潛山油藏開(kāi)發(fā)后期驅(qū)油、儲(chǔ)氣及地?zé)崂脜f(xié)同聯(lián)動(dòng)探索

崔 剛 呂傳炳 楊瑩瑩 程相振 崔昕玥 王貴陽(yáng)

（1.中國(guó)石油華北油田公司；2.中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院；3.中國(guó)石油河北銷(xiāo)售公司廊坊分公司）

2022 年，我國(guó)原油、天然氣對(duì)外依存度分別高達(dá)71.2%、40.5%。為了保障國(guó)家能源安全及“雙碳”目標(biāo)順利實(shí)施[1]，能源企業(yè)著力加大油氣勘探開(kāi)發(fā)力度，加快清潔能源利用，積極推進(jìn)提高油氣藏采收率和清潔能源協(xié)同利用領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，尋求技術(shù)突破，為國(guó)家提供更加堅(jiān)實(shí)的能源保障基礎(chǔ)[2]。

“十二五”以來(lái)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及綠色低碳生產(chǎn)要求不斷提高，清潔能源替代、儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰及CO2埋存業(yè)務(wù)進(jìn)入新的發(fā)展階段[3-4]，為潛山油藏提高采收率帶來(lái)了新的機(jī)遇。我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)發(fā)展于20 世紀(jì)90 年代初[5]，雖起步較晚，但隨著需求持續(xù)加大、建造技術(shù)不斷完善、建設(shè)運(yùn)行日趨成熟，地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)逐步加快。我國(guó)已建成的儲(chǔ)氣庫(kù)類型較為單一，以氣藏型為主[6]。油藏型儲(chǔ)氣庫(kù)是近年發(fā)展形成的新型儲(chǔ)氣庫(kù)，可協(xié)同天然氣驅(qū)油提高原油采收率一體化建庫(kù)，也被稱為協(xié)同型儲(chǔ)氣庫(kù)[3，7]。

華北油田地?zé)豳Y源豐富，近年積極探索油氣開(kāi)發(fā)與清潔能源協(xié)同發(fā)展，開(kāi)展了潛山油藏降壓開(kāi)采與地?zé)崂寐?lián)作、注氣開(kāi)發(fā)與儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰協(xié)同等方面的技術(shù)攻關(guān)，以期大幅增加油氣產(chǎn)量，加強(qiáng)清潔能源綜合利用[8]。

1 驅(qū)油儲(chǔ)氣地?zé)釁f(xié)同建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)的技術(shù)內(nèi)涵

國(guó)外氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)起步較早，歷經(jīng)百年發(fā)展，形成了與地質(zhì)特點(diǎn)相適應(yīng)的配套建庫(kù)技術(shù)[9]。我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜，建庫(kù)氣藏普遍存在構(gòu)造破碎、埋藏深、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)中后期水侵等問(wèn)題[10]。由于地下剩余油潛力巨大，建庫(kù)注氣的同時(shí)如何統(tǒng)籌實(shí)施驅(qū)油、調(diào)水、地?zé)豳Y源利用，達(dá)到效益最大化，是我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題[11]。本研究借助多學(xué)科融合的縫洞預(yù)測(cè)技術(shù)，以華北油田潛山油藏為例，創(chuàng)新潛山油藏特高含水開(kāi)發(fā)后期降壓開(kāi)采及注氣理論，建立儲(chǔ)氣庫(kù)蓋層應(yīng)力—質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型，探討潛山油藏驅(qū)油儲(chǔ)氣地?zé)釁f(xié)同建庫(kù)的可行性（圖1）。

圖1 驅(qū)油儲(chǔ)氣地?zé)釁f(xié)同建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)示意圖

