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西北油田第三采油厂位于塔克拉玛干沙漠北缘,负责塔河油田托富台地区、8区、10区南部和11区的开发,探明面积1511.7平方公里。该区块有486口井,已开372口井。
经过十年开发,老井产量占97.7%,其中31.5%的老井开采时间超过10年,综合含水67%。如果不更换新井,老井将面临衰退,高产井将面临见水。超深层油藏地层能量补充困难,三厂面临一系列开发和稳产问题。
面对这种情况,采油三厂以提高老井储量“生产规模”为目标,采取注水、注气和提高成本等措施,通过储量生产,由“依靠新井拉动”转变为“依靠增加老井储量生产”,实现了稳产稳产。
截至11月30日,第三采油厂已完成原油产量115.7万吨,年自然递减率和综合递减率分别为11.81%和2.36%,分别比去年同期下降4.44和6.26个百分点,达到八年来的最高水平。
保护能力,使用它,破解“水密码”
注水采油是塔河油气开发的一项重要措施。油注水是从地面向地层注水,利用油水密度差进行重力分异,实现油水置换,恢复地面的过程。
从第三采油厂实测产量结构报告可以看出,截至12月5日,第三采油厂累计注水168.3万立方米,累计产油34.69万吨,占第三采油厂总产量的28.9%。从图中可以看出,注水措施在油气生产中起着重要作用。
第三采油厂管辖的塔河8区、10区南区、11区和托富台区四个区块是我国第一个大型海洋油气田。储层以裂缝和孔洞为特征,埋深约6000米,井下压力高,注水难度大,被称为世界级难题。
天空中挂着一轮冷月。已经凌晨1点了,但是第三采油厂的开发研究院仍然灯火通明。在这种情况下,针对缝洞型海相超深层油气藏井下压力高的问题,傅东和他的同伴们仍在探讨提高注水效率的方法。
“油田开发是一个加深对油藏认识的过程,就像在黑暗中寻找光明一样,墨守成规只会止步不前,找到一条独特的道路才会有光明的未来”。傅东告诉我们。
付东和他的同伴们发现,许多低产低效油井面临着储量动用困难和采油速度下降的问题,这些问题主要是由地层裂缝闭合和底水屏蔽等多种因素造成的。
付东说:“这种低产井的能量补充大多是在酸化压裂后泵送,但成本高,效果不理想。”
如何降低成本,实现效益发展?经过多次对出砂数据的分析,付东和他的团队发现TK829井周围有多套储层,这是一个典型的定容特征。储量重新计算后,仍有17,000吨可采储量未动用。通过系统论证,确定该井实施高压膨胀注水,并向新使用的油藏注入17000立方米水补充能量,实现开井后自流生产。
这个成功的案例显示了破解“水密码”问题的曙光。第三采油厂通过对储层特征的详细了解,确定了“打破传统思维,以精细注水和驱油为基础,通过提高源头、增加过程中的压力、最终提高效率来加强注水能力的全链提升”的工作思路。对全厂现有单元和单井进行了重组,并通过“是否可以通过单元注水开发,是否可以通过注水代替油开发,是否可以通过高压注水开发”来评价注水潜力,有效地扩大了注水能力,取代了原来的位置。
通过成功实施一系列注水驱油措施,如向主断层注水建井网、改造水窜井井网、高压注水使用多套储层等,扩大了储量生产位置,注水效果较去年同期有较大提高。注水后,石油产量增加了近40,000吨,证券交易委员会的储量全年增加了396,000吨。
针对常规注水衰竭井和储层运移井,该厂创新定量注水技术,提出高压膨胀注水技术,实现了井周储量从一套到多套的利用,每年实施5口井,累计增油5154吨,增加SEC储量4.8万吨。同时,该厂选择井网中的关键井,通过反向注水进行井网建设,实现井间储量的回收。全年实施5个井组,日产油量增加105吨/日,累计增油12000吨。
通过改善源头、增加过程压力、提高终点效率、加强注水能力全链提升等措施,水驱储量利用率从2015年的13.8%提高到目前的28.2%,新增储量使用1120万吨,为稳产奠定了坚实基础。
注气提高了效益,使油井“自豪”
塔河油田的能量补充手段主要是注水和注气。然而,随着多轮次的实施,井间气驱和水驱优势通道形成后,驱油效率逐渐下降。
如何解决气驱效果恶化与产量增加之间的矛盾,是对科研人员的一个考验。
