编者按:SAGD、蒸汽驱和火驱,是稠油转换开发方式的三大接替技术。在之前的报道中,中国石油报已对SAGD进行过详细介绍。相较而言,蒸汽驱和火驱对于读者来说还是“陌生面孔”。从本期开始,《新闻透视》栏目将分两期为读者介绍这两项技术。
8月中旬,辽河油田齐40块20口新井开钻在即。这只是《齐40蒸汽驱长期稳产方案》的“先头部队”。此方案共设计新井104口,齐40块蒸汽驱将再现“大场面”。
蒸汽驱作为稠油转换开发方式的重要技术,在辽河油田齐40、锦45、杜229等区块得到成功应用,对我国稠油效益稳产具有重要意义。
蒸汽驱适合何类油藏?
蒸汽驱是稠油油藏经过蒸汽吞吐后,为进一步提高采收率而采取的一项热采方法。蒸汽吞吐只能采出各油井附近油层中的原油,在油井与油井之间还留有大量“死油区”。蒸汽驱通过注入高干度蒸汽给油层加热,将原油驱赶到生产井周围并将其采出。
据辽河油田勘探开发研究院专家宫宇宁介绍,决定一个油藏是否适合蒸汽驱的因素,主要包括油藏埋深、原油黏度、油层厚度、含油饱和度和边底水等。从开发效果和操作因素考虑,蒸汽驱的原油黏度最好小于1万毫帕秒。“蒸汽驱油好比推车,黏度越大摩擦力越大,越难推动。”宫宇宁说。据悉,当深度大于1600米时,在现有隔热技术和采油工艺条件下,蒸汽驱基本无效。同时,蒸汽驱油藏的孔隙度最好大于20%,渗透率一般应大于200毫达西。“此外,由于水吸热性较强,向边底水活跃的油藏注蒸汽热损失较大,蒸汽驱非常‘怕水’。”宫宇宁告诉记者。
以齐40块为例,这个区块自然条件虽然与国外蒸汽驱相比“先天不足”,在辽河却是首屈一指:平均孔隙度31.5%,渗透率2060毫达西,属于高孔高渗储层;油藏埋深900米左右,转驱前剩余探明地质储量仍达2600多万吨;平均黏度2639毫帕秒,为普通稠油,水体能量弱。
从上述数据看,齐40块几乎符合所有蒸汽驱的技术指标,正因如此,齐40块成为中国石油首批实施的十个重大开发项目之一,承担着我国稠油开发创新的使命。
值得一提的是,随着认识的突破和技术的进步,蒸汽驱的应用范围不断扩大。洼59块开发深度达到1590米,最高原油黏度53万毫帕秒。辽河油田采用“上水平井注汽+直井采油+下水平井泄水”的全新方案,专门设计一口水平井采水,使得埋深1600米的高黏度油藏也可以实现蒸汽驱,试验井组日产油量翻了一番。
蒸汽驱的优缺点何在?
目前,蒸汽吞吐仍是稠油开发的“主角”。在辽河油田,有近70%的稠油采用吞吐开采。究其原因,吞吐技术成熟度高、见效快、适用范围广。但蒸汽吞吐采收率通常只有30%甚至更低,操作成本较高,转换开发方式势在必行。
蒸汽驱、SAGD、火驱是稠油转换开发方式三大接替技术。专家介绍,衡量一项开发技术价值大小主要看其推广价值和经济效益,而经济效益很大程度上又取决于推广价值,实施规模越大,效益越显著。
与SAGD和火驱相比,蒸汽驱技术相对成熟,适用范围介于另外两项技术之间。凭借这两项优势,蒸汽驱在稠油热采中占据一席之地。
然而,蒸汽驱也有短板。一般情况下,蒸汽驱和蒸汽吞吐所存在的问题基本相同,即生成蒸汽成本高,尤其在水资源短缺和水价昂贵的地区,水处理费用高。同时,油井热损失、出砂、套管损坏等情况较严重。
在蒸汽驱试验初期,辽河油田按照注水油藏管理热采油田,实际上蒸汽驱是降压力、降存水率的过程,与注水油田提压力、提存水率开发理念有着本质区别。随后,辽河油田建立了以采为先、以产定注、以液牵汽的新理念和新认识,蒸汽驱效果有了很大改善甚至改变。锦45块Ⅱ类蒸汽驱应用“回”形井网设计,日产油由45吨升至160吨;欢127块应用水平井采水、水平井注汽、周围油井复产的开发策略,日产油量由4吨上升到40吨以上。
“蒸汽驱的诀窍和核心就是保持较低的地层压力,同时使采注比尽量达到1.2。抓住这两点就抓住了蒸汽驱的本质。”锦州采油厂副厂长兼总地质师刘贵满说。
蒸汽驱是否经济可行?