1.1 任丘潛山油藏地質(zhì)背景與開(kāi)發(fā)概況

華北油田所處的渤海灣盆地是我國(guó)新增石油儲(chǔ)量超億噸的三大盆地之一，油氣資源豐富[12-13]。潛山油藏位于冀中坳陷中部，是饒陽(yáng)凹陷中央隆起構(gòu)造帶上發(fā)育的大型潛山構(gòu)造[14]。潛山走向?yàn)楸睎|—南西向，長(zhǎng)38.5km，寬6～7.5km，圈閉面積210km2，圈閉幅度1913m，為冀中坳陷最大的潛山圈閉，包括塊狀底水特征的霧迷山組油藏、層狀邊水特征的府君山組和奧陶系油藏，具有得天獨(dú)厚的地質(zhì)條件。任丘潛山油藏經(jīng)歷早期高效開(kāi)發(fā)后，含水快速上升，產(chǎn)量快速遞減，生產(chǎn)成本大幅增加。油藏經(jīng)過(guò)40 多年水驅(qū)開(kāi)發(fā)，受裂縫非均質(zhì)性影響，中小縫洞中的剩余油無(wú)法采出，地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度為30%，綜合含水率為94.8%，剩余地質(zhì)儲(chǔ)量為3.8×108t，伴生地?zé)豳Y源為6410×108GJ。

1.2 潛山油藏建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)難點(diǎn)

任丘潛山油藏埋藏深度較深，大多位于4000m左右，深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層多為縫洞及高角度構(gòu)造裂縫，孔洞裂縫發(fā)育，采用常規(guī)技術(shù)方法難以有效刻畫(huà)孔洞裂縫空間。由于邊底水能量強(qiáng)，地層水沿高角度裂縫縱竄橫侵，造成儲(chǔ)氣庫(kù)關(guān)鍵參數(shù)精準(zhǔn)落實(shí)存在困難。建庫(kù)前地層原始?jí)毫Ψ秶鸀?1～34MPa，屬于正常壓力系統(tǒng)，鉆井過(guò)程中極易發(fā)生鉆井液漏失等復(fù)雜情況；建庫(kù)后注采運(yùn)行壓力高、井溫高，需要承受周期性變化載荷的沖擊，對(duì)注采完井工具、管材、固井質(zhì)量等要求高。針對(duì)邊底水侵入和高溫、高壓周期性注采的工作模式，需要開(kāi)展儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行機(jī)理及注采管柱的安全敏感性分析，保障儲(chǔ)氣庫(kù)安全高效運(yùn)行。

此外，潛山油藏開(kāi)發(fā)后期水驅(qū)效果差，降壓開(kāi)采后大量產(chǎn)出液采用回注方式注入地下，同類型油藏大幅度提高采收率尚無(wú)先例。在復(fù)雜地質(zhì)條件下建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)的同時(shí)如何提高采收率、處理大量采出液等，是建庫(kù)首先要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。

1.3 潛山油藏建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)階段劃分

根據(jù)驅(qū)油、儲(chǔ)氣及地?zé)崂脜f(xié)同機(jī)理，可將儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)分為3 個(gè)階段。第一階段為注氣驅(qū)油階段，利用氣驅(qū)效率高于水驅(qū)效率機(jī)理，在潛山構(gòu)造高部位采取注氣重力驅(qū)，形成氣、油、水3 個(gè)流體分布帶，形成的油環(huán)帶可提高采收率，有效挖潛潛山剩余油；第二階段為儲(chǔ)氣調(diào)峰階段，注入氣體在構(gòu)造頂部形成儲(chǔ)氣庫(kù)，充分發(fā)揮儲(chǔ)氣庫(kù)的調(diào)峰作用，大幅緩解京津冀地區(qū)天然氣供求壓力；第三階段為地下采出熱液有效利用階段，地?zé)崴蔀橛吞镞\(yùn)輸管線及京津冀居民提供生活伴熱，加強(qiáng)地?zé)豳Y源的再利用。

2 驅(qū)油儲(chǔ)氣地?zé)釁f(xié)同建庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)

