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渤海油田持续稳产要掌控“水世界”(图)

2018/5/21   关键字:   来源:[互联网]

  [中国海洋石油报2018-05-18]

  今年3月,中国海油“渤海油田3000万吨持续稳产”重大科技专项启动。为配合重大科技专项的有效实施,2018年被确定为“渤海油田注水年”。
  与“渤海油田3000万吨持续稳产”重大科技专项同时落地,“渤海油田注水年”犹如迫不及待的开路先锋,率先打响了油田稳产的第一枪。
  “注水”为何被提到前所未有的高度?它在实际推进中存在哪些困难?渤海油田又将如何破题才能为未来十年持续稳产赢得先机?
  持续稳产之道,缘何花落“注水”?
  持续稳产是渤海油田必须肩负的责任。作为我国北方重要的能源生产基地,渤海油田持续稳产3000万吨,对于中国海油发挥在国家能源安全中的作用、建设中国特色国际一流能源公司具有重大意义。而注水能在稠油规模开发、边际油田开发等众多稳产之道中脱颖而出,并享有量身打造“注水年”这样的优厚待遇,是由多方面原因决定的必然结果。
  渤海油田的油藏构造以陆相沉积为主,特别是河流相沉积,跟海相比较,砂体分布受到一定局限,只有加强注水,通过注水补充能量,才能更好地将原油驱替出来。目前,渤海油田84%的可动用储量依靠注水开发,91%的油气产量来自注水开发。由此可见,地质条件决定了注水开发的“龙头”地位。
  相比于其他措施,注水开发具有操作成本低、见效快、效果好、经济性强等诸多优点,自然拥有更强的竞争力。
  事实上,注水开发已在渤海油田实施多年,为何要在今年专门设立“注水年”,给予前所未有的重视呢?
  一方面,由于油气产量自然递减的必然性,渤海油田已经告别了快速建产的发展模式,由速度规模型向质量效益型转变。在高速增产阶段主要依靠新油田的开发扩大产能,而在新阶段,则要将更多精力放在老油田稳产上。另一方面,国家对生态文明建设日益重视,渤海油田始终坚持“在保护中开发,在开发中保护”,在开发生产过程中也愈来愈重视老油田的挖潜。
  作为中国海油石油产量的稳定器、创新的一大主力军,渤海油田肩负持续稳产的新使命。在再稳产十年之始,以需求为导向,以解决问题为目的,抓住“注水”这样一个最精准、最快捷、最有效的手段是综合时势与条件后的必然之选。
  重视程度的不同也带来工作模式的改变。以往,生产单元缺乏支持,手里只有常规的生产操作费,大家在推动注水新工艺方面动力不足,遇到困难或投资大一些的改进措施就容易打退堂鼓;即使有新技术成功应用,但由于缺少试验资金,注水工艺新技术的试验规模不够,转化效率和速度都较为缓慢。而在“注水年”,有了专项资金与人力、物力、改革制度的合众之力,大家再也没有了后顾之忧,开始大刀阔斧地推进精细注水。例如“智能分注”测调工艺,有了专项资金支持,很快推到现场去,迅速形成生产力,第一时间释放注水“红利”。
  目前,注水工作全面推进,“微压裂”解堵工艺已从渤南作业公司向全渤海铺开,“智能分注”测调工艺正从秦皇岛32-6/渤中作业公司推广到各油田,这也是“注水年”实现注够水和精细注水的两个拳头项目。而到5月末,渤海油田将全面完成注水大调查,系统梳理存在问题,为下一步工作打好基础。
  雄关漫道,如何破题开局?
  注水开发油田自然生产能力递减率由16%下降到11%,奠定渤海油田稳产3000万吨基础。这是渤海油田开展“注水年”乃至今后十年做实注水工作的总体目标。
  然而经过多年注水开发后,摆在面前的现实是:日积月累的注水瓶颈问题与不断攀升的注水需求之间的矛盾已成为亟待解决的主要难题,如果解决不好一切蓝图都无法绘就。
  水驱油藏的特性,决定了只有补进一分水,才能驱出一分油。然而,随着注水量的逐年增加,渤海油田许多平台的水处理能力已接近极限,处理能力的瓶颈又会导致提液受限,从而无法增油,直接影响年产油量。同时,单井注水量高,注入压力高,传统解堵方式难以满足油藏注水需求;部分注水海管输送能力存在瓶颈,输量受限等问题都对渤海油田能否注够水造成直接影响。
  在注好水方面,海上油田不像陆地油田那样拥有较大的空间,水处理设备不能做得很大,处理环节不能设计得很多;生产污水在处理过程中停留时间很短,陆地油田8小时到12小时的水处理,海上则必须在45分钟之内全部完成,这些都给提升水质带来巨大压力。
  形势更为严峻的则是精细注水,这也是决定“注水年”乃至持续稳产能否实现的最重要一环。何谓精细注水,简言之,就是把水注到该注的层位去。
  在陆地油田,根据不同的渗透率、不同的压力系统,可以同时开很多井各负其责,而海上油田没有这样的奢侈条件,一口井打下去,就要在一个井筒里兼顾高渗透、低渗透和不同的水系统,只有分层配注才能解决问题。然而在以防砂完井模式为主的渤海,一个防砂段里含有许多小层,各小层之间吸水情况并不均匀,加之丛式井的井斜造成的配水作业困难、各类作业抢占井口时间等都给细分注水带来极大挑战。从注水开发指标来看,目前渤海油田的分层配注合格率只有50.6%,调配率只有67.2%,距离真正的精细注水差距明显。
