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胜利油田稠油黏度与其组分性质的关系研究
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胜利油田用智慧采油收藏
&&&& 从浩瀚的太空俯瞰地球，这颗蓝色的星球在茫茫宇宙中，显得是那么美丽，迷人。&&&& 在这颗星球上，高山苍茫，森林葱郁，大河奔流。展开世界地图，在中国的东部，浩渺的太平洋和广袤的欧亚大陆交接，奔腾的黄河，越过高山峡谷，历经激情澎湃的旅程之后，平静地汇入大海。&&&& 在这片富饶的土地之下，有“现代工业血液”之称的石油深埋于地下，如何把有限的石油资源尽可能多地开采出来，一直是一代又一代石油人的梦想与追求。胜利油田有“中国石油地质大观园”之称，地质构造极为复杂，断层密布，落差悬殊。如此复杂的地质构造孕育了诸多世界级开发难题，也给采油工艺提出了极为严格的要求。&&&& 但是胜利采油人创造了奇迹。胜利油田开发40多年来，自1987年产量突破3000万吨，此后，在3000万吨水平上保持稳产一直到1995年，年产量连续稳定在2700万吨以上。连续14年实现了储采平衡，连续10年保持综合含水不上升。是智慧和汗水造就的科技传奇，是创造和创新的力量，让胜利油田不断从胜利走向胜利。近几年来，胜利采油工艺又提出“大采油工程”观念，紧紧围绕提高储量动用率、提高油田采收率和提高油田开发效益三大主题，强化采油工程基础研究和关键技术攻关，深化新技术的集成配套和规模化应用，不断提高采油工程在油田开发中的贡献率。如今，各种采油工艺如花开万朵，竞相斗艳。“水”是这样变成油的“水”是可以变成油的，只要你有智慧，有热情，有信心，还有肯吃苦。&&&& 注入地下的是水，提上地面的是油。注水的工艺水平，决定着采油的量和质。&&&& 许多人可能一辈子都不会忘记，胜利油田有史以来规模最大的那场注水大会战。&&&& 随着胜利油田进入开发后期，水驱开采效率低下，地层污染严重，井况不断变差，油田注水开发面临严峻形势。2005年，中石化开展了为期半年的“注水系统现状大调查”，随之决定开展一场大规模的水井专项治理行动，并将2006年确立为“注水工作年”。胜利油田提出要在“注水工作年”内完成1100口水井治理的工作任务，以逐步缓解平面及层间矛盾，减缓自然递减，夯实稳产基础。&&&& 2006年2月份，整个鲁北大地，春寒料峭。胜利采油工艺研究院的科研人员向胜利油田立下军令状：要在6个月内完成全油田1100口井的水井治理任务。&&&& “半年治理1100口井，直接不可能。”这是绝大多数明白形势的石油人的第一感觉。然而此时，采油工程科研人员们却已是摩拳擦掌，跃跃欲试。有压力才有动力，人手少更要发挥出智慧的力量。胜利采油人就是要挑战自我，迎难而上，实现“不可能”。&&&& 工夫不负有心人。到当年的7月中旬，采油工程科研人员圆满完成了1100口水井的专项治理工作，投注有效率达到96.73%，完善了52个区块的注采关系，有效缓解了层间矛盾，补充了地层能量。&&&& “今天的水就是明天的油”，这样的理念已经深入人心。采油专家说，注水对于油田，就像中药对于人体一样，尽管见效慢，但慢慢调理，可以使油井和油藏得到保养和恢复，为进一步稳产和上产打下坚实的基础。以前，相当一部分采油人尽管认识到注水的重要性，却没有把它放在重要位置，主要原因还是成本和产量的硬指标问题。因为注水不仅需要巨额资金，而且见效慢，而成本和产量又是考核各生产单位的两项主要指标，所以，说起注水很重要，但干起来不重视注水的现象就见怪不怪了。有的采油厂有油井17年未动管柱，５年左右不动管柱的情况更是非常普遍。还有一个现实问题是，在分层注水中，有的层段让水给撑着了，有的层段却渴得要命。“分层注水就是定饭量，吃得多了造成水淹，吃得少了就不能驱油。”
