基于开发技术的稠油油藏未动用储量分类评价_凡玉梅.pdf

收稿日期：；修订日期：。作者简介：凡玉梅（），女，高级工程师，现从事油气田开发工作。：。基金项目：中国石化科技部项目“石油探明未开发储量动用优选评价及潜力研究”（）资助。文章编号：（）基于开发技术的稠油油藏未动用储量分类评价凡玉梅，凡哲元，余 强（中国石化石油勘探开发研究院，北京；中国石化河南油田分公司，河南南阳）摘要：通过分析中国石化稠油油藏未开发储量动用情况，总结出主要油藏类型的开发技术应用现状及动用条件，并开展基于开发技术适应性的油藏分类评价，把未开发稠油油藏技术需求分为三大类：现有开发技术可以动用的薄互层普通稠油和浅薄层特 超稠油两类油藏，但经济效益较差；需要进一步开展技术攻关试验的特深层低渗透稠油、强敏感稠油、强边底水稠油以及超浅层超稠油油藏；攻关难度较大、难以动用的油藏类型为超深层低渗透稠油油藏、极强敏感稠油油藏、水油体积比大于 的强边底水稠油油藏以及薄层底水稠油油藏。关键词：稠油油藏；分类评价；技术需求；未开发储量中图分类号：文献标识码：，（，；，）：，：，：；经过多轮次筛选评价动用，未开发稠油油藏的地质状况及流体条件更加复杂，动用难度越来越大，对开发技术的依赖程度也越来越高。目前中国石化稠油未开发储量 ，其中地质认识基本清楚、储量计算参数可靠的储量为 ，这部分储量表现为超浅、特深、低渗、强敏感、强边底水、油稠等复合特点。其中油藏埋深小于 和大于 的油藏占比达，渗透率小于 年 月石 油 地 质 与 工 程 第 卷 第 期的油藏占比达，强敏感稠油油藏占比，强边底水油藏以超稠油油藏为主，复杂的油藏条件导致现有开发技术配套性差。应用未开发石油储量不确定性潜力评价方法，对稠油未开发落实储量进行了技术、经济潜力评价，研究结果表明，利用现有技术可动用储量 ；现有开发技术不配套、仍需要进一步技术攻关储量 。通过对需要进一步技术攻关的稠油油藏进行分类评价，明确了不同类型油藏主要攻关方向和技术潜力，对促进稠油油藏开发技术进步、推动稠油难动用储量效益建产具有重要意义。稠油油藏开发技术现状 稠油开采技术现状依据中国石油天然气行业标准 发布的油藏分类结果，稠油是指在油层条件下黏度大于 的原油，其相对密度大于 。以原油黏度（油层温度下脱气原油黏度）作为主要指标，把稠油分为四类：普通稠油（黏度小于 ）、特稠油（黏度 ）、超稠油（黏度 ）和特超稠油（黏度大于 ）。目前，稠油开采技术分为冷采和热采两大类，注蒸汽热力开采是稠油开采的主要方式，主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油等开发方式。蒸汽吞吐是技术应用最广的方式，但采收率一般低于，近几年中国石油研发出多井联动吞吐、多介质吞吐等技术，延长了油井吞吐周期，延缓了产量递减；中国石化通过“热力复合”，创新形成了水平井 降黏剂 氮气 蒸汽（）、水平井 降黏剂 二氧化碳 蒸汽（）等技术，启动了一大批浅薄层超稠油、中深层超稠油的高效开发。常规蒸汽驱采收率一般大于，主要适用于地层条件下原油黏度小于 的油藏，国内蒸汽驱主要分布在辽河油田、新疆油田，其中辽河油田发展了适合中深层稠油油藏蒸汽驱技术，油藏深度拓展到 ，原油黏度提高到 ，采收率提高到。蒸汽辅助重力泄油（）技术是开采超稠油特别是浅层超稠油的最有效方法，但对油层厚度和垂向上的渗透率要求较高。近年来，中国石油直 平组合驱泄复合（）理论和技术取得了突破，形成了直平组合、驱泄复合的立体开发理论和认识，通过实施 技术，连续油层厚度由 降至 ；多介质辅助 可以有效突破夹层。火烧油层热效率较高，可以应用到油层厚度较薄的油藏，要求原油黏度低，但实际操控难度较大，目前还在实验阶段。冷采方式主要是针对油藏温度下原油黏度（）的普通稠油油藏，除了常规注水、注气等补充能量方式，主要为化学降黏、出砂冷采、微生物采油等。化学降黏开采技术通过降低界面张力和良好的乳化能力改变岩石表面润湿性，增加原油流动性，提高单井产量；近年来胜利油田在敏感稠油、深层低渗透稠油、低效水驱稠油等油藏开展化学降黏吞吐 驱技术，取得了一定成效。