冀中坳陷潛山霧迷山組開(kāi)發(fā)后期，更加側(cè)重潛山縫洞體剩余油潛力研究，縫洞如何定量刻畫(huà)、縫洞與基質(zhì)雙重介質(zhì)如何建模、剩余油分布潛力不明確等問(wèn)題制約了潛山剩余油動(dòng)用。借助多學(xué)科融合的縫洞預(yù)測(cè)技術(shù)，應(yīng)用疊前、疊后地震資料開(kāi)展裂縫孔洞定量刻畫(huà)技術(shù)，建立不同級(jí)別縫洞體門(mén)限，完成縫洞體積定量描述。將縫洞預(yù)測(cè)結(jié)果與離散裂縫網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)相結(jié)合，形成任丘超大型潛山雙重介質(zhì)地質(zhì)建模技術(shù)，識(shí)別潛山開(kāi)發(fā)后期剩余油分布規(guī)律，精準(zhǔn)評(píng)估縫洞體內(nèi)剩余油潛力，為進(jìn)一步提高潛山油藏采收率奠定堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)基礎(chǔ)。

2.1 潛山油藏縫洞預(yù)測(cè)與雙重介質(zhì)建模結(jié)合的精細(xì)油藏描述技術(shù)

2019 年以來(lái)，華北油田集中開(kāi)展儲(chǔ)層縫洞精細(xì)描述工作，借助區(qū)域三維地震處理解釋資料，應(yīng)用高斯梯度、調(diào)諧振幅、多尺度分解的超光譜圖像檢測(cè)、疊前AVO 反演屬性、疊后地震屬性等分析技術(shù)，形成了一套可精準(zhǔn)刻畫(huà)潛山縫洞體的精細(xì)油藏描述技術(shù)（圖2a）。結(jié)合裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果，利用離散裂縫網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)建立裂縫模型，地質(zhì)模型精度由原來(lái)的50m×50m×2m 提高至30m×30m×1m。將油藏?cái)?shù)值模擬高速計(jì)算集群與云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，模擬大規(guī)模并行運(yùn)算，成功實(shí)現(xiàn)了由粗化的160 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)提高至2000 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)以上的潛山油藏高精度高速數(shù)值模擬（圖2b）。充分利用已鉆井測(cè)井、巖心等資料及縫洞顯示情況，定量刻畫(huà)任丘潛山Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)縫洞體，其中Ⅰ級(jí)縫洞體852 個(gè)，總體積為52.92×108m3（圖2）。

圖2 任丘潛山縫洞體立體雕刻空間分布及離散裂縫模型

通過(guò)縫洞預(yù)測(cè)結(jié)果與已鉆井實(shí)際裂縫對(duì)比分析，裂縫預(yù)測(cè)符合率達(dá)83%?？p洞展布方向與斷層走向一致，主要以北東向?yàn)橹?，具有地層流體沿構(gòu)造裂縫進(jìn)一步溶蝕成縫洞的特點(diǎn)。裂縫以高角度縫為主，受斷層、水平溶蝕、風(fēng)化淋濾等切割和溝通作用，實(shí)現(xiàn)了在空間上精細(xì)刻畫(huà)任丘潛山縫洞體發(fā)育特征的目的。

2.2 潛山油藏注氣提高采收率與儲(chǔ)氣庫(kù)協(xié)同開(kāi)發(fā)及配套技術(shù)

2015—2020 年，華北油田通過(guò)創(chuàng)新潛山油藏特高含水開(kāi)發(fā)后期注氣理論，明確了水驅(qū)后小縫洞和基巖中殘余大量原油。傳統(tǒng)潛山油藏注氣提高采收率以單純注氣提高采收率研究為主，注氣開(kāi)發(fā)可借助驅(qū)動(dòng)壓差、重力作用，改變驅(qū)動(dòng)方向、改善流動(dòng)條件，降低原油黏度。利用潛山真實(shí)巖心開(kāi)展雙重介質(zhì)可視化平面物理模擬，結(jié)果表明：水驅(qū)主要沿大的裂縫通道竄進(jìn)，裂縫系統(tǒng)是水驅(qū)產(chǎn)量的主體，微裂縫內(nèi)剩余油無(wú)法有效驅(qū)替；氣驅(qū)主要?jiǎng)佑昧芽p系統(tǒng)中油膜狀和連通性較差的孔洞剩余油，可有效驅(qū)替存在于巖塊系統(tǒng)中微細(xì)裂縫內(nèi)的剩余油。