&&&& 由此导致了2006年轰轰烈烈的水井专项治理行动。据悉中石化集团公司为这场水井专项治理行动总投资达到５个亿。而胜利油田以其重要性分得了2.7亿元的投资“大蛋糕”。经过了4年的水井治理，效果越来越明显，目前胜利油田注水井状况得到显著改善，注水井免修期从原来的1年延长到3年，注水层段合格率大幅提高，稀油自然递减减缓，老区开发形势明显好转。在这个过程中，胜利采油人的智慧和汗水凝聚成了一整套适应胜利油田不同类型井况需要的分注技术系列及攻欠增注技术系列，既为油田水驱做好足够技术储备，也使自己的注水技术进入国际领先行列。“热”是可以变成油的油稠，最直接的办法就是热采，让稠油变稀就好开采了。&&&& 而目前我们遭遇到的特超稠油稠到什么程度呢？有人这样形容，从井口溢出地面，油是成坨的，很像沥青，用脚踩都不会变形，甚至可以用来雕刻工艺品。&&&& 有权威指出：常规原油的可采储量仅剩1500亿吨，而目前全球原油年产量已达30亿吨，如此算来，常规油的枯竭之日己不十分遥远。所幸的是，大自然还给人类留下了另一个机会——稠油以及超稠油、特超稠油等等。目前胜利油田稠油油藏已经累计探明储量4.7亿吨，分布在单家寺等11个油田，覆盖10个采油厂。动用储量3.55亿吨，累计生产原油3600万吨。丰厚的资源，被拿出的还仅是一小部分。我们的稠油平均采收率目前只有20%左右，而中石化总部提出了50%至60%的奋斗目标。油田开发后期，稠油已经成为油田稳产的重要力量。国内外稠油油藏采用的各种技术开发实践证明，注蒸汽开采方法（包括蒸汽吞吐及蒸汽驱）是最有效、也是最主要的热采开发技术。早在26年前，胜利油田就开始涉足稠油开发。1983年，胜利油田边底水厚层砂岩特稠油油藏蒸汽吞吐先导试验拉开了稠油开发的序幕。随后，油田稠油产量逐年攀升，到“十五”初已经达到年产量150万吨的规模。但毕竟新发现的可直接热采出来的稠油越来越少，而还要提高产量，究竟靠什么来完成这些“不可能”的任务呢？仍然还是要动脑筋，让人的智慧催生科技的进步，进而变“不可能”为“可能”。&&&& 实际上，对于胜利油田这个勘探开发了40多年的特大型复式油气聚集区而言，科技已成为促进油田持续有效发展的决定性因素。据统计，“十一五”前三年，胜利油田直接依靠科技进步新增探明储量1.4亿吨，新增可采储量近4000万吨，2009年稠油产量达到413万吨，新增原油近千万吨，科技成果应用率达90%以上，有力推动了油田持续发展。&&&& 面对用脚踩也踩不动的特超稠油，胜利采油人想出了各种各样的办法，其中一项就是“热化学复合技术”，该项技术的提出，就是专门针对稠油、超稠油、特超稠油开发的一种集成技术，也可以夸张点说，是放之“稠油”四海而皆准的一门“万能”技术，因为它抓住了“热采”的核心，辅之以各种有针对性的“催化”手段，遇山搭路，遇水铺桥，势必要将稠油都化解开，最终达到可以开采的目的。&&&& 从技术上说，“热化学复合技术”就是指以蒸汽携带热量为基础，充分利用化学体系对原油或油藏理化性能的改变达到提高采收率的目的，其核心是利用热和化学的协同增效作用达到大幅度提高采收率的目的。&&&& 值得一提的还有一种HDCS技术。HDCS是一种特超稠油强化开采技术，是胜利采油人针对特超稠油油藏注气压力高、蒸汽波及体积小、洗油效率低、反排困难等难题，将热化学技术和水平井技术有机集成，创造性提出的“水平井+降黏剂+二氧化碳+蒸汽”的强化采油技术。该项技术突破了以前被视为禁区的特超稠油有效动用关。目前已动用特超稠油1879万吨，建成产能49万吨，预计还可动用储量2000多万吨，新建产能53万吨。