  面对重重难关,破题之道唯有在精细之中谋创新。
  在地下,油藏是“龙头”,只有通过油藏精细描述,加强对储层剩余油的精确认识,搞清楚每一层的剩余油在哪里,掌握哪些层位需要加强注水、哪些需要控制注水等,才能有的放矢。了解每一层的吸水状况、存水率、水驱动用程度,有利于保障后续工程实现精准发力。
  在井筒,解决注水三率(分注率、调配率、调配合格率)问题是核心。针对调配率,渤海油田经过反复实践改进,不断升级测试调配新工艺,自主研发出“智能分注”测调工艺,将整个智能测调工作筒随管柱一次性全部下入,通过电缆实现了数据、控制指令的地下、地面双向接送和传输,从地面就可以完成操控。不但从根本上解决了海上作业窗口紧张、空间狭小等困难,还可以随时调整各层注入量,提高配水准确率。新技术目前已应用于18口井,每口井的测调时间也由最初的5天缩短为现在的4个小时,省去了钢丝、电缆的测调作业费用。未来该技术有望实现陆地远程操控,将智能与精准高效完美结合。
  针对注够水的问题,渤海油田一方面经过研究论证,将持续优化注水压力、有效动用中低渗透储层当作前进方向;另一方面自2017年以来,创新应用“微压裂”解堵工艺,打通了近井地带的“任督二脉”。针对井网不完善等问题,钻完井一路加强工程技术创新,为注水工艺有效落地提供了技术保障;针对分层注水层间及层内存在的非均质性,渤海油田研发堵调驱一体化技术,让注入水该去哪里去哪里,哪一层需要进哪一层,实现了精细注水的大幅迈进。
  而要打破空间的制约,主要有两条途径。首先是从源头上想办法,研发井下油水分离技术,在典型的大底水油藏曹妃甸油田,该技术已开展攻关试验。其次,要想办法对空间扩容。这个“扩容”是个广义的概念,不是简单增加设备设施,而是加强对处理流程、工艺技术的优化调整。比如优选化学药剂适配流程,探索高效水处理新技术,在提升水质和分离效果上寻求突破。
  从难题到破题,“注水年”不惧前路多艰,更不怕暴露问题。相反,正是要通过系统梳理,理清注水工作头绪,明确发力方向,为持续稳产夯实基础。
  对标先进,“注水年”之后路在何方?
  尽管已经开发生产多年,但仅就注水工作而言,渤海油田依然属于“新手”。
  在开发早期,主力油层压力高、储量大。但是,伴随开发深入,主力油层动完,想要动用那些边角料的“小薄层”,就只能“小勺精细舀油”。这种模式在未来渤海油田的中长期开发中将成为常态。
  因此,“注水年”不是阶段性项目,而是一个伴随油田开发始终,需要不断提升认识、持续加强研究的系统性工程,它必然会有从简单到复杂的发展过程。对渤海油田来说,“注水年”不仅要解决一些注水瓶颈,提升开发指标,更重要的是通过明确方向、固化制度为今后若干年的注水稳产建立常态化的工作机制。
  作为我国第一大油田,大庆油田在多年开发中始终坚持注水,即使目前的采出程度已经接近50%,他们仍然将注水当做持续稳产措施的重要方向。
  翻阅大庆油田的开发史,可以将注水总结为两个关键因素的结合:一是理念与技术的创新,二是精细化。面对高含水油田稳产难题,大庆油田提出“五个不等于”的潜力认识观:油田高含水不等于每口井都高含水,油井高含水不等于每个层都高含水,油层高含水不等于每个部位及方向都高含水,地质工作精细不等于认清了地下所有潜力,开发调整精细不等于每个区块、每口井和每个层都已调整到位。在转变理念的基础上,大庆油田还提出了“四个精细”的开发方向,即精细油藏描述、精细注采关系调整、精细注水系统挖潜和精细日常生产管理。
  这些措施保证了大庆油田在一段历史内的长期稳产,对同样身为水驱油田且同样渴望持续稳产的渤海油田具有重要的借鉴意义。
  未来,渤海油田应做好三件事。首先是观念更新,为全员建立正确的注水认知。以往,生产一线对注水的重视远低于对油井的重视,这是因为在新油田开发、产能建设阶段,大家更多地聚焦在油井产量上,因此对油的重视程度始终比水高。而精细注水阶段,改变人的思想观念就成为当务之急。一定要让员工正确认识油水关系,理解如果水注不好就无法采出油的道理,建立与新时期注水工作相匹配的生产理念。
  其次是管理革新,为注水扫清一切掣肘。做实注水工作不仅仅是生产单元与科研人员的事,也不仅仅是油公司的事,海油系统内各专业公司、社会各相关高校都要参与进来,汇聚各方力量,群策群力、共同攻关,为“注水年”贡献集体智慧。2018年初,为配强生产单元油藏力量,渤海油田持续深化改革,对数名业务骨干进行岗位调整,为攻坚“注水年”撬动了人才杠杆,通过管理机构设置解决技术人才瓶颈。
  最后是技术创新,为精细注水提供永续驱动。未来十年,注水都将是渤海油田最重要的稳产法宝。“法宝”怎么用?油藏要加强精细描述研究,用精细水平决定认识水平和开发水平;工程要加强新技术的创新和转化,研究出适合海上油田应用的配套技术;生产要创新管理模式,精细日常管理与流程挖潜。而在更高的纬度,则要团结包括高校在内的各种科研力量与技术服务力量,以企业需求为主导,开展涉及各个细分领域的全面创新,让精细注水成为渤海油田恒开不败的稳产之花。