辽河盆地西部凹陷特超稠油油藏利用水平井方式提高采收率研究

摘要

辽河盆地经过近40年勘探开发,已探明稠油地质储量超过10亿吨,动用稠油储量约7.4亿吨,稠油产量已占辽河油田总产量的60％以上。虽然,由于蒸汽吞吐技术及开采工艺的进步,稠油油藏得到了全面开发,但进入高轮次吞吐后周期油气比已接近经济极限,直井单井控制储量低,井况变差,边底水侵入,稳产难度大,特超稠油油藏蒸汽吞吐波及范围小,采出程度低。
　　 为了有效改善稠油油藏开发效果,提出了利用水平井方式整体调整部署开发稠油油藏的研究项目,重点开展了3个方面的研究:(1)辽河盆地稠油油藏剩余油富集规律研究及水平井油藏工程设计应用实验。利用开发油藏动态测试技术,地球物理测井精细解释技术,动边界、无网格油藏工程计算技术,油藏数值模拟技术,对目标区块开展精细构造描述、储层描述、流体性质分析、已钻井生产状况分析等技术分析,找出稠油油藏高轮次蒸汽吞吐后残余油富集区,建立高轮次蒸气吞吐直井间剩余油饱和度模型,对边、底水和薄层等典型稠油油藏应用水平井技术开展老油田整体部署水平井调整开发方案研究试验。(2)辽河盆地西部凹陷稠油油藏水平井钻井技术研究。针对稠油油藏地层易垮塌、井漏等不稳定特点,从储层分布预测、导眼井优化设计、井眼轨迹优化设计、井身结构优化设计、完井方式优选等方面,对水平井单井地质工程设计精细研究,并现场实时动态跟踪,实现安全钻井。(3)特超稠油油藏水平井水平段注汽工艺技术研究。针对井深、油稠、水平段长等特点,开展了注汽参数优选、注汽方式、隔热方式等研究,提高了注汽隔热效果,实现稠油油藏均匀受气,为提高采收率奠定基础。
　　 通过上述研究,获得了如下4项认识:(1)特超稠油高轮次吞吐井井筒周围压力较低,而其它区域仍较高;温度在井点附近30～50m有不等提高,其它区域仍为原始温度:含油饱和度在井间基本为原始饱和度的65％;原油粘度在井简50m附近下降大,以外则基本保持原始水平。(2)构造高部位受底水锥进影响小,井间剩余油较富集:受边底水共同作用,低部位水淹较重,水淹面积连片分布。水平井可有效减缓边底水推进速度,提高油藏动用程度。(3)现场地质导向是水平井成功实施的保证。对地质条件复杂,断层发育,构造起伏大,储层横向变化大的水平井钻井,必须进行地质导向。根据室内建立的水平井在造斜过程中不同井斜角度变化与岩屑迟到时间对应关系解释图版,不同钻具组合方式(螺杆钻进或旋转钻进)对应不同地层岩性、钻时、钻压变化解释图版进行现场实时跟踪,可提高地质跟踪精确度,保证了油层钻遇率。(4)经济评价分析表明,水平井平均单井投资为直井的2.0～2.5倍;平均单井产量是直井的2～4倍;平均单井年操作成本为直井的0.5～0.66倍;在评价期内,平均水平井单井方案财务净现值是直井方案的23.8倍。水平井开发稠油油藏经济可行,且可获得较好经济效益。
　　 通过本项目攻关研究,取得了4个方面的技术成果:(1)创建了用于提高特超稠油油藏水平井轨迹跟踪精度的现场钻井分析控制技术。根据室内建立的水平井在造斜过程中不同井斜角度变化与岩屑迟到时间对应关系的解释图版,建立了不同钻具组合方式(螺杆钻进或旋转钻进)对应不同地层岩性、钻时、钻压变化的关系图版,在水平井钻进时进行现场实时跟踪,大大提高了水平井井身轨迹跟踪精确度。(2)针对特超稠油油藏松散地层的特点,优化了安全快速钻井的水平井钻具组合,提高了水平段携岩能力,开发了水平井井眼净化的钻井泥浆配方体系。应用水平井专用工具,确保套管与井壁间的线接触力均匀微渐增分布,无峰值突变,最大应力小于极限应力一半的安全钻井技术方案;优化设计轨迹,造斜率形成由上大下小的渐增式轨迹;采用抗高温、阻漏失的适应高温亏空油藏的钻井液体系来保证正常钻进,解决了稳定井眼和油层保护的矛盾,有效的保证钻井安全,提高了钻井速度。(3)研制了“J”型水平井钻井技术,解决了顶水稠油油藏水平井水平段固井的难题。对于顶水稠油油藏水平井造斜段为松散砂砾岩、固井质量差,研究出利用水平轨迹反穿过油藏下部稳定泥岩再进入油层的钻井方式,即“J”型水平井,确保大斜度段固井质量达到提高固井质量的目的。(4)建立了特超稠油油藏直井高轮次蒸汽吞吐后,老油田整体部署水平井调整开发方案的水平井油藏工程设计技术。通过油藏数值模拟,建立实验区地质模型和网格系统;通过基础数据分析和历史拟合,观察压力、温度的波及范围,确定剩余油含油饱和度的变化规律;按照剩余油分布规律,合理选择水平井平面和纵向位置、最佳水平段长度、最优注蒸汽参数等。