&&&& 把热发挥到极致，也是可以创造奇迹的。向“磨刀石”要油“储油层就和磨刀石一样致密。”采油人这样形容某些特低渗油藏。像这些低渗、特低渗油藏以及某些稠油，在胜利就被称为低品位石油储量。2008年，中国进口原油1.788亿吨。国家每年花费数百亿美元外汇进口原油，却眼睁睁地看着国内已经探明的低品位石油储量无法动用。胜利采油人的智慧又聚向了这一领域。所谓低品位储量，实际上就是用常规投资或者技术手段难以动用的油藏储量。年胜利油田动用低品位储量6040万吨，建产能96.6万吨，分别占新区动用储量和建产能力的23%和19.4%，4年累积产油114.8万吨，占新区阶段产量的13.8%。但趋势是，新增探明储量品位不断变差，有效动用难度越来越大。目前油田每年新增探明储量规模稳定在1亿吨，但主要以滩坝砂、砂砾岩体等特低渗透油藏和薄层稠油油藏为主，采收率均普遍较低。在未动用储量品位不断变差的情况下，采油工程技术的进步已成为提高储量动用率的重要保证。目前，采油工程技术已做好了两手准备，一是提前介入勘探试油，为有效开发动用做好技术准备；二是围绕提高单井产量，进行技术攻关集成和产能建设方案优化。低渗透油藏地质条件复杂，认识难度大，试油工艺存在三个方面的难点：一是由于地层破裂压力高，相应就对压裂设备和管柱的要求高；二是压裂过程中易产生多裂缝，难以形成有效的主裂缝，易脱砂；三是由于储层高温高压、水敏性强，对压裂材料性能要求高。通过试油试采技术的突破，胜利采油人有效推动了8100万吨地质储量的成功升级。并经过后续的深化集成配套，形成了敏感性稠油油藏开采配套技术、特低渗透油藏压裂改造技术等系列集成化技术，为低品位储量的动用磨尖了刀刃。胜利草南油田就是典型的低品位储量。“这里油稠、层薄、出砂，过去开发是打直井，完井之后还要注上几轮蒸汽，然后才会出油。”草南油田出油难，采油人印象对此深刻。该油田的变化出现在2006年，那一年，中石化集团公司作出了开展低品位储量开发的决策。胜利采油人尝试引进了水平井开发薄层稠油以及高精密滤筛管防砂等系列先进技术。尝试取得成功，这些先进技术把原本没有开采价值的小断块、薄油藏变成“肥蘑菇”，而高精密滤筛管不仅可以成功防止砂堵，还能增加原油渗透率，仅这两项技术的应用，就基本解决了草南油田的开发难题。纯梁采油厂的高89区块属于特低渗油藏，就是采油人说的磨刀石一样的油藏。过去这一区块的开发流程很简单：打完井再进行一下压裂改造就投入开发。因为地层渗透性太差，根本无法进行注水调整，产量衰竭之后再打新井。对于这一难题，胜利采油人想出了分段压裂技术对储层进行改造，几口井完井投产之后效果显著。油井正常生产之后，再对区块进行注水调整，如此又延长了油井的开发周期。特低渗油藏开发难题迎刃而解。井横着打过去 &&&&&& “少打井，要打就打高效水平井。”这一开发理念越来越深入采油人的心。&&&& 水平井技术之所以能够得到广泛应用，主要得益于较高的投入产出比。与传统的直井开采方式相比，它具有延缓底水锥进、增加油气井的泄油面积、提高油气井产量和采收率、增加可采储量等优势，特别是能够实现难动用储量的高效开发。随着技术的不断进步，水平井对复杂油气藏的适应性越来越强，在新区产能建设方面，应用水平井技术将使得开发方案更加优化，在老区产能建设和挖潜调整方面，水平井技术将真正实现“油藏精细管理”的目标。韵律层、薄互层、断块边角等剩余油相对富集的部位对水平井而言，挖潜如探囊取物。对于低渗透、稠油、缝洞型碳酸盐岩等边际油田来说，水平井以其更大的钻遇率和更大的泄油面积，可大大提高油藏的动用程度。国内外许多成功的实例已说明，采用水平井技术能够实现边际油田的高效开发。
