敏氯化鉀溶液氯化鉀溶液排排601-平平1（

6、導眼）井（導眼）井 樣品號樣品號16-3 弱堿敏弱堿敏 排排601-4井井 樣品號樣品號4-1(6) (6) 敏感性評價敏感性評價- -弱速敏、中等偏弱水敏、無酸敏、弱堿敏弱速敏、中等偏弱水敏、無酸敏、弱堿敏排排601井采油曲線井采油曲線16.7t/d12.5t/d1t/d直井熱采初期具有一定產(chǎn)能，遞減快直井熱采初期具有一定產(chǎn)能，遞減快井號井號周期周期注汽注汽量量t t生產(chǎn)生產(chǎn)時間時間d d峰值峰值油量油量t/dt/d周期平均周期平均單井單井周期周期產(chǎn)油產(chǎn)油t t周期周期油汽油汽比比t/tt/t回采回采水率水率% %日產(chǎn)日產(chǎn)液液t/dt/d日產(chǎn)日產(chǎn)油油t/dt/d含水含水% %排排601601

7、53253217817812.512.52.92.92.22.224.224.23083080.560.5628.728.7l春風油田油藏特點：春風油田油藏特點：淺淺：油藏埋深：油藏埋深400-570m400-570m；薄?。荷皩雍穸龋荷皩雍穸?-6m2-6m；低低：油層溫度：油層溫度22-2822-28，地層壓力低，地層壓力低(4.8MPa) (4.8MPa) 稠稠：地層溫度下原油黏度：地層溫度下原油黏度50000-90000mPas50000-90000mPas 1 1、地層溫度下原油黏度高；、地層溫度下原油黏度高； 2 2、儲層埋藏淺、生產(chǎn)壓差小；、儲層埋藏淺、生產(chǎn)壓差小； 3 3、油層

8、厚度薄、地層能量低。、油層厚度薄、地層能量低。l開發(fā)難點：開發(fā)難點：20122012中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇 匯報提綱一、淺薄層超稠油開發(fā)難點一、淺薄層超稠油開發(fā)難點二、二、HDNSHDNS開發(fā)先導試驗開發(fā)先導試驗 三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究 四、應(yīng)用效果及推廣前景四、應(yīng)用效果及推廣前景排排601-601-平平1 1井生產(chǎn)曲線井生產(chǎn)曲線周期周期注氮氣注氮氣注蒸汽注蒸汽峰值產(chǎn)量峰值產(chǎn)量階段平均生產(chǎn)情況階段平均生產(chǎn)情況階段生產(chǎn)情況階段生產(chǎn)情況經(jīng)濟指標經(jīng)濟指標注入注入量量壓力壓力壓力壓力溫度溫度干度干度注入速注入速度度注入強注入強度度蒸汽量蒸汽量日產(chǎn)

9、日產(chǎn)液液日產(chǎn)日產(chǎn)油油含水含水日產(chǎn)日產(chǎn)液液日產(chǎn)日產(chǎn)油油含水含水生產(chǎn)天生產(chǎn)天數(shù)數(shù)累產(chǎn)累產(chǎn)液液累產(chǎn)累產(chǎn)油油累產(chǎn)累產(chǎn)水水階段油階段油汽比汽比階段回階段回采水率采水率m m3 3MPaMPa MPaMPa % %m m3 3/h/hm m3 3/m/mm3m3t/dt/dt/dt/d% %t/dt/dt/dt/d% %t tt tt t1 150137501378 810.5 10.5 300.0 300.0 70.0 70.0 8.9 8.9 9.1 9.1 3006.7 3006.7 88.9 88.9 52.0 52.0 36.9 36.9 27.1 27.1 10.1 10.1 62.8 62.

