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超稠油油藏开发新工艺研究
借鉴国外超稠油油藏开采工艺技术的研究成果和思路，有针对性地选择了胜利油田某一区块进行数值模拟和开发试验，旨在探索适合开采超稠油油藏的经济有效开发模式。
关键词：超稠油 油藏开发 经济有效 研究成果
目前，制约胜利油田持续稳定发展的主要因素有两个，一个是大多数油田已进入开发后期，老油田平均综合含水达90%以上，自然递减率达到20%，综合递减率达11%，原油产量递减加快；另一个是后备储量接替严重不足，已探明储量的丰度和品位明显下降，且大部分为稠油、出砂严重的难动用区块，按常规开采工艺开发其经济效益很差或根本无效。为稳定胜利油田原油产量，除继续加大勘探力度外，借鉴国外先进超稠油油藏的开发经验，探索经济有效的开发方式和钻采新工艺及相关配套措施，提高超稠油开发项目的经济效益，是胜利油田目前乃至今后一段时间的紧迫任务。
截止目前，胜利油区已探明超稠油储量达30 Mt，主要分布在单家寺油田、垦东油田、陈家庄油田、乐安油田等。这些超稠油油藏埋深一般在1150～1250 m，原油地面脱气粘度(50℃)一般为30000～200000 mPa·s，密度为0.9472～1.0086 g/cm3，凝固点为15～20℃，含砂为0.02%～0.05%。对该类超稠油油藏，以前曾设想采用常规蒸汽吞吐法进行热采，但无论怎样优化工程方案、降低工程投资和节约生产成本，均由于原油太稠，形不成产能，经济评价结果显示项目无财务赢利能力，以致使该类储量长期得不到有效开采。因此，借鉴国外先进开发工艺技术，探索适合开采超稠油油藏的经济有效开发模式，增加胜利油田经济可采储量具有重要的现实意义。
1 油藏开发方式优化研究
适宜开采超稠油的工艺技术在国内尚处于研究阶段，而国外在这方面已有了一定的发展，例如HASD（水平井环道加热蒸汽驱）、SAGD（蒸汽辅助重力泄油）、SD+SAGD（驱泄混合）和HP+SD（多底水平井吞吐＋汽驱）等新的开采机理的研究应用有效地改善了超稠油开发效果。借鉴国外在该领域里取得的进步，胜利油田开发部门利用数值模拟等多项油藏开发研究技术，对超稠油油藏开发试验区块设计了三种油藏开发方式。
1.1 单水平井蒸汽吞吐方式
该方式主要是利用水平井与油层接触面积比直井大，进行蒸汽吞吐，热量更集中的机理，从而改善超稠油油藏开发效果。该方式开采机理单一，草桥油田稠油开发应用了该项技术，取得了良好的经济效益，工艺技术风险很小。
1.2 水平井与上方直井组合蒸汽辅助重力泄油
该方式是在水平井的上方布置2～3口注汽直井，注汽后直井周围能形成低密度的“蒸汽腔”，被加热的上部油层的油受重力作用向下流动，由下部的水平井采出。数值模拟发现生产结束时，直井周围不易形成“蒸汽腔”，且直井与水平井之间易造成汽窜，采出程度较差。
1.3 水平井与侧上方直井组合驱泄混合开采
本方式是把2口直井设计在水平井的侧上方，直井注汽，水平井采油。该方式主要是克服了方式2的缺点，提高了平面上对储量的控制程度，是方式2的改进型。数值模拟揭示，生产结束时直井与水平井之间的油层可形成200℃以上的“蒸汽腔”， 蒸汽驱和重力泄油机理非常明显。
为了优选合理的油藏开发方式，选一地质构造相对封闭、原油物性较典型的超稠油区块建立地质模型，利用数值模拟软件和经济评价软件对以上3种开发方式的开采指标和经济指标进行了测算与对比，主要结果见表1所示。
表1 三种开发方式的开采指标和经济指标对比
| 油藏开发方式 | 注汽/kt | 采油/kt | 采出程度,% | 净利润/万元 | 净现值/万元 |
| 方式1 | 77.3 | 53.4 | 12.2 | 65 | 112 |
| 方式2 | 86 | 58.5 | 13.3 | -543 | -220 |
| 方式3 | 360.4 | 94.6 | 21.6 | 554 | 878 |
通过表1可以看出，数值模拟计算的开发指标与经济效益相对应，开发方式2的各项开采指标和经济指标最差，开发方式3最优。开发方式3所要求的钻井和采油工艺水平胜利油田目前已具备，因此，选择开发方式3为超稠油的最佳开发方式，是科学的、合理的、有效的。
2 钻采新工艺研究
