石油是國(guó)家重要戰(zhàn)略資源,世界石油資源總量約為9—13萬(wàn)億桶,稠油在剩余可采儲(chǔ)量中占53%%,它主要分布在加拿大、委內(nèi)瑞拉、前蘇聯(lián)、伊拉克、科威特、美國(guó)和中國(guó)。我國(guó)稠油資源占已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量的40%%,其中70%%是中深層稠油。由于中深層稠油油藏埋藏深,粘度大,以蒸汽吞吐方式開(kāi)采的稠油采收率僅能達(dá)到20—25%%。目前大幅度提高采收率技術(shù)世界上沒(méi)有先例,屬世界性難題。中國(guó)石油遼河油田公司總經(jīng)理、黨委副書記謝文彥告訴記者,從1990年開(kāi)始,遼河油田經(jīng)過(guò)18年近2代人、10余個(gè)專業(yè)聯(lián)合攻關(guān)、不斷創(chuàng)新,率先發(fā)明具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和世界先進(jìn)水平的中深層稠油大幅度提高采收率技術(shù)。
中深層稠油大幅度提高采收率技術(shù)在開(kāi)發(fā)機(jī)理、高干度注汽與高溫大排量舉升、高溫地面密閉集輸和油水處理及熱能綜合利用等四方面均未獲得突破,國(guó)內(nèi)外無(wú)借鑒經(jīng)驗(yàn)和成熟技術(shù)。因此,研究開(kāi)發(fā)此項(xiàng)技術(shù)不但對(duì)中國(guó)稠油開(kāi)發(fā)產(chǎn)生重大效益,而且對(duì)占領(lǐng)世界稠油開(kāi)發(fā)市場(chǎng)、提高科技競(jìng)爭(zhēng)力、展示中國(guó)技術(shù)實(shí)力具有十分重要的意義。同樣作為該技術(shù)的負(fù)責(zé)人,謝文彥總經(jīng)理一直從事油田勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理工作,探索和發(fā)展了適合遼河油田中深層稠油、超稠油、高凝油等不同油品特點(diǎn)的配套工藝技術(shù),主持開(kāi)發(fā)了中深層普通稠油蒸汽驅(qū)、中深層特超稠油蒸汽驅(qū)輔助重力泄油大幅度提高采收率技術(shù)。先后獲得中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司技術(shù)創(chuàng)新特等獎(jiǎng)一項(xiàng)、二等獎(jiǎng)兩項(xiàng),多次獲得中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探重要發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)和遼河油田公司技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。
談及此項(xiàng)技術(shù)的重大技術(shù)創(chuàng)新問(wèn)題,謝文彥說(shuō),一是中深層普通稠油(1000—10000mPa.s)油藏蒸汽驅(qū)大幅度提高采收率技術(shù);二是中深層特超稠油(10000—1000000mPa.s)油藏蒸汽驅(qū)輔助重力泄油大幅度提高采收率技術(shù)。經(jīng)反復(fù)驗(yàn)證,室內(nèi)試驗(yàn)采收率達(dá)到71—83%%,8年先導(dǎo)試驗(yàn)采收率已達(dá)到62%%,工業(yè)化應(yīng)用可將采收率由20%%—25%%提高到55%%—60%%。形成25項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù),發(fā)明專利7項(xiàng),實(shí)用新型專利56項(xiàng),發(fā)表具國(guó)際影響力學(xué)術(shù)論文32篇。2007年獲中石油天然氣集團(tuán)公司技術(shù)創(chuàng)新特等獎(jiǎng)。
通過(guò)先導(dǎo)試驗(yàn)和工業(yè)化第一階段應(yīng)用,動(dòng)用石油地質(zhì)儲(chǔ)量7500萬(wàn)噸,近3年已增油200萬(wàn)噸,創(chuàng)利潤(rùn)48.7億元,預(yù)計(jì)最終可增產(chǎn)原油1800萬(wàn)噸;第二階段實(shí)施動(dòng)用石油地質(zhì)儲(chǔ)量5.2億噸,可增產(chǎn)原油1.1億噸。大幅度提高采收率技術(shù)的應(yīng)用,最終可增加可采儲(chǔ)量2.5億噸,相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)10億噸級(jí)大油田。