&&&& 1991年胜利油田与美国合作完成的第一口科学试验水平井埕科1井，拉开了大规模采用水平井开发的序幕。胜利油田的营93-平2井，连续10年实现高产，单井累计产油17.6万吨，是目前中石化所属油田中水平井单井产油最高的井，现在仍然保持日产11.2吨的水平。胜利油田采用大位移水平井实现了垦东油田405区块的海油陆采。至2009年底，胜利油田累计投产水平井1550口，累计产油1423万吨，形成了比较成熟的水平井完井、采油、修井系列技术，实现了规模化应用。水平井技术已经成为提高储量动用率、提高采收率和单井产量的有效手段。&&&& 从国内水平井应用的总体效果来看，每口水平井的钻井成本约为直井的1.5倍，但其日产油量是直井的2～5倍，含水率比直井降低30%～50%，增加可采储量是直井的2～3倍。这个账，胜利采油人算得明明白白。“九五”初期，水平井技术刚刚起步，与国外同行相比，在经验和技术方面存在较大差距。这一时期是胜利油田复杂结构井技术发展的关键阶段。面对油田稳产对技术的迫切需求，胜利采油人勇挑重担，不等不靠，充分发挥自己的聪明才智，把单一的水平井固井射孔完井技术发展成类型多样、技术适用性强、完井成本低的技术系列，在现场应用中不断创出佳绩。&&&& “十五”期间，胜利采油人又一举进入复杂结构井完井采油的最高技术领域，承担了集团公司“分支井完井采油技术”课题的研究。该项水平井技术极为精细复杂，稍有疏漏，就会造成投入巨资钻成的油井报废。在此之前，胜利采油人仅仅从外国技术人员的口中偶尔听过只言片语，他们发扬“没有条件创造条件也要上”的铁人精神，经历了无数次失败，最终攻克了双分支水平井完井采油难关，填写了国内一项空白。“把井横着打过去”，说起来容易做起来难。水平井与直井最大的不同，在于地面的力很难传到井下。对于打捞作业尤其困难。为解决这一难题，胜利采油人又成功研发出井下增力打捞技术，为世界首创。从此，水平井打捞也不再是难事了。巧手当家不费柴&&&&&& 对于油田来说，既是能源生产大户，也是能源消耗大户，稍一放松，也许千万产值就化为乌有。胜利采油人的智慧在于，采油工程也可以巧用，又能节能，又能减少污水排放，还能产生效益。&&&& 原油生产过程中，由于多种原因造成的油井管杆偏磨现象十分普遍，由此造成作业施工免修期短，抽油杆、油管报废严重，作业费用居高不下等问题。为缓解或治愈这一痼疾，从2006年开始，胜利采油人又展开了油井偏磨专项治理工作。&&&& 调研显示，胜利油田严重偏磨井有2500多口，占总开井数的20％以上，每年造成直接经济损失超过3亿元。在认清油井偏磨主要原因的基础上，胜利采油人对症施治，以抗磨蚀HDPE内衬油管、CEP碳锆涂层油管和弹性支撑抗磨副为核心主导技术，配套管杆减磨接箍、扶正器、加重杆等防偏磨措施，形成适应不同类型偏磨油井的防偏磨技术系列，满足了高含水期、高矿化度、大斜度井举升的需求，大大延长了油井免修期。&&&& 2006年至2008年，胜利油田治理2152口偏磨井，偏磨井生产周期由治理前的平均153天延长至452天，实际减少作业1276井次。油井偏磨治理工程大幅度压减了作业工作量，降低了油井作业施工费用，减少了功率虚耗，使油田整体经济效益得到大幅度提升。&&&& 油水井带压作业曾是石油人的一个梦想，而今胜利采油人可以自豪地说：“梦想已经实现。”带压（不压井）作业就是利用特殊的修井设备，在油、气、水井井口带压的情况下实现管柱的安全、无污染起下作业。它能够有效解决高压水井、自喷油井、新射孔和压裂井的作业难题，提高注水时效和水井利用率，减少油层污染，进而提高油井产能。