出砂冷采技术的关键因素是连续出砂和泡沫油驱动，对含有溶解气的疏松砂岩油藏适应性较好，可提高稠油生产能力。微生物采油技术是通过对原油中的重质组分进行降解，降低原油流动阻力，同时代谢产物可以降低原油在岩石上的黏附力，提高原油采收率，该技术成本较低，对环境污染小，但微生物对重金属、温度以及矿化度较敏感，很难筛选出合适的菌种。为解决稠油开采能耗大和污染大等问题，一些新技术也在研究中，比如积极拓展太阳能、风能、核能等新能源在稠油热采领域的应用，大幅度降低注汽成本；地下原位改质降黏技术使稠油在地下发生催化裂解，大幅度降低稠油黏度；井底电磁加热技术，解决蒸汽沿井筒热损失大的问题，为深层、超深层稠油开发提供新思路。中国石化已动用稠油储量技术现状中国石化稠油油藏主要分布在胜利油田和河南油田，地质储量 ，“十二五”以来，新增动用稠油探明未开发储量 ，涉及 个单元，其中特超 超稠油、特稠油、普通稠油动用比例分别为、和；平均油藏埋深 ，平均有效厚度 ，平均渗透率 ，以中深层、特稠油、超稠油、薄层疏松砂岩油藏为主。针对稠油油藏特点，“十一五”以来形成了以“热力复合”为主的采油模式，重点发展了薄层水平井热采开发技术、敏感稠油近热远防（即近井地带通过高温蒸汽使黏土转型，降低储层水敏程度，远井地带采用深部防膨技术，抑制储层水敏伤害）开发技术、超稠油 技术；并通过“十二五”攻关完善了浅薄层特 超稠油 技术、低渗稠油压裂防砂技术；“十三五”以来，攻关并发展了压裂辅助 增溶降黏技术、化学降黏复合驱等技术；开发技术界限不断升级，开发领域不断拓展（表）。石 油 地 质 与 工 程 年 第 期表 “十二五”以来已动用稠油油藏主要开发技术现状油藏类型配套技术储量比例 有效厚度 原油黏度 油藏埋深 空气渗透率中深 特深层特超 超稠油 浅薄层特 超稠油 中深 深层特稠油水平井吞吐技术 直井充填防砂吞吐 普通稠油薄层水平井吞吐技术 冷采技术 中深 特深层特超 超稠油油藏配套 强化采油技术，通过采用油溶性复合降黏剂和二氧化碳降低原油黏度，增大蒸汽波及体积，同时辅助水平井蒸汽吞吐，进一步扩大波及范围，通过三者的复合降黏和回合传质作用，解决了深层超稠油“注不进、采不出”的技术难题；该技术在郑、坨、草 等油藏取得较好的应用效果，原油黏度突破，油藏埋深达到 。浅薄层特 超稠油油藏配套应用 技术，通过蒸汽复合“氮气”进行隔热保温和增能助排，以及蒸汽复合“降黏剂”协助降黏，使“水平井”泄油面积扩大，解决了薄储层注入蒸汽后散热快的技术难题。该技术适用于储层埋深大于 ，有效厚度大于 的难动用稠油油藏；“十二五”以来，应用该技术有效动用准西浅薄层稠油储量 。中深层特稠油油藏采用常规蒸汽吞吐开发取得了较好的效果。针对薄多层特稠油油藏，攻关形成了薄层水平井热采开发技术，配套注采一体化管柱，在陈家庄油田、春 沙湾组等油田取得较好的应用效果，开发效果是直井的 倍左右，储量动用率提高到 以上；针对油层厚度相对较大的特稠油油藏，采用直斜井配套大规模充填防砂热采，应用于王庄郑 等油田，日产油能力提高到 。普通稠油冷采技术主要包括薄层水平井开采技术、降黏复合冷采技术、疏松砂岩压裂防砂注水等开采技术。针对低效水驱、水敏以及深层低渗透普通稠油油藏，攻关形成了“化学降黏 ”技术，通过原位快速乳化提高原油渗流能力，乳液调驱扩大了波及体积，提高了冷采采收率，在金家油田金 块、八面河西区等区块进行了现场应用，动用了地层条件下原油黏度小于 的稠油油藏；针对薄互层疏松砂岩普通稠油油藏，通过不断攻关完善压裂防砂注水开发技术，在八面河油田取得较好的应用效果，油层厚度最小到 ，覆盖地质储量。“十二五”以来，稠油油藏攻关形成了一系列开发配套技术，有效动用界限不断被拓宽，油藏埋深由 发展到 ，原油黏度最高达 ，油层最小动用厚度 ，促进了一批浅薄层超稠油、中深 特深层特 超稠油和低渗、薄互层稠油的动用。