通過(guò)開(kāi)展注采氣速度敏感性實(shí)驗(yàn)，明確了隨注氣速度的增加，驅(qū)替效率增加，但當(dāng)注氣速度增加到一定程度后，驅(qū)替效率幾乎不再增加；當(dāng)采氣速度增加到一定程度時(shí)，采氣速度越高，則水驅(qū)氣效率越低。在注采循環(huán)過(guò)程中，注入氣量和采出氣量均隨注采周期而增加，但增加速度隨注采周期而減緩，底水驅(qū)時(shí)采收率為49.87%，再進(jìn)行頂部天然氣驅(qū)可提高采收率22.64%（圖3）。前期快速注氣驅(qū)油形成一定厚度的富集油柱，中期逐步降低注氣速度，控制油氣界面緩慢推進(jìn)，油水界面穩(wěn)定，保證油井開(kāi)發(fā)效果，后期快速注氣達(dá)容達(dá)產(chǎn)，以期實(shí)現(xiàn)潛山油藏大幅提高采收率與調(diào)峰供氣一體化。

圖3 水驅(qū)后注氣采收率和含水率變化

2.3 潛山油藏持續(xù)降壓開(kāi)采與地?zé)崧?lián)作開(kāi)發(fā)及配套技術(shù)

潛山油藏開(kāi)發(fā)后期存在采出水回注沿大裂縫無(wú)效循環(huán)、中小裂縫儲(chǔ)量動(dòng)用程度低、高溫采出液的地?zé)豳Y源未得到有效利用等問(wèn)題。自油藏開(kāi)采至今，主要以潛山邊部均勻水驅(qū)，保持高壓力水平開(kāi)發(fā)為主，為有效緩解無(wú)效水循環(huán)以及提高采收率等攻關(guān)，2020 年起持續(xù)開(kāi)展?jié)撋接筒亻_(kāi)采試驗(yàn)研究。

理論上通過(guò)降壓開(kāi)采可減少對(duì)中小縫洞與巖塊系統(tǒng)的干擾，改變大裂縫滲流能力，發(fā)揮中小縫洞及巖塊系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力[15]，提高采收率。實(shí)際研究中通過(guò)創(chuàng)新潛山油藏特高含水開(kāi)發(fā)后期降壓開(kāi)采理論及改變油藏驅(qū)動(dòng)方式，利用裂縫的差異性閉合效應(yīng)，使彈性力、重力和毛細(xì)管力的驅(qū)油作用得到更好發(fā)揮。降壓開(kāi)采后，天然水壓充分發(fā)揮重力作用，驅(qū)動(dòng)比較均勻緩和[16]。油藏同時(shí)發(fā)生3 種動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，分別為人工驅(qū)動(dòng)向天然驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程、巖塊自吸排油作用的發(fā)揮過(guò)程、彈性排油作用的釋放過(guò)程。降壓開(kāi)采過(guò)程中，地層上覆有效壓力增大，儲(chǔ)層裂縫開(kāi)度減小，大裂縫開(kāi)度降幅達(dá)到60%，中小裂縫開(kāi)度降幅僅20%，充分發(fā)揮中小裂縫的彈性排油作用。

在明確降壓開(kāi)采增油的前提下，陸續(xù)在任丘霧迷山、八里莊等潛山油藏進(jìn)行了控注、停注降壓開(kāi)采試驗(yàn)，其中任丘、八里莊西油藏地層壓降較大，提高采收率幅度為0.4%～1.86%，累計(jì)增油200×104t。在引入地?zé)崴玫穆?lián)作技術(shù)后，通過(guò)篩選油藏的水體倍數(shù)介于30～150，地層溫度大于70℃，井筒基礎(chǔ)情況滿足提液生產(chǎn)，地面具備采出液換熱和回注路由，并具備配套油水分離處理能力等硬性指標(biāo)。進(jìn)一步梳理了降壓開(kāi)采油熱聯(lián)作適宜的油藏、井筒、地面條件，重點(diǎn)針對(duì)任丘及河間潛山地?zé)崾袌?chǎng)，篩選出條件適宜的潛山區(qū)塊。以任丘潛山為例，盡量不新鉆地?zé)峋劳性杏蜌馍a(chǎn)井，實(shí)現(xiàn)任丘油田油藏內(nèi)大規(guī)模提液降壓，計(jì)劃整體提液降壓開(kāi)采提液井8 口，總提液量可達(dá)12000m3/d（100℃）。采出液利用油田現(xiàn)有路由運(yùn)送到任17 計(jì)量站進(jìn)行油水分離，應(yīng)用旋流分離處理工藝，脫出采出熱液輸送至石油新城區(qū)供暖，預(yù)計(jì)可供暖面積為257×104m2，換熱后油田采出液調(diào)至長(zhǎng)洋淀潛山回注。