目录

文摘

英文文摘

0 前言

0.1 选题的目的及意义

0.2 主要研究内容及技术路线

0.2.1 主要研究内容

0.2.2 主要技术路线

0.3 国内外研究现状

0.3.1 国内外稠油油藏开发技术现状

0.3.2 国内外水平井钻井技术研究及应用现状

0.3.3 国内外剩余油富集规律研究现状

0.3.4 国内外稠油油藏应用水平井开发现状

0.4 完成的工作量

0.5 创新点

1 辽河盆地西部凹陷稠油油藏的特点

1.1 辽河稠油油藏地层发育特征

1.2 辽河稠油油藏区域构造特征

1.3 辽河稠油物性特征及分类特点

2 辽河盆地西部凹陷稠油油藏剩余油富集规律研究

2.1 辽河稠油蒸汽吞吐开采的基本特点

2.1.1 产量变化规律

2.1.2 周期回采水率变化规律

2.1.3 周期油气比变化规律

2.1.4 单位压降产油量变化规律

2.2 底水稠油油藏剩余油分布规律研究与应用

2.2.1 底水稠油油藏的主要特点

2.2.2 冷41块基本情况

2.2.3 油藏数值模拟模型建立

2.2.4 冷41-平1井油藏工程设计

2.2.5 冷41-平1井指标预测

2.2.6 水平井开发底水稠油油藏效果分析

2.2.7 水平井开发底水稠油油藏取得的认识

2.3 边水稠油油藏剩余油分布规律研究与应用

2.3.1 边水稠油油藏的主要特点

2.3.2 欢127块基本情况

2.3.3 油藏数值模拟模型建立

2.3.4 欢127-平1井油藏工程设计

2.3.5 欢127-平1井指标预测

2.3.6 水平井开发边水稠油油藏效果分析

2.3.7 水平井开发边水稠油油藏取得的认识

2.4 水平井在薄层稠油边际储量有效开发中的研究与应用

2.4.1 薄层稠油油藏的主要特点

2.4.2 洼70块油藏地质特征

2.4.3 洼70块水平井油藏工程设计

2.4.4 洼70块水平井开发部署与指标预测

2.4.5 水平井开发稠油薄层边际储量效果分析

2.4.6 水平井开发稠油薄层边际储量取得的认识

3 稠油油藏松散地层水平井钻井技术研究

3.1 水平井钻井地质设计优化

3.1.1 储层分布的预测

3.1.2 导眼井的优化设计

3.1.3 井眼轨迹设计优化

3.1.4 井身结构优化设计

3.1.5 完井方式优选

3.2 水平井地质导向跟踪技术

3.2.1 水平井不同井段录井过程中岩屑迟到时间标定

3.2.2 岩性钻时判断地质导向技术

3.2.3 应用测井技术,提供轨迹地层剖面数据,调整钻井轨迹

3.2.4 根据实钻岩性资料校正预测岩性剖面

3.2.5 导眼控制与随钻地质导向测井

3.3 稠油油藏松散地层安全钻井技术

3.3.1 稠油水平井钻完井施工难点

3.3.2 三维绕障防碰邻井套管技术

3.3.3 导向复合钻具钻进及精确井眼轨迹控制技术

3.3.4 保证大直径套管顺利下入的技术措施

3.3.5 稠油油藏水平井卡钻复杂情况分析及预防技术措施

3.3.6 水平井井眼净化技术

3.3.7 实施效果,

3.4 稠油油藏水平井钻井液技术

3.4.1 以杜84块为代表的浅层稠油水平井钻井液的确定

3.4.2 以冷家油田为代表的稠油水平井钻井液体系的确定

3.4.3 现场应用情况

4 辽河盆地西部凹陷特超稠油油藏水平井注汽工艺技术及应用

4.1 技术要求

4.2 中深层稠油水平井注汽技术及应用

4.2.1 中深层稠油水平井注汽技术

4.2.2 中深层稠油水平井注汽技术应用实例

4.3 水平井双管注汽工艺技术及应用

4.3.1 水平井双管注汽工艺技术

4.3.2 水平井双管注汽工艺技术应用实例

4.4 水平井多点注汽工艺技术与应用

4.4.1 水平井多点注汽工艺技术

4.4.2 水平井多点注汽技术应用实例

5 水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术试验

5.1 水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术原理

5.2 水平井SAGD设计的技术界限

5.3 直井与水平井组合SAGD方式开发超稠油藏部署实例

5.3.1 SAGD试验区开发现状

5.3.2 水平井SAGD方案优化设计研究

5.3.3 水平井SAGD试验效果分析

5.4 水平井SAGD开发超稠油油藏取得的初步认识

6 辽河盆地西部凹陷特超稠油油藏水平井开采技术经济评价与分析

6.1 水平井投资分析

6.2 水平井经济效益分析

7 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文