&&&& 2006年，胜利采油人的视线锁定在这一领域。先后经历了调研、合作开发试验、自主研发三个阶段，到2009年，已攻克完成密封防喷技术、加载控制技术、液压控制技术等5项关键技术研究，试制了6台带压作业样机，进行了110多井次油水井带压作业，累积增油1.7万吨，完全具备了大规模推广条件。&&&& 油田生产中，尤其是稠油注汽开采过程中，耗用大量清水资源，产生大量采油污水。污水含盐量大，乳化严重，成分复杂，且温度较高。以前由于没有合适的技术，污水只能经过简单处理后回注地层或达标排放，不仅浪费了污水的热能，而且还要花费高昂污水回注费和外排费。&&&& 日，是一个值得记住的日子，在这一天，胜利采油人在陈庄油田成功启动采油污水回用工程。这是目前国内最先进的污水深度处理回用技术，经深度处理的污水直接替代清水回用锅炉。既节约了宝贵的清水资源，避免污水外排污染环境，实现节能减排，又利用污水中的残余热能，节约锅炉燃料消耗，实现了节能降耗，真是一举多得。&&&& 此外，胜利采油人还在孤岛油田研究成功含聚污水深度处理配聚资源化利用技术。深度处理后的污水也可以替代清水配制聚合物母液。&&&& 胜利油田每年三次采油注聚调配和稠油热采蒸汽锅炉用水要消耗大量的清水。这两项技术的研究成功，意义不言而喻。&&&& 国家“十一五”规划纲要明确要求：今后5年内，国内万元GDP能耗要降低20%，主要污染物排放总量要减少10%。胜利采油人的智慧正让胜利油田提前逼近这一目标。众人拾柴火焰高
&&&& 如果说“3个臭皮匠，顶个诸葛亮”，那么3个采油人的智慧合在一起会怎么样呢？如果是不同领域的3个采油人合在一起？如果采油工程只是石油开采全过程的一个环节，那么它跟油气勘探、油藏工程等合在一起，又会产生什么样的效果呢？如果一项技术可以开发一种油藏，那么几种相关技术融合在一起，是不是会更好一些呢？&&&& 实际上，油田勘探开发进入新的阶段，已经对采油工程提出了新的挑战和要求。其核心就是紧密结合开发需求，不断强化理论创新和科技攻关。原来勘探是勘探，开发是开发，现在追求的是“勘探开发一体化”。以油田储量动用情况为例，目前老区动用程度差是造成油田采收率低的主要原因之一。面对这一难题，采油工程系统明确了三个方向的重点工作：一是提前介入勘探试油，为落实储量、储量升级及有效动用提供有效技术；二是加强关键技术攻关，为提高储量动用率提供技术支撑；三是强化技术集成配套，大幅度提高单井产能，实现老区有效动用。&&&& 此外，技术集成已经成为油田开发的主旋律。针对中高渗高含水油田、稠油热采多轮次吞吐油田以及低渗透油田的主要开采矛盾，采油工程就配套了中高渗高含水油田区块整体堵调、稠油油藏多轮次蒸汽吞吐后转蒸汽驱、低渗透油田重复压裂改造、疏松砂岩侧钻井完井采油四项集成技术。每一项集成技术都综合了多种关键技术，融合在一起，犹如威力巨大的“集束炸弹”，指向老区油田提高采收率。&&&& 以高含水油田区块整体堵调技术为例，目前胜利油田水驱油藏采收率29.1％，综合含水91.2％，采出程度22.1％。长期的注水开发，使地层大孔道普遍存在、油藏非均质性加剧。扩大水驱波及体积，提高水洗强度，有效挖潜剩余油，是提高老区动用程度的关键。&&&& 堵水调剖技术施工简捷、周期短、见效快、油藏适应性强。但是小剂量调剖易导致后续水绕流，波及体积有限，如果实施区块整体堵调就可有效扩大波及体积，提高动用程度。而这正是一种有效提高水驱开发效果的集成技术。该项技术在飞雁滩油田实施的整体堵调先导试验中已经见到效果，增加可采储量3.51万吨，提高采收率1.27%。