3 潛山油藏驅(qū)油儲(chǔ)氣地?zé)峤◣?kù)可行性分析

3.1 超深邊底水潛山氣藏改建儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容參數(shù)評(píng)價(jià)方法

超深邊底水潛山氣藏地質(zhì)條件復(fù)雜，具有雙重介質(zhì)、底水能量強(qiáng)、裂縫發(fā)育且處于開(kāi)發(fā)后期等特點(diǎn)，地層水沿裂縫縱竄橫侵，儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容關(guān)鍵參數(shù)落實(shí)困難，急需開(kāi)展庫(kù)容參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)以及圈閉密封性綜合評(píng)價(jià)技術(shù)，通過(guò)建立儲(chǔ)氣庫(kù)蓋層應(yīng)力—質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型，錄取沉積環(huán)境、巖石巖性、泥質(zhì)含量以及裂縫發(fā)育程度等關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)決定蓋層巖性、厚度、孔滲以及排替壓力等關(guān)鍵參數(shù)運(yùn)用層次分析法計(jì)算權(quán)重，建立枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)蓋層綜合適宜度等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)營(yíng)期加強(qiáng)儲(chǔ)氣庫(kù)密封性投資和監(jiān)測(cè)[17-18]。同時(shí)通過(guò)室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)獲取相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)已有認(rèn)識(shí)利用油氣藏工程方法計(jì)算庫(kù)容并利用雁翎潛山油藏注氣先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)及參數(shù)，采用3 種孔隙度類比方法重新計(jì)算庫(kù)容，突破常規(guī)深度界限，多方面開(kāi)展庫(kù)容評(píng)價(jià)，創(chuàng)建底水潛山儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)參數(shù)評(píng)價(jià)方法，庫(kù)容參數(shù)設(shè)計(jì)誤差由26%降低到5%。

3.2 超深儲(chǔ)氣庫(kù)優(yōu)化運(yùn)行及風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)

研制超深超高溫儲(chǔ)氣庫(kù)用注采管柱及配套工具，解決了周期性大流量條件下深井注采管柱密封難題。通過(guò)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用油管掛、氣密封油管、井下安全閥、滑套、錨定密封、永久式封隔器、磨銑延伸筒、無(wú)投撈球座、儀表掛等配套工具，監(jiān)測(cè)和保護(hù)注采管柱，形成超深超高溫條件下配套適用系列工具，保障地下管柱安全。進(jìn)一步總結(jié)高速注采條件下的氣水運(yùn)移規(guī)律，揭示氣庫(kù)運(yùn)行影響因素；建立環(huán)空壓力管理決策機(jī)制（圖4），優(yōu)化單井儲(chǔ)氣庫(kù)配產(chǎn)配注，指導(dǎo)儲(chǔ)氣庫(kù)高效運(yùn)行；創(chuàng)新超深注采管柱安全評(píng)價(jià)技術(shù)，形成地下—井筒—地面三位一體的風(fēng)險(xiǎn)管控體系。

