先进技术体系助力稠油开发
时间：2018-10-09 14:37
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近几年来，随着国际油价持续在低价状态徘徊，给油田开发生产带来巨大的生产经营压力，特别是稠油油藏开发区块，由于稠油开发生产的特殊性，存在着稠油生产开发难度大、成本高、能耗高、效率低等问题。为降耗稠油开发成本，提升稠油开发质量和效益，各油田加大对稠油区块开发机采新技术新装备的创新研究与应用，形成一批先进的稠油开发技术体系，实现了油田稠油开发生产绿色低碳、经济高效、高速运行。
全金属螺杆泵技术
该技术为世界前沿技术，主要针对稠油井采用普通橡胶螺杆泵不能热采，或者采用有杆泵举升泵效低等问题而研发。从 2012 年起胜利油田科研人员立项中石化课题“全金属螺杆泵的研究与应用”，历时五年，建立了金属螺杆泵漏失计算模型，研制了全金属螺杆泵金属定子成型方法，测试出不同转速、含水率对全金属螺杆泵特性的影响规律，并形成全金属螺杆泵特性评价方法及应用模板。在此基础上以全金属螺杆泵为核心配套了注采一体化、变排量生产和过泵沉砂采油三种举升模式，其耐温可达 400 摄氏度，远高于传统的橡胶螺杆泵最高耐温 150 摄氏度的极限。该项技术在稠油热采井中应用具有较大优势，截至目前已在胜利油田实施 17 井次，应用井泵效提高 16.3%、单井日增油 1.39 吨、节电 50%，最长已连续生产 558 天，累计增油 4,635吨，经济效益和社会效益显著。
井筒高温密封技术
稠油热采井井筒高温密封技术一直是制约国内外稠油油藏提高采收率的关键性难题，也是目前衡量蒸汽吞吐、蒸汽驱注汽技术高低的主要考核指标。胜利油田的科研人员联合北京天鼎联创密封技术有限公司人员，经过一年多的探索性研究，在高温密封材料组合配方、密封件结构形式及高温材料的密封性能试验方法上取得突破性的进展，研发了一种新型耐高温复合材料。该复合材料主要由膨化预氧丝、核基石墨、聚氮环硅烷基组成，具有耐高温，耐油、耐水特性，特别是在高温下还不失橡胶的弹性。
该复合材料在试验室内进行了长达 31天的高温高压密封试验，350℃、20MPa 压力下能持续长时间密封油套环空，最高温度 361 度，压力最高达到 25MPa，此间还经过多轮次的停注反复试验，达到了油田热采井、 蒸汽驱井的高温高压密封要求。该技术已成为稠油热采井井下封控技术的一项突破技术。该复合材料是一种新型长久耐高温复合材料，最高可耐温 360 度。它的现场推广标志着在稠油热采领域取得突破性进展，也将为稠油油藏提高热采效果提供强有力的技术支撑。
氮气泡沫调剖注汽、凝胶堵调控水稳油技术
该技术主要针对通常含水饱和度较高的常规稠油区块，这种稠油区块边底水蔓延趋势严重，就好像一个鸡蛋，蛋黄是稠油，周围都被像蛋清一样的边底水包裹着，并且层内关系复杂，还有类似碎鸡蛋壳的油砂体在其中，我们要做的就是完整取出蛋黄，同时不让蛋清侵入蛋黄内部，破坏蛋黄的内部结构。该工艺新技术可以有效解决油井含水上升问题，起到稠油油井控水稳油效果，达到稠油油井既堵调堵水又 治 水 的 目 的。 例 如， 新 滩 油 田KD18-16-8 井在实施凝胶堵调工艺后，日产油量由措施前的 1.3 吨 /天上升到 5.5 吨 / 天，含水由 97.6%下降至 65.9%，累计增油 1219 吨。据统计，该工艺新技术的投入产出比能够达到 1:2.7，是低油价下增产增效的好工艺。
不动管柱挤二氧化碳冷采吞吐工艺技术