&&&& 为进一步提高水驱动用程度，下一步还要集成两项技术：一是通过深部调驱与井网重组实现平面液流转向，扩大波及体积、提高水洗强度；二是通过“注、调、采”联动、地下流场重整，提高水驱动用程度。集成以后再集成，最终实现扩大水驱波及体积，挖潜剩余油，达到进一步提高水驱动用程度的总目的。&&&& “技术再好，转化不成生产力也不行，解决实际问题才会被认可。”胜利采油人没有忘记这一点，最近两年，科研院所与采油厂结合得越来越密切，充分取长补短，各取所需，发挥出一加一大于二的作用。有数据显示，年，采油工艺研究院科研人员共完成一线油田单井设计8323井次，现场实施4844井次，完成117个采油工程方案编制，制定规范、修订标准139项，落实制约油田开采的技术瓶颈问题358项，并且解决了其中的291项，真正为胜利油田的持续发展作出了贡献。通过不断深化提升，进一步推进了技术集成应用，实现了规模化效益。
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胜利油田解决特超稠油解聚降黏难题
核心提示：近日，2014年度中国石油化工集团公司科学技术奖励评审结果公布，胜利油田石油工程技术研究院承担的课题特超稠油解聚降黏开采关键&近日，2014年度中国石油化工集团公司科学技术奖励评审结果公布，胜利油田石油工程技术研究院承担的课题&特超稠油解聚降黏开采关键技术研究&喜获中国石化集团技术发明三等奖。该项目成果已在现场实施300余井次，累计增油近15万吨。
特超稠油由于含有胶质、沥青质、杂原子等造成稠油的黏度超高，导致原油在油藏、井筒中流动困难，严重制约了该类油藏的经济高效开发。该项目针对特超稠油的高黏度特点开展研究，在揭示稠油聚集机理的基础上，提出了地层解聚降黏提高渗流能力和井筒高效乳化降黏提高举升效率的技术路线，通过创新合成稠油解聚降黏体系和现场实施工艺优化，有效疏通地层至井筒、井筒至地面两个通道，大幅度提高了特超稠油的开发效果。
该项目研究成果成功应用于油层解聚降黏、井筒乳化降黏和井筒沥青沉积解堵等措施中，截至目前共在胜利、塔河等油田累计实施300余井次，累计增油近15万吨，为胜利油田乃至中石化低品味稠油油藏的高效开发提供重要的技术支撑。（任厚毅硅钨酸对胜利油田超稠油的催化降黏作用--《大庆石油学院学报》2004年01期
硅钨酸对胜利油田超稠油的催化降黏作用
【摘要】：针对胜利油田超稠油降黏问题,制备了一种超强酸催化剂硅钨酸(H4SiW12O40).在近似蒸汽吞吐开采稠油的条件下,通过室内正交实验,考察了H4SiW12O40对胜利油田超稠油的催化降黏作用,分析了H4SiW12O40,H2O以及反应温度、反应时间对超稠油黏度的影响;测定了反应前后超稠油的黏度、烃分布和S的质量分数;并考察了地层水和油层矿物对催化降黏作用的影响.结果表明:当m(超稠油)∶m(H4SiW12O40)∶m(H2O)=100.00∶0.04∶8.00,反应温度为240℃,反应时间为36h时,胜利油田超稠油的黏度可降低67.5%,轻烃组分增加,重烃组分减少,S的质量分数降低;H4SiW1
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TE39【正文快照】：
　　我国是世界上稠油资源丰富的国家之一,如何开采稠油,使之成为可动用储量,是石油界一直在探索的问题[1].稠油具有特殊的高黏度和高凝固点,在开采、集输、炼制等方面都会遇到技术难题,化学降黏技术为解决这些难题提供了帮助.稠油井下催化降黏技术可使地下和井口稠油黏度降低
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