十月底，內(nèi)蒙古烏拉特后旗戈壁灘氣溫逼近零攝氏度。中原油田內(nèi)蒙古采油廠員工正在為吉2-平15井包裹井口管線，預(yù)防原油凍凝。“這口井產(chǎn)出的原油是稠油。我們連續(xù)向井中注入3000噸二氧化碳和60噸降黏劑。燜井1個多月后，井中原油黏度降低，地層能量增大。”內(nèi)蒙古采油廠油藏地質(zhì)專家馬喜斌介紹。
中原油田內(nèi)蒙古探區(qū)查干凹陷地層溫度低、壓力低、滲透率低，稠油開發(fā)難度大。對此，油田科技人員自主研發(fā)稠油降黏冷采技術(shù)，自2023年6月現(xiàn)場應(yīng)用以來，在查干凹陷累計采出稠油2950噸，實現(xiàn)效益開采。
探索石油開采新路徑
查干凹陷埋藏著700多萬噸稠油。這些原油中膠質(zhì)、瀝青含量高，油稠得像蜂蜜一樣，開發(fā)異常困難。
查干凹陷油井地層溫度只有30至40攝氏度，地層壓力低于7兆帕，地層滲透率低，原油流動性極差。更麻煩的是，井下多為黏土層，遇水后黏土迅速膨脹，把細(xì)小的原油孔道堵得嚴(yán)嚴(yán)實實。為此，中原油田借鑒勝利油田、河南油田經(jīng)驗，在查干凹陷開展稠油熱采試驗。但稠油熱采試驗需要向井中注入大量超高溫、超高壓蒸汽，開發(fā)成本極高，難以實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
以水驅(qū)油和稠油熱采的開發(fā)之路都走不通。2022年，該油田科技人員加強攻關(guān)，探索低溫、低壓、低滲透條件下的稠油降黏冷采之路。
中原油田石油工程技術(shù)研究院科研團隊先后對80多組查干凹陷稠油樣品開展致黏機理研究，并從104種常規(guī)降黏劑中篩選出50多種，與查干凹陷稠油樣品進(jìn)行匹配試驗。
查干凹陷稠油主要分布在毛1塊和毛8塊。經(jīng)過8個月的反復(fù)試驗，科研團隊分別研發(fā)出適用于這兩個區(qū)塊的復(fù)合驅(qū)替用水溶性降黏劑和氣體輔助吞吐用油溶性降黏劑。試驗表明，應(yīng)用這兩款降黏劑后，兩個區(qū)塊的稠油降黏率提高明顯，分別達(dá)到98%、87%。稠油降黏冷采技術(shù)猶如一劑良藥，為油田“活血化瘀”，讓原本黏稠的地下“蜂蜜”終于被稀釋成順暢流淌的“糖水”。
提高水平井儲層鉆遇率
相對直井而言，鉆水平井能夠用更小的成本采出更多原油，稠油降黏冷采技術(shù)也能派上更大用場。然而，由于查干凹陷的儲層只有3至4米，多為隔夾層，巖石均質(zhì)性極差，鉆頭在水平段行進(jìn)時上下跳動，很容易出層。
為提高水平井儲層鉆遇率，中原油田勘探開發(fā)研究院內(nèi)蒙古開發(fā)研究所科研團隊利用水平井網(wǎng)下的波阻抗體協(xié)同模擬技術(shù)，精細(xì)刻畫隔夾層，成功完成對2米內(nèi)隔夾層的精細(xì)刻畫及地質(zhì)建模。
“這些成果不僅為精準(zhǔn)認(rèn)識儲層奠定堅實基礎(chǔ)，有助于指導(dǎo)水平井鉆井方案的設(shè)計部署，而且對水平井鉆進(jìn)中的實時導(dǎo)向起到至關(guān)重要的引導(dǎo)作用。”中原油田勘探開發(fā)研究院內(nèi)蒙古開發(fā)研究所副所長孔海瑞說。
前些年，查干凹陷水平井儲層鉆遇率平均僅有74%。2023年9月到今年5月，孔海瑞帶領(lǐng)團隊入駐多個井場指導(dǎo)，密切關(guān)注鉆頭軌跡，及時指導(dǎo)井隊調(diào)整導(dǎo)向措施，確保鉆頭一直按照水平段設(shè)計軌跡在儲層中穿行。其中，吉2-平16井儲層鉆遇率達(dá)到92.2%，投產(chǎn)僅11個月就自噴產(chǎn)油800多噸。
現(xiàn)場應(yīng)用效果良好
稠油降黏冷采技術(shù)研發(fā)的重頭戲是現(xiàn)場應(yīng)用。
“由于每口井的原油黏度、地層溫度和地層水礦化度不同，我們本著‘一井一方’的原則，為每口井選定最優(yōu)助劑配方和最佳注采配套工藝，支撐稠油效益開發(fā)。經(jīng)過1年探索，查干凹陷稠油降黏主劑基本定型，加注、燜井等工藝也日益成熟。”中原油田石油工程技術(shù)研究院提高采收率技術(shù)研究所技術(shù)主管姚建兵說。
通常情況下，每口稠井需要累計注入2000至3000噸二氧化碳和數(shù)十噸降黏劑或聚合物。根據(jù)工藝要求，降黏劑必須大劑量連續(xù)加注才能抵達(dá)儲層最遠(yuǎn)端，最大限度與稠油接觸、反應(yīng)，從而實現(xiàn)增油。一旦加注中斷，就會影響降黏、驅(qū)替效果。
內(nèi)蒙古采油廠提前備置大排量加注裝置和足量藥劑。科研人員日夜輪替，在井場盯守，指導(dǎo)采油廠員工嚴(yán)格按劑量、順序均勻加注。加注結(jié)束后，進(jìn)入1個月左右的燜井期。科技人員定期到現(xiàn)場觀察油井壓力，確定最佳開井時間。
截至10月8日，中原油田在查干凹陷8口井成功應(yīng)用稠油降黏冷采技術(shù)，平均單井投入產(chǎn)出比由熱采時的1∶0.5提高到1∶1.23。
