用水从岩缝驱赶油气,可以做到如此精细

2021-11-25 10:25:36 来源: 科技日报

一直在井口站了8个小时的张涛,是被带队的贾德利博士挖开没过脚面的黏稠原油拽出来的。“没人帮忙还真出不来。”他事后说。

作为中国石油“精细化、智能化分层注水技术及工业应用”项目团队在吉林油田新立采油厂吉26-22井现场试验的工程师,张涛眼看着试验即将完成却一下子前功尽弃,他一屁股坐在了地上,绝望到几乎怀疑人生。

他是在被科技日报记者问到“项目最难是什么时候”才说出这个故事的。而事实上,类似的现场试验,项目团队已经做了上千口井,“没有最难、只有更难”。

“分层注水”是什么?

项目长、中国工程院院士刘合表示,油气开发,都面临一个油井(气井)能量衰减的问题。也就是说,开发伊始,地层压力足以让油气沿井道自喷出来;之后随着压力衰减,需靠人工向地层补充能量,其中用得最多的方法就是注水,“把油气从岩石缝里驱赶出来”。

如果不注水,有没有别的选择?面对记者提问,刘合答道:“没有选择,全世界都一样,包括油藏条件好得多的中东地区。”

他强调,当然现在可以选择聚合物驱等一些更先进的技术,但是一来当时没有,二来现在有了也不可能直接上,“因为水驱还是最经济的、也是见效最快的一个提高采收率的手段”。

“石油工业,无外乎两件事:多找、多采”。刘合解释,多找就是勘探,用多种技术手段找到更多资源,找到最新、最优的储层,“这肯定是首选,但问题是资源是有限的”;多采就是用多种技术手段把找到的资源尽可能多地、有效地开发利用,也就是提高采收率。“这两件事是永恒的主题”。

他介绍,原油开采分为一次采油、二次采油、三次采油,以后甚至会发展到四次采油,“注水就是二次采油”。在大庆干过28年的他对此体会尤深,“大庆几代人围绕注水下了很大的功夫”。

跟普通人认知有所不同的是,像大庆这样开发超过60年的老油田,遍布各处的“磕头机”(采油机)采出的并不是“滚滚油流”,而是油水混合物,甚至说是“水”更准确——大庆油田综合含水率已在95%以上:采出1吨,950公斤是水,只有50公斤油。而大庆的例子,在国内比比皆是。

据了解,我国油田一直以水驱为主体开发方式,目前大多数油田已进入了开采后期,高含水老油田储量、产量均占全国的70%以上。这一阶段,将面临生产与环境、产量与效益、剩余储量有效开采与技术水平不适应等一系列世界级难题,“以当前技术水平开采,将很快进入废弃阶段”。项目课题长贾德利指出,如何盘活老油田高质量可持续发展的资源潜能(滞留于地下地质储量约190亿吨),最大限度提高采收率,延长高含水老油田生命周期,对保障我国能源安全和支撑高质量发展意义重大。

在技术进步日新月异的当下,已经沿用了几十年的水驱,有没有过时呢?

对此,刘合用“老技术要常用常新”作答。他一连抛出了三个反问:“我们以前什么时候遇到那么深的井,什么时候遇到那么高温的井,什么时候分层分到十几层?”说白了就是,同样是水驱,现在的水驱,跟以前的水驱,面对的情况完全不同。怎么个不同法?他说,好吃的、容易吃的资源吃完了,剩下的那些难动用的“边际储量”怎么办?

从地质认识角度看,油藏层系越来越多了、数据越来越真了。刘合如此详解“层越来越多”:储层层次是本来就有的,但是以往受认识、技术能力所限,多层当一层看,“单层注水,注完拉倒,形成孔道都跑了”,导致低效注水、甚至无效注水。现在一是对储层认识更精细了,对地下油藏分布情况了解更透彻了;二是注水技术能力更强了,有条件“让每个层都吃饱、吃好”,让注入地层的水往最有效的地方走。最好的储层开发完了,找次好的储层,次好的完了找再次好的,“一层一层地把千辛万苦找到的储量尽可能都动用起来,这就是我们已经和正在做的事情”。

其中的技术最难点是什么?刘合总结有三:如何把地下信息真实、实时传上来;传感器等井下工具所用材料如何应对高温、高压及易腐蚀结构环境;如何在数据小样本情况下,通过不断迭代,实现油藏工程一体化。

以地下信息实时传输为例。贾德利比喻,第四代分层注水工艺相当于在井下植入了“眼睛”和“手”,“我们的传感器不仅仅是作层段调整式(流量闭环控制)使用,更重要的是监测生产状态下油藏的(吸水)变化”。所以项目组2016年实施缆控式第四代分层注水工艺技术小规模应用后,按照刘合的思路及时调整方案:首先进行长期监测,“不要层段调整,要给油藏看病”;然后分析配注方案是否合理,可否优化,再利用“手”的功能进行调节。“这才是最新一代分层注水工艺升级换代的核心价值所在,是前几代技术所做不到的。”

截至目前,“精细化、智能化分层注水技术及工业应用”已推广至国内多数油田,中国石油、中国石化、中国海油和延长油田分层注水井约8.55万余口,应用第三代高效测调分层注水技术和第四代分层注水技术的达5万余口,占60%以上;相关技术还出口到哈萨克斯坦、印尼等多个国家。

(科技日报北京11月24日电)

(责编:王震、陈键)

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