在更加注重质量效益发展的今天,蒸汽驱这一技术的效益到底如何?是否经济可行?
与蒸汽吞吐相比,蒸汽驱需要经过长时间才能见到效果,费用回收期较长。以齐40块为例,区块4个先导试验井组投资回收期6.2年,139个工业化实施井组投资回收期则为5.17年。
虽然初期成本高,但随着时间延长,蒸汽驱效果逐渐变好、效益逐渐显现。经测算,齐40块蒸汽驱开发较蒸汽吞吐开发将增加974万吨产量,吨油操作成本较继续吞吐降低234.7元。
油汽比最能反映蒸汽驱的效益情况。辽河油田经济评价中心测算认定,0.12是蒸汽驱效益盈亏临界值,低了无效,高了有效。齐40块和锦45块目前的油汽比都在0.15左右。目前,齐40块蒸汽驱建设投资已经收回。此外,辽河油田形成蒸汽驱系列配套技术,输出到新疆油田和吉林油田,实现技术创效。
辽河油田开发处处长尹万泉从四个方面肯定了齐40蒸汽驱的价值。一是增加了原油产量。与原蒸汽吞吐开采方式相比,年增产原油近50万吨。二是使辽河油田产量自然递减率降低了1.5%。三是节省了勘探投资。新增可采储量1000万吨,相当于发现一个近5000万吨级的大油田。四是节省了产能建设投资。齐40块年产量达60万吨,按新建产能到位率70%推算,相当于少建产能约80万吨,节省产能建设投资32亿元。
开发认识和理念的创新,也为蒸汽驱开辟了一条质量效益发展之路。杜229块为超稠油油藏,依照国际技术筛选标准,不适合蒸汽驱开发。辽河油田突破传统认识,将原来注采对应的井网变成“回”形井网,使传统设计的15个井组变成了8个井组,少钻新井20口,节约投资5000万元。(记者张晗通讯员方坤董文明)
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影响蒸汽驱开发效果的因素
除油藏参数外,蒸汽驱的操作条件对其开发效果同样影响较大,应用合理的操作条件,可以取得较好的开发效果。如果设计或实施的操作条件不合理,也会使蒸汽驱面临失败。总体来看,影响蒸汽驱效果的主要操作条件是注汽速度、采注比和蒸汽干度。
注汽速度。从蒸汽驱全系统热损失的角度看,随着注汽速度的加快,井筒、地面及地层的总热损失将减少,热能利用率提高,开采效果会更好。但并非注汽速度越快越好,速度过快会导致过多的热能从生产井产出,降低热能利用率,从而影响开采效果。对于每个具体油藏,存在一个最佳注汽速度,要通过经验和试验来确定。
采注比。蒸汽驱中采注比存在一个临界值,当采注比小于临界值时,蒸汽驱采收率非常低;大于临界值时,蒸汽驱可取得较好效果。临界采注比一般经验值为1.2。
注汽干度。注汽干度越高,开发效果越好,干度越低效果越差。
此外,蒸汽驱的油藏压力对开发效果也有重大影响。理论和实践表明,在满足一定产能的条件下,蒸汽驱的油藏压力越低越好。