海上油田高效開發(fā)技術(shù)探索

徐清山

摘 要：在我國渤海灣相繼發(fā)現(xiàn)40多億噸地質(zhì)儲量的原油， 但這些原油多為稠油和重油， 難以開發(fā)， 在陸上油田開發(fā)經(jīng)驗不能用于海上， 又無國際先例可借鑒的情況下， 基于海上稠油開發(fā)歷程及現(xiàn)狀， 深入分析了海上稠油油田開發(fā)面臨的主要問題與挑戰(zhàn)， 有針對性地集成、創(chuàng)新了適合于海上稠油開采的先進技術(shù)， 逐步建立完善了海上稠油高效開發(fā)思路和技術(shù)體系。該技術(shù)有效降低了油田開發(fā)成本， 并成功地開發(fā)了被國際石油公司稱為“ 21世紀挑戰(zhàn)”的海上最大稠油油田。成功研發(fā)了開發(fā)海上邊際油田的“三一模式”和“蜜蜂模式”[1]， 應(yīng)用于渤海邊際油田開發(fā)實踐， 并探索出一套適用于海上油田開發(fā)的優(yōu)快鉆完井技術(shù)。

關(guān)鍵詞：海上油田;高效開發(fā);稠油;邊際油田;優(yōu)快鉆井;開發(fā)模式

海上油氣田的勘探開發(fā)不同于陸上油田，海洋石油開發(fā)涵概了人類迄今掌握的所有科技。首先海上平臺的建造、搭建就是一項艱具的任務(wù)，海洋深度越大海情越復(fù)雜，對平臺設(shè)備的要求越高。此外水下油氣管線鋪設(shè)，水下井口設(shè)施， 浮式生產(chǎn)平臺，水下三維勘探，各種鉆探作業(yè)，都對一個國家的造船能力，地球物理，海洋工程，石油裝備領(lǐng)域提出挑戰(zhàn)。在任何方面出現(xiàn)短板，都會在國際合作中于不利地位。既然中國選擇了獨立的崛起之路，就會在各個方面面臨更崎嶇的歷程與挑戰(zhàn)。

一、海上油田開發(fā)的主要問題與挑戰(zhàn)

1. 海上地質(zhì)油藏條件復(fù)雜

我國近海油田大體分為3 大類：中小型輕質(zhì)油油田、特殊巖性油氣田、中型稠油油田。其中， 近海稠油油田的石油地質(zhì)儲量占海上已發(fā)現(xiàn)總地質(zhì)儲量的2 /3， 主要位于渤海灣油區(qū)， 對海油的穩(wěn)產(chǎn)起著關(guān)鍵作用。渤海稠油油田儲層為河湖三角洲—河流相沉積的砂體， 儲層變化大、埋藏淺， 含油層數(shù)多， 含油井段長， 存在多油水系統(tǒng)且關(guān)系復(fù)雜;儲層物性好，滲透率高， 膠結(jié)疏松， 油井出砂嚴重;流體性質(zhì)較差，具有密度大， 黏度高（地下原油黏度26 ～741 mPa· s;天然能量不足， 邊水不活躍。上述這些特點使得海上稠油油田開發(fā)難度大。對于特殊巖性油氣田， 由于構(gòu)造復(fù)雜， 形式多樣， 斷層多， 斷塊面積大小不一;儲量規(guī)模不大， 油水關(guān)系復(fù)雜， 油氣藏類型多， 如何經(jīng)濟有效地開發(fā)這類油田也是海上油田開發(fā)所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。

2.海洋油田開發(fā)投資大和風(fēng)險高

首先 ，以中國國情而言，在當(dāng)前油價（80美圓一桶）下，陸上油井日產(chǎn)原油在3噸左右即可獲得較好利潤，若是海上油田這樣的油井則無開采價值（中海油2009年的桶油主要成本為22.08美元）因此海上石油的成本問題也決定一些油田是否值得開采。以中石油某油田灘海（水下等深線-5米）開發(fā)為例。該油田為獲得百萬噸產(chǎn)能，興建人工端島等設(shè)施，花費10億左右人民幣，若是要在深海形成此等規(guī)模開發(fā)成本也將是10億，這10億則會是美圓。而海上石油開采正是一個“高風(fēng)險”、“高技術(shù)”、“高投入”的產(chǎn)業(yè)，據(jù)測算，每鉆井一米耗資約1萬元人民幣，而海上鋼結(jié)構(gòu)平臺每平方米造價就高達兩萬美元，如此算來，建設(shè)一個中型的海上油田投資將在3億到6億美元之間，而一個大型油田總投資將高達20至30億美元。凡此種種，在開發(fā)之前，一個中小油田前期勘探的費用將達到2000萬美元。從壽命上講，陸上油田開發(fā)后期可通過水驅(qū)，聚合驅(qū)等模式可繼續(xù)生產(chǎn)若干年，甚至可以通過暫時關(guān)井等待地層壓力恢復(fù)，油價攀升后，繼續(xù)進行經(jīng)濟開采。而海上油田基于成本考慮則會選擇關(guān)井，因此海上油田在壽命上也較短暫。另外海上石油開采還受油價，匯率的影響。對于地質(zhì)條件資料匱乏，勘探數(shù)據(jù)不明的區(qū)域，任何石油公司都無能為力，何況南海南端石油儲藏多位于其他國家大陸架附近，在沒有軍事保障的情況下，一切都是空談。

