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发布时间:2020-11-19 来源:海南海药 浏览次数:996

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我国海洋石油开发进入新一代技术体系接替时期的思考

 

时间:2014-03-04  原文作者:周守为

 

  2011年,中国海油党组提出“二次跨越”的新目标,明确了2020年的油气产量目标。总公司党组提出油气生产是公司的核心业务之一,油气产量是公司核心价值的体现,开发生产队伍是“二次跨越”的主力军。我认为,主力军或核心价值最终要体现在核心技术上。在“十五”、“十一五”,我们使用了一系列的提高采收率技术,使海洋石油年产量突破5000万吨并稳产到现在。但要实现新的跨越,油气开发的核心技术究竟是什么?我想,需要我们做进一步的理清。我认为,以整体加密和海上注聚为主的综合开发技术(包括热采、适度出砂和多枝导流等技术),以及利用现有设施最大限度降低开发成本的区域性开发思路,构成了新一代提高油气采收率技术体系。我的思考是,这不是一般性的油田增产措施,而是新一代技术体系的接替,是油田开发战略性的技术体系发展的新阶段。这是我国海上油气田开发的核心技术,我们进入到这个新技术体系的接替时期,条件已经成熟。


  十年摸索 来之不易


  从中国海油30多年的开发历史看,我们主要经历了自喷采油和注水开发为主的第一个开发时期,这也是国内外油田开发通常经历的历史。在这个时期,我们在“注好水、注够水、注精水”上花了功夫。2004年,当一大批海上稠油油田开发起来的时候,总公司党组考虑到提高油田采收率的重要性,因此决策成立了“海上油田提高采收率重点实验室”。海上油气田开发因为受到海上风浪流的影响、平台寿命有限等因素,使得陆地油田开发的成熟技术无法直接应用,摸索出一套在平台寿命内最大限度提高采收率的技术迫在眉睫,因此确立了海上油田高效开发的新模式的技术方向,即模糊一、二、三次采油界限,把三阶段的系列技术集成、优化、创新和综合应用,实施早期注水、注水即注聚、注水注聚相结合的技术政策,油田投产尽可能提高采油速度,在较短时间内,达到最大采收率并尽可能延长高速开发的时间。


  重点实验室成立后,我们利用十年左右的时间进行了整体加密和海上注聚相结合为主的综合调整技术实验,也取得了明显效果。关于井距问题,海上油田整体加密经历了少井高产到适度加密和整体加密的摸索过程,当渤海油气年产量达到1500万立方米时,总井数仅1000口,而在相同产量规模时,胜利油田已经达到了10000口,大庆油田则达到25000~30000口井,现在它们的井数又已经翻番。这就向我们提出了一个问题:海上油田合理井距究竟应该是多少?全世界海上油田都实行少井高产,井距一般都在300~450米左右,收到了良好的效益,但这是否就是最合理最经济的井距区间?我们成为“第一个吃螃蟹的人”,大胆在绥中36-1油田进行了加密调整试验,非常成功。2006年,决定对绥中36-1油田一期进行整体加密后,产量和采油速度实现了翻番,最近又进行了二期整体加密,产量又获得大幅度增长,该项目既获得国家科技进步二等奖,作为工程建设项目也获得了国家优质工程金质奖。


  在整体加密的同时,我们对3个油气田的注聚实验进行了精心的设计。绥中36-1油田是原油黏度高、配注水矿化度高的油田,旅大10-1是世界第一个注水即开始注聚的油气田(先导试验),锦州9-3西则开展在中高含水期进行注聚的实践。三个油田已实施注聚39口,一线采油井143口,聚驱动用地质储量超过亿吨,平均见效率达74.7%,三个油气田注聚的投入和产出比平均达到1:3.63,注聚效果良好。绥中36-1油田注聚累积增油215万吨,2013年仅注聚就增油63万立方米,占油田总产量的12%,效果非常显著。3个油田的生产实践表明,井网整体加密和注聚二者相辅相成,配合适度出砂、多枝导流、热采等辅助技术,将极大地提高油气开发效果,为海上油田增储上产开辟了一片新的天地。