稠油未开发储量技术分类评价根据未开发储量潜力评价结果，使用现有技术可动用的未开发储量 ，仍需进行技术攻关的未开发储量 。现有技术可动用储量现有开发技术配套储量主要为薄互层普通稠油油藏和浅薄层特 超稠油油藏两大类。其中薄互层普通稠油油藏主要分布在八面河油田，以粉细砂岩为主，胶结疏松，平均渗透率 ，平均单层厚度 以上，原油黏度小于 ；主要采用油井预充填 涂防组合防砂、层间转向均衡压裂提高近井地带的渗透率，辅助化学降黏冷采或注水开发提高单井产能。针对原油黏度大于 的稠油油藏，进行冷采开发时，需要适时采取注汽引效或者二氧化碳 油溶性降黏剂引效，才能满足正常生产需要。浅薄层特 超稠油油藏主要分布在胜利西部春风油田边部，油藏埋深小于，平均单层油层厚度 左右。通过应用成熟的 技术，进一步优化注汽参数（比如增加 注汽量），扩大波及体积，达到增能助排、提高采收率的效果，为油田滚动建产提供技术支持。以上两类油藏依靠现有技术基本可以动用，但开发成本高、效益较差，需要探索新的体制机制以及地质工程一体化进行优化，进一步提高储量的效益开发。需技术攻关储量分类评价工程降本后仍不能效益动用的储量需要开展技术攻关，这部分稠油储量的特点为特深、超浅、渗透率低、层薄、敏感性强、边底水强等因素的综合影响，油藏类型主要为特深层低渗稠油、强敏感稠油、强边底水特超稠油油藏以及超浅层超稠油，地质储量 （表）。特深层低渗稠油油藏攻关方向油藏埋深大于 、渗透率小于 凡玉梅等 基于开发技术的稠油油藏未动用储量分类评价表 未开发储量技术攻关需求分类油藏类型未开发储量合计正在攻关储量暂无攻关方向储量特深层低渗稠油强敏感稠油 强边底水稠油 超浅层超稠油合计 的油藏，受埋深大、渗透率低、油稠等因素影响，冷采开发极限泄油半径小于；采用注蒸汽开发导致注入压力高，井底基本为高压热水，降黏效果远远低于饱和蒸汽；同时受渗透率低的影响，启动压力梯度大，泄油半径小，常规热采难以有效动用该类油藏。特深层、低渗透稠油油藏效益开发需建立有效的注采驱替。胜利油田攻关“降黏引驱”技术取得了突破，通过在注入井端注入大剂量变浓度降黏剂段塞驱替来补充地层能量，在生产井端注入降黏剂吞吐引效，提高井底附近的稠油流动性（图）。该技术在深层低渗透油藏王 地区取得较好的应用效果，井组实施后日产油能力提高 倍，但能量补充速度较慢，经济效益有待提高。图 降黏引驱渗流模式针对油藏埋深超过 的超深层、低渗透稠油油藏，现有开发技术难以动用，其主要分布在胜利罗家、垦西、中原文南等油田，地质储量近。强敏感稠油油藏攻关方向强敏感稠油油藏敏感指数大于 ，储量占未开发稠油储量的，其中敏感指数大于 的极强水敏储量占敏感储量的。针对黏土含量小于的普通稠油敏感油藏，需要解决因各类敏感引起的近井地带及井筒堵塞问题，攻关方向主要为以下两个方向：一是降黏 适度出砂技术，转“防”为“排”，降黏的同时适度携砂开采，可以较好地提高油藏渗流能力；二是火烧驱油技术，将空气注入油层后，人工点燃油层，高温后轻质原油气化，到达冷油区后发生冷凝形成油墙，进行活塞式驱油，该技术适应于薄层、深层和强敏感性稠油以及注蒸汽、注水开发后的油藏，采收率能够达到。年，中国石化在胜利油田郑 开展火烧驱油先导试验，取得了一定的经验和认识；年，中国石油在新疆红浅 井开展火烧油层先导试验，采收率提高了 个百分点；近两年来，胜利油田在强敏感稠油油藏金家油田筛选了三个井组开展线性火烧驱油试验，为该类油藏效益开发探索有效的接替方式。针对黏土含量大于、黏土类型以蒙脱石为主的强水敏、强速敏稠油油藏，开发过程中受黏土膨胀、颗粒运移、沥青质沉淀等因素影响，导致注汽压力高，井底堵塞，油藏无法有效动用。胜利油田金家油田沙一段油藏由于油泥堵塞井筒及近井地带，造成油井严重供液不足；虽然实施了一系列冷采、热采、防膨、压裂防砂等开发试验，但总体开发效果较差，不能有效动用，覆盖地质储量为 。强边底水稠油油藏攻关方向强边底水稠油油藏水油体积比一般大于，开发初期，油井产能高、产量递减快，边底水突破后含水率快速上升。针对这类油藏，攻关的主要方向为：降低生产压差，延缓