稠油热采开发项目中，由于水平井钻井工艺比直井难度大，相应的钻井和采油工程投资也较大，一般占项目固定资产总额的比例为80%左右，对项目财务收益率的影响很敏感。因此，采用先进的钻采工艺技术、大幅度降低项目工程投资是提高项目财务盈利能力的有效途径。水平井钻井工程施工中，主要是应用了代表90年代国际先进水平的FEWD棗随钻地质导向仪，该仪器的应用使水平段施工成功率达100%，还可代替中间电测，缩短钻井周期4～5天；采用技套下挂尾管完井。新技术的应用使每口水平井综合节约钻井投资约80万元。
针对超稠油特殊的物性和常规热采工艺存在的不足，胜利油田通过理论研究和现场试验，探索出了一套适宜超稠油开发的热采新工艺，该工艺的主要内容是：
（1）直井采用注汽采油一次性管柱，水平井采用注汽采油双管柱，隔热管柱由常规的高真空隔热管改下防氢害隔热管。
（2）新井投产前均进行先期防砂，直井采用成熟有效的绕丝筛管砾石充填防砂工艺，水平井采用海上油田应用过的具有较长防砂周期的金属纤维滤砂管工艺。注汽生产过程中，采用环空注氮气、空心电热杆加热、掺稀油、井口设加热炉等降粘保温措施，严格按油藏方案要求的注汽参数注汽。转入生产后，井口采用长冲程、低冲次的抽油机，配置调速电机合理调整生产参数。
经试验证明，该套热采工艺与传统热采工艺相比可取得以下经济效益：
（1）该管柱结构可最大限度地利用蒸汽热能，能够明显减少井筒热损失，提高注汽质量，延长油井生产周期，有效提高采油速度和产量。
（2）吞吐期间,水平井可不受注汽因素影响，实现连续性生产，以发挥水平井产量高的优势；直井注完汽后可免起下管柱，直接转入采油生产。采用该套新工艺后，可降低井下事故发生率，从而大幅度降低井下作业费用和经营成本，提高项目抗风险能力。
3 相关地面工程研究
在满足正常生产的前提下，适当降低相关地面工程投资同样会提高超稠油开发项目的经济效益，设计和施工中遵循的主要原则是：
（1）尽量降低地面工程的建筑标准，简化油气集输流程，新建与改扩建相结合，充分利用已有设备和设施，最大限度地降低工程投资。
（2）适应滚动开发的需要，总体布局，系统配套，提高设备的运行效率；
（3）水平井采用四井式或六井式井组平台开发，不但节约了大量土地购置费和注汽过程中的锅炉搬迁费用，同时也便于生产管理。
本着这一设计原则，在单家寺油田超稠油试验项目中仅地面工程就节约投资500多万元，为项目的有效开发奠定了基础。
4 经济效益评价
为评价该套超稠油开发新工艺在经济上的可行性，采用现金流评价方法对胜利油田一超稠油试验区块进行了经济效益评价。
该试验区块为一典型的超稠油油藏，50℃时地面原油粘度为200000 mPa·s，以前按常规热采开发工艺开采无法正常生产，按本次优选的开发新工艺试验开采后，直井平均单井原油产量初期可达到30 t/d，水平井达到80 t/d，按年产原油30 kt（水平井2口，直井2口）能力考虑，原油价格按胜利局与中石化集团结算油价931元/t计算，测算试验项目的主要财务评价指标见表2所示。
表2 超稠油试验项目主要财务评价指标
| 序号 | 主要评价指标 | 按常规热采开采 | 按优选开发新工艺开采 | 石油行业财务基准值 |
| 1 | 税前内部收益率,% | <12 | 14 | 12 |
| 2 | 税前净现值/万元 | 负值 | 856 | ≥0 |
| 3 | 税前投资回收期/年 | >6 | 3.8 | ≤6 |
从表2的评价结果可看出，按优选的开发新工艺进行开采，试验项目所得税前内部收益率为14%，超过石油行业基准收益率，税前净现值大于零，税前投资回收期为3.8年，小于石油行业规定的6年基准投资回收期，可见，利用本套开发新工艺开采超稠油油藏在经济上是可行的。
5 结论
（1）胜利油田借鉴国外先进开发经验研究优化的一整套适合超稠油油藏开发新工艺，与常规开发工艺相比不仅技术工艺先进，而且能够有效降低工程投资和操作费用，提高项目的经济效益。 （2）本套开发新工艺的研究试验，使胜利油田开发动用超稠油储量成为可能，在一定程度上缓解石油储量接替不足的矛盾。
（3）本套开发新工艺的实施，可为胜利油田增加更多的就业机会，为国民经济发展提供更多的原油资源，能产生显著的社会效益。
参 考 文 献
1 郎兆新主编.油藏工程基础.石油大学出版社，1994
2 王鸿勋等编.采油工艺原理.石油工业出版社，1989
3 中国石油天然气总公司计划局、规划设计总院编.石油工业建设项目经济评价方法与参数.石油工业出版社，1994
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