中深層稠油大幅度提高采收率技術(shù)是遼河油田利用自主創(chuàng)新力量,在中深層稠油高效開(kāi)發(fā)上完成的一個(gè)標(biāo)志性創(chuàng)舉。在完成工業(yè)化應(yīng)用的同時(shí),得到了不斷的豐富和創(chuàng)新,形成了一套具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界先進(jìn)的中深層稠油開(kāi)發(fā)的成套技術(shù)和實(shí)施準(zhǔn)則。通過(guò)對(duì)開(kāi)采機(jī)理研究、油藏工程研究、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與調(diào)控技術(shù)研究、鉆完井技術(shù)研究、高干度注汽技術(shù)研究、高溫大排量舉升技術(shù)研究、高溫集輸技術(shù)及熱能綜合利用技術(shù)研究等7大系列21項(xiàng)課題的攻關(guān),形成了8個(gè)核心技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn):1.突破國(guó)外現(xiàn)有理論前沿,首創(chuàng)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水平驅(qū)動(dòng)力與垂向重力復(fù)合驅(qū)泄油理論,創(chuàng)建了直井與水平井共同吞吐預(yù)熱降壓、蒸汽驅(qū)替、蒸汽驅(qū)替和重力泄油復(fù)合作用及重力泄油新型開(kāi)發(fā)模式,為中深層大幅度提高采收率技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)。創(chuàng)新三維比例熱采物理模擬相似理論,建立可連續(xù)進(jìn)行蒸汽吞吐—蒸汽驅(qū)—蒸汽驅(qū)輔助重力泄油大型高溫高壓三維比例物理模型及模擬技術(shù)。2.創(chuàng)新中深層稠油提高采收率油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,運(yùn)用極限指標(biāo)控制原理,物理模擬、數(shù)值模擬方法優(yōu)化設(shè)計(jì)蒸汽驅(qū)深度極限為1400m,突破了前人提出的800m禁區(qū)。3.針對(duì)地層大傾角、油層蒸汽吞吐已動(dòng)用、剩余油高度分散的油藏條件,設(shè)計(jì)最大限度提高波及體積的蒸汽驅(qū)不對(duì)稱反九點(diǎn)多層汽驅(qū)井網(wǎng)、蒸汽驅(qū)輔助重力泄油斜上方直井與水平井組合井網(wǎng),首次建立油藏工程參數(shù)與采收率的關(guān)系。4.發(fā)明高效注汽隔熱管柱,研制了雙管抽真空焊接工藝、隔熱型伸縮管、強(qiáng)制解封蒸汽驅(qū)封隔器、自動(dòng)偏心配汽閥工藝性能先進(jìn),隔熱性能和使用壽命皆達(dá)到世界領(lǐng)先水平。5.研制耐高溫大排量舉升技術(shù),發(fā)明耐高溫陶瓷泵、耐高溫大排量深井泵、新型塔架22噸載荷大型抽油機(jī),形成井口、機(jī)、桿、泵系列化新型產(chǎn)品。6.創(chuàng)新了以高壓汽水分離技術(shù)、蒸汽分配計(jì)量技術(shù)為主的高干度地面注汽工藝系統(tǒng),研制成功高溫高壓球形汽水分離器。7.創(chuàng)新高溫高壓在線稱重式計(jì)量器、井口高效換熱器、原油連續(xù)脫水流程和污水處理回用鍋爐工藝,建成熱能綜合利用、原油連續(xù)脫水和污水循環(huán)利用等地面高溫集輸系統(tǒng)。8.創(chuàng)新油藏跟蹤及動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù),研發(fā)了高溫直讀測(cè)試、同位素示蹤測(cè)試、高溫五參數(shù)吸汽剖面測(cè)試、井下溫壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、觀察井套管外分布式光纖測(cè)溫等動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)配套技術(shù)。
中深層稠油大幅度提高采收率技術(shù)是方向性、革命性的技術(shù),它的攻關(guān)研究并成功工業(yè)化應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng),引領(lǐng)了世界中深層稠油的開(kāi)發(fā),極大地提高了我國(guó)在世界稠油開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的科技競(jìng)爭(zhēng)力,充分展示了中石油在中深層稠油大幅度提高采收率領(lǐng)域的理論和技術(shù)水平。并在遼河油田建成了國(guó)際先進(jìn)水平的稠油先導(dǎo)試驗(yàn)基地,對(duì)我國(guó)能源安全、技術(shù)儲(chǔ)備、自主創(chuàng)新能力具有重要意義。中石油依靠該技術(shù)已成功在國(guó)外獲得石油地質(zhì)儲(chǔ)量12.3億噸合作開(kāi)采權(quán),未來(lái)合作開(kāi)采石油地質(zhì)儲(chǔ)量約達(dá)73億噸。