10、8 2642647156715626632663449344930.89 0.89 1.49 1.49 2 240091400914.34.311.9 11.9 324.0 324.0 72.0 72.0 9.5 9.5 10.9 10.9 3609.0 3609.0 67.3 67.3 29.0 29.0 56.8 56.8 38.3 38.3 12.9 12.9 66.2 66.2 2212218463846328602860560456040.79 0.79 1.55 1.55 3 340024400246.36.310.3 10.3 316.5 316.5 74.0 74.0 8.0

11、8.0 12.1 12.1 4007.0 4007.0 51.0 51.0 17.0 17.0 66.6 66.6 33.733.78.2 8.2 75.8 75.8 2712719143914322172217692669260.55 0.55 1.73 1.73 排排601-平平1排排601-P1601-P1井位于砂體邊部，單井控制面積大，水平井位于砂體邊部，單井控制面積大，水平井段長井段長331.3m331.3m（552.4-883.7m552.4-883.7m），），20092009年年7 7月開始月開始HDNSHDNS先導試驗。先導試驗。2009/08/062010/02/22201

12、0/09/102011/03/292011/10/152012/05/02Date(yy/m/dd)05010003060日油日油水平水平t/d含含水水率率%20122012中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇中國克拉瑪依國際非常規(guī)油氣論壇 數(shù)值模擬研究排601-平1井溫度場分布情況排排601-601-平平1 1井區(qū)油層頂部含油飽和度分布井區(qū)油層頂部含油飽和度分布原始未動用原始未動用第一周期后第一周期后第二周期后第二周期后第三周期后第三周期后原始未動用原始未動用第一周期后第一周期后第二周期后第二周期后第三周期后第三周期后排排601-601-平平1 1井區(qū)油層中部含油飽和度分布井區(qū)油層中部含油飽和度分

13、布排601平1井井筒熱損失曲線圖（2010年5月17日 注汽過程中測試）20102010年在排年在排601601北實施了北實施了HDNSHDNS開發(fā)先導試驗。開發(fā)先導試驗。排排601601北周期開發(fā)效果統(tǒng)計表北周期開發(fā)效果統(tǒng)計表排601北部井位圖排排601601北區(qū)分周期遞減規(guī)律北區(qū)分周期遞減規(guī)律y = 20.17ey = 20.17e-0.0106x-0.0106xy = 16.907ey = 16.907e-0.015x-0.015xy = 18.097ey = 18.097e-0.0117x-0.0117xy = 15.791ey = 15.791e-0.007x-0.007x0.00.

14、05.05.010.010.015.015.020.020.025.025.01 15 59 9 1313 1717 2121 2525 2929 3333 3737 4141 4545 4949 5353 5757 6161 6565 6969 7373 7777 8181 8585 8989 9393 9797 101101105105109109113113117117時間d平平均均單單井井日日產(chǎn)產(chǎn)油油t t排排601601北部時間拉起后開發(fā)曲線北部時間拉起后開發(fā)曲線y = 20.17ey = 20.17e-0.0106x-0.0106xy = 16.907ey = 16.907e-0.

15、015x-0.015xy = 18.097ey = 18.097e-0.0117x-0.0117xy = 15.791ey = 15.791e-0.007x-0.007x0.00.05.05.010.010.015.015.020.020.025.025.01 15 59 9 1313 1717 2121 2525 2929 3333 3737 4141 4545 4949 5353 5757 6161 6565 6969 7373 7777 8181 8585 8989 9393 9797 101101105105109109113113117117時間d平平均均單單井井日日產(chǎn)產(chǎn)油油t t匯

16、報提綱一、淺薄層超稠油開發(fā)難點一、淺薄層超稠油開發(fā)難點二、二、HDNSHDNS開發(fā)先導試驗開發(fā)先導試驗 三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究 四、應(yīng)用效果及推廣前景四、應(yīng)用效果及推廣前景l(fā)技術(shù)路線技術(shù)路線 注氮氣隔熱保溫解決了油層厚度薄、地層能量低的問題注氮氣隔熱保溫解決了油層厚度薄、地層能量低的問題 春風油田水平井注汽工藝管柱春風油田水平井注汽工藝管柱1 1、環(huán)空注、環(huán)空注N N2 2，起到，起到隔熱隔熱作用，提高注汽效果；作用，提高注汽效果；2 2、利用、利用N N2 2膨脹性高的特點，補充地層能量；膨脹性高的特點，補充地層能量；（N N2 2壓縮系數(shù)是壓縮系數(shù)是COCO2 2三倍）三