第三采油厂提出了不断深化地质认识,挖掘油藏潜力的想法。围绕“高效提高储量利用率”的原则,构建稳定注水技术体系,有序推进新工艺、新技术,扩大注气规模,提高气驱效率。单井注气技术由经验设计向定量设计转变,通过合理增加注气规模,挖掘单井潜力。
在10420X井早期,经过几轮井组气驱后,井与井之间的优势气驱通道逐渐形成。该区块技术员李桂云分析认为,大量剩余油分布在优势通道以外的二次通道,认为可以采用变排量、变周期、变总量的注气方式,有效提高注气波及体积。
选择井组TH10420X-TH10419,根据不同阶段储层条件的变化,及时调整和改变总注气量、注气速度和注气周期,分三个阶段逐步注入90万立方米气体。邻井TH10419在该井注气7天后开始生效,有效期内平均含水率为60%,比有效期前低10%。
“分阶段注气完全避免了以往注气量不变、注气一口气完成的注水方式。目前,这种注气方式已推广到三个井组,成为增加储量、增产增效、增加10.5万吨SEC储量的武器。”街区技术员李桂云说。
通过不断深化地质认识和优化技术,采油三厂“老井稳产”受到了漂亮的打击。
同时,该厂优化了强底水单元的单元注气井,实现了“一注多采”,提高了井间储量的利用率;在油气富集区对高效注气井实施“反周期”注气,有效地盘活了注气存量,使全年注气工作实现了从单井到单元、从单阁楼到多阁楼、从单流线到多流线、从平面到立体的挖潜,有效地弥补了自然递减。
今年以来,通过有效增加气驱波及体积,优化了38口井的注气参数,同期注气量由5043万立方米增加到7075万立方米,注气量由2018年的19.18万吨增加到22.3万吨,占年产量的18.03%。美国证券交易委员会的储量全年增加了340,000吨,天然气注入量自然下降了2.6个百分点。
转变观念,寻找突破,将短期石油增加转变为长期储备增加
年轻人不仅应该保持现在,还应该关注未来。延长老井的使用寿命,保持长期高产稳产,不仅需要“注水注气”,还需要观念的更新和精气神的持续深层滋养。
TP271H井组是一注多产的注水井组。也就是说,通过一口注水井向井组中的多口油井注水来实现驱油。在水驱过程中,缝洞型碳酸盐岩储层的水锥或底水局部涌升,影响了TP271H的水驱效果,导致受影响井TP15X、TP240和TP202日产油40吨。
第三采油厂的总工程师李俊认为必须找到一种新的方法。经过重新调整思路,提出了“降浓调堵、多级封堵、过驱”的调堵方式,提高了中密度颗粒的浓度和堵剂的用量。TP15X井恢复注水后效果明显,实现了短时流动生产。
“油井增加了450吨石油产量,这些措施增加了11,000吨美国证券交易委员会储备。同时,它也突破了工艺技术思维的创新,为下一步优化工艺提供了思路。”第三采油厂总工程师李俊说。
第三采油厂尝到了调整思路寻求突破的甜头,继续发挥自身优势,在加强精细油藏描述和精细研究的基础上,提出了一系列增产措施。抓住当前注水和注气两个“饭碗工程”,继续开展水窜井和气窜井氮气泡沫驱油处理现场试验,优化规模和工艺参数,推进新技术实施,提高注水和注气驱油效率。
针对压裂液封堵调整时“大裂缝不能卡,小裂缝不能注入”的问题,加深对“裂缝”和“通道”的认识,通过体积酸压和高压注水,充分打开储量利用的关键节点,实现从常规被动抽水措施向泵升级、堵水、储层改造、大修等积极措施的逐步转变,进一步提高油田稳产和可持续发展能力。
考虑到该厂大部分井具有高累积产量和高含水量,储量难以使用。为了量化压差和流量潜力以提高储量利用率,强化了泵的升级措施。对于单井来说,屏蔽压差被液体抽取打破,对于单元来说,通过液体抽取来调节流动势,以平衡油水关系。该泵每年升级21次,增加石油17000吨,增加美国证券交易委员会储量52000吨;同时,重视单井挖潜向单元平面的过渡和井与井之间的关系,对单元内关键井的井筒进行检修和修复,改善井网。大修措施每年进行22次,包括11次修复井和根据机组进行调整,增加26000吨油和168000吨SEC储量。
为了进一步夯实稳产基础,拓宽产能新阵地,我厂针对产量仅占6%的碎屑岩储层,提出了“碎碳”与油气并重的发展思路,力求在地质认识和挖潜手段上有新突破。