  海上注聚一路走来,我们确实经历了彷徨、迷惑,很多人也经历了从被接受到接受的转变,我们也经历了无数的坎坷和挫折,当绥中36-1油田一期加密的6口井不出油的时候,当注聚2~3年后没有明显见效的时候,当返出水含大量“油泥”而影响正常生产的时候,我们的科研人员和一线员工坚信科学,查找问题的原因,不断探索,顶住压力,克服困难,终于见到了曙光。尽管在理论上我们还未完全搞清,诸如海上油气田合理井距、合理开发层系、井网布局究竟如何设计,实践上也有很多工作要做,诸如产出液处理技术、产出物的管理如何优化、完善和规范,海上注聚设备的模块化、标准化,生产过程中的其他工程技术问题如何与新的技术体系无缝连接等,都还有大量的工作要做,但这些都不影响这一战略技术体系的推广,我们可以在实践中进一步地探索和完善。把走一步看一步式的工作方法逐渐过渡到有意识、有计划、有理论指导的大布局中。


  统一认识进入技术接替新时期


  经过十年的摸索和实践,大家对综合调整技术体系从怀疑到观望,再到认可和赞赏,经历了长期反复的认识过程。其实这里也有认识的误区,在残余油饱和度比较高的层位打加密井,只要残余油饱和度分布描述准确,就一定会有产量,至于井数多少合适,主要是经济问题、成本问题,因此整体加密技术很容易理解。注聚技术就不太容易理解了,很多人认为既然“注够水、注好水”就能提高油田产量和采收率,为什么还要注聚或注入其他化学药剂?这是一个很大的误区,其实注水只是补充地层能量,依靠机械冲刷提高波及体积和扫油面积,从而达到提高产量和采收率的目的,而注聚技术拿出的产量是注水技术无法拿出的;也有人提出调剖技术可以提高采收率,是否可以替代注聚?调剖技术也只是注聚的辅助手段,调剖是通过调剖剂,对大孔道大渗透率的层位进行封堵,调整吸水剖面,使注水的前缘整齐推进,无论注水还是调剖,都只是注聚的基础条件;注聚提高采收率的原理是,聚合物注入油藏后会增加水相的黏度,同时因为聚合物的滞留,引起水流通道上的渗透率下降,从而降低水的流度,改善流度比,使驱替前缘更加稳定,防止水的锥进和舌进,扩大波及体积,达到提高采收率的目的。技术上的进一步认识有助于我们提高对于进入新的技术体系接替时期的认识。现在我们既然认识到了,是否应该下决心做好进入新的技术体系接替时期的各种准备?目前,建议应从以下几方面继续努力:


  第一,上下形成共识,把整体加密与注聚相结合为主的综合调整技术作为又一代新技术体系的核心技术予以推广。尽管对于这项技术体系的推广有较一致的认识,但是我们很多人仅仅把它作为一种油田增产措施,尚未把这种技术体系提升为海洋石油开发的战略性基础技术体系来考虑。就像我们做开发方案的同志,首先要考虑基础井网、井数,能注水的马上考虑注采关系一样,把综合调整、适时注聚技术体系作为一项基础技术体系,在进行油田开发方案编写时充分考虑。要改变人们的观念是很困难的,有时候推动新技术的使用比技术研发更困难,要铺开这样大的摊子,需要上下一心、全力推动。


  第二,绥中36-1油田已经设计但尚未实施注聚的井应进行系统评价。绥中36-1油田设计注聚35口,目前仅注19口,对尚未注聚的井进行动态分析、经济分析和综合对比,根据目前实施情况进行系统评价。尽管我们目前已经取得了良好的经济效益,但从技术角度讲,如未达到合理的注聚量,2015年其增油的高峰期一过,产量就会下降,不仅产量接替会有困难,而且使整个注聚效果受到影响,受效前缘不能按设计“整齐”推进。当然通过评价,也许不需要19口井,但无论如何,这种后期评价工作还是应该进行。此外,建议针对锦州9-3东ODP原方案与实际开发实施情况对比、分析和评价,确定是否需要在整体加密同时进行注聚,以便及时为注聚预留各类条件和空间,否则重新进行工程设计建造会浪费更多的时间和资金,也将影响整个油田的开发效果。


  第三,当前最重要的是,建议把在生产的油气田和在建设的油气田都按照这个思路编制ODP报告和整体调整方案。初步估计,利用新一代综合调整技术海上油气田产量将增加1500万~1600万吨,这将是我们实现“二次跨越”的主要油气增量。尽管有的油气田已经打了调整井,产量也有一定幅度的提高,是否需要进行进一步加密和注聚,需要评价分析,根据每个油田具体情况具体分析决定。整体加密、适时注聚是一个漫长的实施过程,既有技术的问题,更有管理的问题。因此,在做新的ODP报告的时候首先要考虑这种基础方案的可行性,对于已经投产的整体油气田也要进行全面研究,如蓬莱19-3、蓬莱9-1等大型整装油田。只有在认识上形成共识,将综合调整技术作为“二次跨越”的核心技术体系来贯彻执行,才能上下一条心、拧成一股绳,用技术创新推动实现“二次跨越”战略的实现。