圖4 環(huán)空壓力管理決策系統(tǒng)圖

3.3 超深儲(chǔ)氣庫(kù)驅(qū)油儲(chǔ)氣地?zé)釁f(xié)同發(fā)展

在前期精細(xì)雕刻縫洞體落實(shí)剩余油的基礎(chǔ)上，油田利用借助注氣驅(qū)油，在不同階段調(diào)整注氣速度與采油速度，既保證油井開(kāi)發(fā)效果又能實(shí)現(xiàn)快速注氣達(dá)容達(dá)產(chǎn)。此外，伴隨油氣生產(chǎn)過(guò)程中每年采出數(shù)以千萬(wàn)立方米高溫，蘊(yùn)含大量綠色可再生的、可循環(huán)利用的余熱資源，開(kāi)展余熱利用研究，結(jié)合油田現(xiàn)有規(guī)劃，采取“整體部署、分步實(shí)施”的思路，將地?zé)峋Q熱站、油田管線進(jìn)行區(qū)域整合，同時(shí)對(duì)井筒、舉升以及地面配套工藝進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多套地?zé)豳Y源和油田集輸余熱綜合利用，實(shí)現(xiàn)全密閉、高效的高溫復(fù)合采水無(wú)壓全回灌潛山地?zé)豳Y源梯級(jí)利用。

2020 年開(kāi)展了留北高含水潛山井采出液余熱規(guī)模利用，建成留北地?zé)嵴?，按工藝流程分為地?zé)崴杉庖悍蛛x、地?zé)岚l(fā)電、換熱維溫、污油回收、尾水回注等6 個(gè)系統(tǒng)，占地21.5 畝（14333.3m2），設(shè)計(jì)規(guī)模6000m3/d，建立了潛山油藏注氣開(kāi)采—余熱利用—回注閉環(huán)模式。

4 一體化協(xié)同建庫(kù)的優(yōu)勢(shì)

4.1 大幅度提高原油采收率

通過(guò)千萬(wàn)級(jí)網(wǎng)格高精度數(shù)值模擬（圖5），指導(dǎo)機(jī)理模擬、注氣方式、井網(wǎng)部署、參數(shù)優(yōu)化、防止氣竄等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究。運(yùn)用復(fù)合立體注采井網(wǎng)、點(diǎn)弱面強(qiáng)注氣、平衡聚油、多井慢采控錐、界面變速調(diào)控、補(bǔ)氣壓錐、動(dòng)態(tài)井段等創(chuàng)新技術(shù)，保持油氣界面穩(wěn)定推進(jìn)。采取在潛山構(gòu)造高部位裂縫發(fā)育區(qū)部署儲(chǔ)氣庫(kù)注采氣井，確保實(shí)行自上而下的垂直驅(qū)替，同時(shí)在圈閉溢出點(diǎn)附近部署排液井，防止富集油溢出。預(yù)計(jì)十年內(nèi)提高采收率達(dá)20%以上，較優(yōu)化前提高4.3 個(gè)百分點(diǎn)。

圖5 任丘潛山整體模型

2020 年開(kāi)始逐步應(yīng)用潛山注氣技術(shù)，充分利用現(xiàn)有井網(wǎng)，按照頂注低采注氣模式，優(yōu)先驅(qū)替頂部油藏和錐間帶甜點(diǎn)區(qū)剩余油，推導(dǎo)最優(yōu)注氣量計(jì)算公式，支撐現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。因天然氣氣源問(wèn)題，2020年開(kāi)展注氮?dú)庀葘?dǎo)試驗(yàn)。某井按照頂注低采模式注氣，共注氣6 輪次，累計(jì)注入氮?dú)?84×104m3，注氣前單井日產(chǎn)油小于1t，注氣后單井日產(chǎn)油最高達(dá)16.6t，階段累計(jì)增油1.5×104t。

4.2 提高清潔能源綜合利用和緩解供暖壓力

在潛山油藏降壓開(kāi)采過(guò)程中，日調(diào)水量達(dá)1.7×104m3，需投入地面管線建設(shè)維護(hù)等開(kāi)支。為避免大量高溫采出液的浪費(fèi)，建立了降壓開(kāi)采與地?zé)豳Y源利用聯(lián)作工藝流程。在“隔山調(diào)水、降壓開(kāi)采”提高采收率的基礎(chǔ)上，高溫采出液回注之前，通過(guò)為周邊建筑生活換熱供暖和油田低溫輸油管線伴熱的方式（圖6），充分利用地?zé)崆鍧嵞茉?，減少CO2排放。