二、油田高效開發(fā)技術(shù)

1.海上稠油少井高產(chǎn)技術(shù)

針對渤海稠油多、難開發(fā)的技術(shù)難題， 圍繞如何實現(xiàn)少井高產(chǎn)， 在找準油藏、注海水強采、防砂、上岸4個方面進行技術(shù)攻關(guān)， 形成了海上稠油少井高產(chǎn)技術(shù)體系， 主要包括遠程制導(dǎo)實時油層追蹤技術(shù)、礫石充填多層防砂技術(shù)、注海水強采技術(shù)、長距離海底稠油混輸技術(shù)。該技術(shù)能夠保證鉆頭準確進入有效層段， 及時補足能量實現(xiàn)強采， 并在強采情況下油藏骨架不受損害， 能夠通過把大量設(shè)備放置陸地而降低開發(fā)成本。

以渤海綏中36 -1油田為例， 該油田是20世紀80年代初期發(fā)現(xiàn)的大型海上稠油油田， 由于油稠、產(chǎn)能低、出砂和開發(fā)成本高， 陸地經(jīng)驗不適用、國際海上無先例可借鑒。在此情況下， 通過攻克70 km長距離海底管線稠油多相混輸世界級難題， 實現(xiàn)了海上稠油油田的“半海半陸式開發(fā)”。

2.成熟區(qū)復(fù)式成藏規(guī)律主導(dǎo)下的滾動挖潛技術(shù)

由于河流相儲集層的復(fù)雜性，井網(wǎng)調(diào)整常常需要經(jīng)過數(shù)次循環(huán)才能達到較高的儲量動用程度和較好的開發(fā)效益。本文以湖盆萎縮期層序發(fā)育的主控因素為理論基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)域成藏背景，并結(jié)合油田的生產(chǎn)動態(tài)特征，提出在油田內(nèi)部找油田、油田上部找油田的挖潛方向。滾動挖潛的思路為，在油田含油圈閉油柱高度分析、含油圈閉面積充滿度分析的基礎(chǔ)上，對可能存在的潛力進行搜索，并結(jié)合井組含水率差異性分析、生產(chǎn)動態(tài)數(shù)模精細擬合分析，開展?jié)摿ι绑w的尋找。該技術(shù)在渤海BZ油田中高含水期油田挖潛中取得了很好的效果。以渤海BZ油田NmⅣ3小層為例。開發(fā)階段認為F22MP中已鉆遇該砂體的油水界面，但靜態(tài)上發(fā)現(xiàn)該砂體25m的油柱高度遠遠低于其余砂體40m的油柱高度。通過對該砂體低部位一口生產(chǎn)井F29井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)模擬合分析，認為該砂體油水界面有下推40m以上的可能。為此提出了通過調(diào)整井F33井落實該砂體油水界面的方案，最終，F(xiàn)33井證實了該砂體油水界面下推54m，新增動用儲量60×104m3。潛力方案F37H井實施后新增動用儲量80×104m3，2012年10月投產(chǎn)后已累計貢獻產(chǎn)油量3.5×104m3。

3.海上邊際油田開發(fā)技術(shù)

渤海油田13 ×108 t儲量屬邊際油田， 利用常規(guī)技術(shù)不能經(jīng)濟有效開發(fā)。針對渤海大量分散的小型油田難以開發(fā)的難題， 提出了“盡可能依托現(xiàn)有設(shè)施、工程設(shè)施盡可能簡易化、工程設(shè)施可重復(fù)利用”的開發(fā)思路。在該思路指導(dǎo)下， 進行開發(fā)方案的設(shè)計和優(yōu)化， 有針對性地采用一個簡易平臺、一條管線和一條電纜開發(fā)依托現(xiàn)有設(shè)施開發(fā)20 km以內(nèi)邊際小油田， 或采用可移動簡易采油設(shè)施開發(fā)遠離生產(chǎn)裝置的邊際油田， 逐步形成了后來的“三一模式”和“蜜蜂模式”等邊際油田開發(fā)模式。采用上述的海上邊際油田開發(fā)技術(shù)使13個邊際油田投入開發(fā)、27個邊際油田應(yīng)用此項技術(shù)進行設(shè)計建造， 至今已有8 ×108 t邊際儲量得到開發(fā)利用。

三、結(jié)語

在國內(nèi)現(xiàn)代石油工業(yè)向海洋發(fā)展的過程中，國外先進的現(xiàn)代海洋工程被快速引入了中國海油市場，特別是海外的油田勘探開發(fā)技術(shù)對國內(nèi)石油工業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，使得海洋油氣田鉆完井技術(shù)產(chǎn)生了飛躍，為海洋石油的增儲上產(chǎn)做出了巨大貢獻。這些技術(shù)的突破將為海上稠油提高采收率闖出一條新路子

參考文獻：

[1] 周守為.中國近海典型油田開發(fā)理論與應(yīng)用[ M] .北京：石油工業(yè)出版社， 2009.

[2] 周守為.海上油田高效開發(fā)新模式探索與實踐[ M] .北京：石油工業(yè)出版社， 200.

[3] 王德民，程杰成， 吳軍政， 等.聚合物驅(qū)油技術(shù)在大慶油田的應(yīng)用[ J] .石油學(xué)報， 2005， 26（1）：74 -78.

[4] 沈平平.提高采收率技術(shù)進展[ M] .北京：石油工業(yè)出版社，2006.