  第四,注重新技术体系的理论提升工作。这是我们这项工作的必须,也是国家重大专项对我们的要求,去年综合评价时,几个重大专项中与新技术体系相关的项目虽然评分很高,但专家院士们都给我们提出进一步从理论上归纳总结、进一步凝炼的要求。基础理论是我们的薄弱环节,我们没有足够的精力和人力,可以与有关院校和科研院所合作完成,成果共享。


  第五,如果进入到新的技术体系接替期,就应建立与这套技术体系相适应的技术管理程序、标准,以及相应的管理组织。这需要我们进一步的探索和完善,其中又要分两个大类:一类是正在生产和正在开发建设的油气田,另一类是还在做开发方案的油气田,当然应采取不同的措施进行梳理和评估,其中最麻烦的是第一类油气田,因为海上生产设施已经成型,要重新加密和注聚带来很多“额外”工作量,当然投资也会大大增加,这就需要整体进行经济技术评价,分步实施。由于每一个油气田的地质条件、油藏条件不同,油品性质不同,在井网井距的布局上,驱替液的筛选上,注入化学药剂的用量上、方法上、程序上也有不同,且要随生产实践、动态适时作出调整。这是一个庞大的系统工程,除有限公司内部的管理程序、管理制度的调整,还有与技术服务公司之间的关系调整的问题,不仅是与中海油服、海油工程和海油发展,也包括与其他技术服务商之间系统高效的配合,我们也可以探索“风险共担、效益共享”的合作机制,目标只有一个——平稳进入到新技术体系的战略接替期,让新的核心技术体系为中国海油的“二次跨越”作出重大的贡献,起到核心的作用。


  兼容发展新技术体系与“三低”、非常规技术不矛盾


  目前一批大型主力油气田按照综合调整技术体系的实施要求作业已基本结束,但是,一些新投产的大型油气田的开发方案并没有按照新的技术体系进行思考和设计。我们认为,在“十二五”、“十三五”甚至更长的时间,这项技术体系仍然是我们维持高产、实现“二次跨越”的主要技术体系。目前全球掀起了页岩气热,据统计,2010年美国页岩气的总产量达到了1378亿立方米,占美国天然气总产量的23%。得益于页岩气这一生力军,美国能源供应压力得到极大缓解,原本属于天然气进口国的美国戏剧性地逆转成为潜在性的天然气出口国,美国因此改变了整个国家发展战略以及外交策略。美国页岩气革命对我国也有非常重大的启示作用,不可否认我国页岩气储量也非常丰富,但是我们还有一个摸索前进的过程,对于海上页岩气就有更长的路要走。目前我们公司在陆上有很多致密气和煤层气区块,在海上也有很多低渗透的油气藏,可以预料陆上的致密气和煤层气将很快成为我们公司另一支油气产量的生力军,但是海上的页岩气和“三低”油气藏等非常规油气开发,无论是储量产量规模,还是技术成熟度和开发成本,要达到产量主力军的地位还需要进一步的研究和实践。因此说我们在积极研发海上“三低”油气藏等非常规油气开发的同时,为完成“二次跨越”产量目标,工作的重心仍然要放在目前我们已经发现和正在开发的常规油气藏的开发技术体系上。从整体上讲,公司的油气田开发已进入到了新的技术体系接替时期,这与我们要继续进行海上“三低”油气藏的开发,以及陆上的致密气和煤层气的研发并不矛盾,可以兼容发展,但是作为完成公司“十二五”、“十三五”产量目标的主要贡献力量,仍然要把重心放在常规油气藏新一代开发技术体系接替上。


  作为一名科研工作者,在技术层面提出一些自己的思考,希望能与开发战线的广大技术人员和管理人员在海洋石油开发新一代技术体系的方向上达成共识,引起大家对海洋石油开发是否应该进入到新技术体系接替时期的思考。技术发展之路还很漫长,回顾起来,前十年我们在模糊中摸索起步,我希望从现在起的后十年,技术体系能够在过程中清晰完善,统一认识,在有意识、有计划、有理论指导下全面推进,这一新的技术体系会对“二次跨越”战略作出更大的贡献,这也就是我撰写本文的初衷。


  (作者系中国工程院院士)

 

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