17、倍）3 3、地層內(nèi)、地層內(nèi)N N2 2向上超覆，起到地層保溫作用。向上超覆，起到地層保溫作用。均勻注汽管柱均勻注汽管柱3 31 1/ /2 2inin油管油管泵泵N N2 2抽油桿抽油桿N2高溫高壓稀油帶N2超覆帶利用蒸汽、油溶性降黏劑和注采一體化管柱技術(shù)解決了地層溫度下原油利用蒸汽、油溶性降黏劑和注采一體化管柱技術(shù)解決了地層溫度下原油黏度高的難題黏度高的難題 加劑后體系的瀝青質(zhì)聚集體數(shù)量明顯減少，尺寸變小。加劑后體系的瀝青質(zhì)聚集體數(shù)量明顯減少，尺寸變小。（中石化研究院，（中石化研究院，20102010，甲苯，甲苯+ +正庚烷體系放大正庚烷體系放大200200倍）倍）加降黏劑前加降黏劑前加降黏

18、劑后加降黏劑后水平井均勻注汽系統(tǒng)水平井均勻注汽系統(tǒng)31/2in油管油管泵泵N2抽油桿抽油桿蒸汽蒸汽利用水平井、斜井泵工藝技術(shù)解決儲層埋藏淺、生產(chǎn)壓差小的問題利用水平井、斜井泵工藝技術(shù)解決儲層埋藏淺、生產(chǎn)壓差小的問題 19.96%19.96%27.89%27.89%22.99%22.99%HDNSHDNS各要素綜合作用顯著提高了驅(qū)油效率各要素綜合作用顯著提高了驅(qū)油效率 u濾砂管（割縫篩管）頂部微膨脹晶格水泥漿固井技術(shù)濾砂管（割縫篩管）頂部微膨脹晶格水泥漿固井技術(shù)HDNSHDNS配套工藝技術(shù)配套工藝技術(shù)u水平井免鉆塞分級注水泥完井技術(shù)水平井免鉆塞分級注水泥完井技術(shù)u礫石充填防砂，有效避免雜質(zhì)和稠油

19、對篩縫的堵塞礫石充填防砂，有效避免雜質(zhì)和稠油對篩縫的堵塞u井筒油套環(huán)空注氮氣隔熱工藝井筒油套環(huán)空注氮氣隔熱工藝u 注注采一體化配套工藝采一體化配套工藝u引入燃煤鍋爐，降低熱采成本引入燃煤鍋爐，降低熱采成本燃油注汽站燃油注汽站燃煤注汽站燃煤注汽站uHDNSHDNS參數(shù)優(yōu)化參數(shù)優(yōu)化匯報提綱一、淺薄層超稠油開發(fā)難點一、淺薄層超稠油開發(fā)難點二、二、HDNSHDNS開發(fā)先導試驗開發(fā)先導試驗 三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究三、關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)研究 四、應(yīng)用效果及推廣前景四、應(yīng)用效果及推廣前景規(guī)劃規(guī)劃“十二五十二五”春風油田建成春風油田建成100100萬噸產(chǎn)量規(guī)模。萬噸產(chǎn)量規(guī)模。10-12 11-01 11-0211-0

20、3 11-04 11-05 11-06 11-07 11-08 11-09 11-10 11-11 11-12 12-01 12-02 12-03 12-04 12-05 12-06(yy-mm)204060801000200400600800100080016002400320004080120160505862666670748910211711513115615615315115214815133235238240645040140034049658177878881995289390092095098060.467.770.058.361.563.566.065.466.866.667

21、.062.758.758.459.363.264.662.863.683710891274975116910991177982149317082361210919822286219624482601 2557269005010015020059677375788189102116131137162174189195195195196198010203040505.76.87.89.110.411.712.913.915.516.518.921.223.826.729.332.134.937.840.8總井數(shù)總井數(shù)（口）（口）開井數(shù)開井數(shù)（口）（口）日液水平日液水平（t/dt/d）日油水平日油水平（t/dt/d）累產(chǎn)油累產(chǎn)油（萬噸）（萬噸）綜合含水綜合含水（% %）春風油田開發(fā)曲線春風油田開發(fā)曲線9681 1、利用、利用HDNSHDNS技術(shù)投產(chǎn)技術(shù)投產(chǎn)185185口井，動用儲量口井，動用儲量18821882萬噸，萬噸，20112011年產(chǎn)油年產(chǎn)油18.118.1萬噸，采油速度萬噸，采油速度2.9%2.9%；20122012年預計產(chǎn)油年預計產(chǎn)油3737萬噸。萬噸。 排排601601北周期效果統(tǒng)計表北周期效果統(tǒng)計表2 2