2019年9月,该厂邀请油藏开发行业专家召开“采油三厂上覆地层潜力调查”学术研讨会,对该厂白垩系、石炭系和古近系碎屑岩储层的地质特征和潜力分析、测井解释和老井复查进行了深入交流和探讨,为该厂未来产能置换和稳产目标注入了一剂强心针。
流程建设体系提升未来发展能力
为确保开发效益,机械生产的健康工作条件、井筒完整性和科学的增储技术是前提。
塔河油区油气田埋藏深,原油超稠,粘度高,储量丰度低,储层发育差,开采难度大。针对这些问题,第三采油厂大胆创新,突破技术瓶颈,加快新技术、新工艺的应用,逐步构建技术体系,有效改善机械生产和井筒完整性的健康工作条件。
TP143X井于2011年钻井,酸压完井后生产状况良好。然而,在2018年8月,竖井坍塌,主要生产井段被掩埋。井筒采取措施处理,常规磨鞋处理在集团下进行,堵塞严重,大颗粒岩屑难以返出。当钻屑被处理到5874米时,没有有效的镜头。经分析,采用GS高效捞砂技术,实现了带压反循环钻井、高返速携砂和捞砂同步进行,日产油5吨/天,累计增油1200吨。
该厂秉承“井眼资源是发展的基础”的理念,积极推进井眼保护和资源回收,形成了以高强度膨胀堵剂为主要材料的低成本套管损坏井处理系统、以GS高效捞砂技术和防塌尾管为核心的坍塌井高效防控体系、以方案论证和控制现场及阶段总结为闭环管理的标准打捞技术体系。2019年,第三采油厂共回收9口探井,回收经济可采储量13万吨,巩固了井筒资源基础。
同时,加大技术创新力度,应用GS负压捞砂技术解决大斜度井和井漏井的坍塌处理问题,克服了井漏井井筒处理成功率低的技术缺陷;为了解决碎屑岩水平井的防砂问题,采用控流水防砂技术稳定油控水,延缓底水锥进,提高未来开发能力。
在增储技术方面,该厂采用常规注水泵、高压注水泵和1000压裂泵车作为阶梯式注水设备,以满足不同储层压力的注水要求。
根据非主应力反储层的通讯需求,现场测试了可降解纤维暂堵压裂和定向喷射压裂技术8小时,实施了13口井,增产13000吨,增加经济可采储量31000吨,有效提高了储量生产能力。
规划和管理整个过程以提高储量的利用效率
科学管理是一项系统工程。为缓解世界一流的产能递减开发问题,实施油、气注水以提高效率和工艺创新,有必要深化油藏认识,建立完善的生产经营“全过程计划管理”体系。
12月5日,在2区远程监控室,值班人员在大屏幕上观察油井生产参数,发现TP152井远程功率图负荷异常增加。根据异常情况,分析为井眼乳化,并迅速通知现场人员切换加药工艺,使油井生产恢复正常,避免一口井倒。工厂的另一个特点是通过信息化促进旧区的稳定生产。
作为中国石化智能采油厂建设的试点单位之一,近年来,第三采油厂充分发挥信息化优势,完善了信息化基础数据,提高了异常处理效率,推动了智能化向地下、油藏描述和开发管理的延伸,全面控制了生产组织和运行的各个环节,确保了各个环节的有序高效衔接。
物联网技术的应用为老井的稳定长期开发插上了智能的翅膀,生产效率比过去提高了40%。
第三采油厂在信息化建设的基础上,采用PDCA模式进行管控,先后集成应用参数远程传输、抽油机远程启停、无人机巡线等新技术成果,成为管理中转站、单井、管道协同作业的指挥平台,作业时间增加60%;信息化基础设施建设,如在线含水率监测、液位监测、稀释井远程控制、加热炉自动温度控制等。,全面提高了油水井的管理水平,生产效率长期保持高位稳定,开井率由72.3%提高到73.6%,躺井率平稳运行2.2%,检泵频率控制在0.27。
通过涵盖油气开发、集输、HSSE管理、生产运行参数监控和参数优化等各个方面的智能系统,对管网注水数据进行采集和监控,提高整体感知。监控时间由原来的人工检查2小时减少到5分钟,注水时间增加20%;注气作业的数据采集和访问,作业现场的全面远程监控,时间限制从1小时减少到5分钟。
“油田开发工作就像逆水行舟,墨守成规就意味着无所事事,主动改变就能创造美好的未来。利用地下优质储量,形成油田物性好、适应性强的老井坚硬稳定的运行模式,实现效益开发,保持老井稳定高产的青年居民。”这是西北油田第三采油厂的人达成的共识。
编者:纪爱玲
标题:激发旧区“青年”稳定生产的动力
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