该 技 术 工 艺 解 决 了 油 井 因 为套管破损而无法注汽增能的问题。由于长期被高温高压蒸汽冲刷，稠油井套管早已脆弱不堪，很容易发生弯曲、断裂。该工艺技术就是采用不动井内的管柱，从油套环形空间将二氧化碳挤入油井地层，增加油井的储能，提升稠油井的产量。利用该技术还可以实现“报废井”起死为生，通过对目前生产层无法再利用的油井，也就是“报废井”的层间潜力查找，寻求油井潜力接替层，为油井寻找下步的出路。据统计，胜利油田孤东采油厂利用该工艺技术共实施了 38 井次，平均单 井 日 增 油 3 吨， 目 前 累 计 增 油7,722 吨。
高温螺杆泵泵下掺水技术
该工艺新技术主要采用“合理泵挂 + 泵下尾管 + 泵下掺水降温”的高温螺杆泵掺水技术。在注汽开井初期，将少量冷掺水从井口由套管进入油套环形空间，降低泵吸入口温度，保障泵的工作温度在额定温度之内。在注汽周期末期，提高掺水温度， 实施泵下掺水稀释降粘。对于供液差的油井，技术人员通过适当的添加泵下掺水，来保证油井沉没度，使油井处于合理的生产工况区，延长油井生产周期。该工艺新技术在红柳油田 KD32P24 井应用后，取得日增油 8.2 吨 / 天，累计增油 2935 吨的良好效果。
螺杆泵变频直驱电机技术
变频直驱电机通过电机直接驱动光杆，取消了皮带传动和减速箱齿轮二级减速的驱动装置，传动效率 可 以 达 到 98%， 整 体 效 率 高 达93%，变频控制可实现 5~200 转的调参范围，调参幅度达到 5 转 /HZ的精度，避免了传统螺杆泵采油系统经常出现的更换皮带轮、添加润滑油、改变生产参数和管理维护不便等问题。如 PC57 为临 58-3 块新投产的一口侧钻井，因油稠、含蜡，常规泵开采困难，要求下螺杆泵生产。
经过油田开发技术人员讨论协商并与厂家结合，决定应用变频直驱电机实现可控生产。试验后开机一次成功，初期工作频率 10 赫兹，转速 50 转 / 分；日液 2.4 立方米，日油 0.9 吨，动液面 500 米，达到了初期控制液量的目的。一周后观察供液没变化，调参至 120 转 / 分，目前日液稳定在 10 立方米， 日油 6.5吨，比普通螺杆泵每天节约能耗 40度，增油节能效果显著。该新工艺技术进一步适应稠油开发采油设备节能降耗的新要求，应用变频直驱电机替代普通电机，可以有效降低运行成本和员工劳动强度，实现稠油开发节能降耗。
油井压裂工艺优化技术
该工艺新技术主要针对低渗透油藏而提出来的，以提高低渗透油藏压裂成功率和有效率。通过对低渗透油藏主要增产措施的压裂技术进行工艺的优化，在多薄层低渗透油藏优化采用投球压裂、变密度射孔压裂等工艺，提高多薄层低渗透油藏压裂效果；在中浅层低渗透油藏继续推广低成本压裂，在提高开发效果的同时，显著降低了压裂成本。该工艺具有作业周期短、施工成本低、能充分改造井段跨度大或油层厚度大油井的优点。利用该工艺技术在大 31-1 块、罗 35 块等中浅层低渗透油藏实施低成本压裂 14井次，平均单井日增油 4.47 吨。胜利油田义 99 井区具有油藏埋深，低孔低渗，油层温度高，闭合压力大，自然产能低等油藏区块特点，利用该新工艺技术先后在该井区实施油井压裂工艺新投 13 口，累增油 4,074 吨，平均单井日增油 5.23吨。
据统计，该工艺新技术共实施各类压裂 36 井次，目前日增油 174吨，累增油 14,284 吨，有效率达100%。同时，胜利油田还相继完善配套了限流压裂、投球压裂、机械分层压裂、 定向井压裂、 压裂降滤失、全程破胶工艺、压裂裂缝监测等优化工艺技术，使油区超深低渗透油藏和多层油藏享受到了压裂新工艺增产增效的甜头，为油田实现低成本、绿色低碳、经济高效稠油开发生产提供强有力的技术支持。
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