圖6 熱源站油、熱聯(lián)采及余熱梯級(jí)利用流程示意圖

自2020 年冀中潛山油氣藏提高采收率與清潔能源綜合利用項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，全面評(píng)估并掌握冀中凹陷地?zé)豳Y源總量及分布特點(diǎn)，初步建立資源評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)利用體系，潛山地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用進(jìn)入全面推廣階段。現(xiàn)已投入運(yùn)行地?zé)峁┡?xiàng)目6 個(gè)，在冀中地區(qū)建成了205×104m2/a 供暖能力，利用地?zé)崮苷酆蠘?biāo)準(zhǔn)煤5.11×104t，減排CO2量14.15×104t。預(yù)計(jì)到2025 年，通過(guò)地?zé)峋C合能源利用，冀中地區(qū)可建成5500×104m2/a 供暖能力，可利用地?zé)崮苷酆蠘?biāo)準(zhǔn)煤55×104t，減排CO2量150×104t。

在地?zé)衢_(kāi)發(fā)過(guò)程中，充分利用任丘潛山油藏采出水外調(diào)干線余熱，建設(shè)油田生產(chǎn)余熱利用示范項(xiàng)目——石油新城一期項(xiàng)目，開(kāi)創(chuàng)性運(yùn)用以油田采出液余熱為基礎(chǔ)熱源的供暖方式，進(jìn)站溫度82℃，出站溫度40℃。于2020 年11 月試運(yùn)供暖，截至2022 年底，總供熱面積達(dá)63.2×104m2。

華北油田進(jìn)一步統(tǒng)籌考慮油田生產(chǎn)系統(tǒng)管道、站內(nèi)維溫伴熱需求，建立了跨區(qū)域調(diào)運(yùn)高溫產(chǎn)出液技術(shù)、高溫產(chǎn)出液進(jìn)站換熱工藝、高溫產(chǎn)出液帶低溫產(chǎn)出液技術(shù)，充分利用地?zé)豳Y源，實(shí)現(xiàn)了冀中地區(qū)加熱爐燃油全部替代。2017 年以來(lái)，通過(guò)充分利用潛山油藏高溫產(chǎn)出液余熱，停運(yùn)118 臺(tái)燃油加熱爐，年節(jié)約燃油5.3×104t，累計(jì)節(jié)約燃油26.5×104t，油田生產(chǎn)系統(tǒng)趨向綠色環(huán)保發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

華北油田積極探索潛山油藏開(kāi)發(fā)后期驅(qū)油儲(chǔ)氣地?zé)釁f(xié)同聯(lián)動(dòng)，創(chuàng)新形成了3 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是多學(xué)科融合的縫洞預(yù)測(cè)技術(shù)，應(yīng)用疊前、疊后地震資料對(duì)裂縫孔洞定量刻畫(huà)，明確不同級(jí)別縫洞體門(mén)限，完成縫洞體積定量描述；二是建立任丘超大型潛山雙重介質(zhì)地質(zhì)建模技術(shù)，將縫洞預(yù)測(cè)結(jié)果與離散裂縫網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)相結(jié)合，尋找潛山開(kāi)發(fā)后期剩余油分布規(guī)律，形成一套潛山開(kāi)發(fā)后期油藏縫洞體內(nèi)剩余油精準(zhǔn)評(píng)估技術(shù)；三是建立潛山油氣藏降壓開(kāi)采與地?zé)衢_(kāi)發(fā)聯(lián)作配套技術(shù)，優(yōu)化地下水循環(huán)的同時(shí)充分利用地下清潔能源。

通過(guò)系列技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新與實(shí)踐應(yīng)用，積極探索新型儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)油、儲(chǔ)氣及地?zé)崧?lián)動(dòng)。在儲(chǔ)氣庫(kù)建造設(shè)計(jì)時(shí)，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施相關(guān)理論介入、關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定及管理模式創(chuàng)新等工作，以期進(jìn)一步降低儲(chǔ)氣庫(kù)投資，提升安全環(huán)保性，在加快數(shù)字化、智能化儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的同時(shí)，真正意義實(shí)現(xiàn)潛山開(kāi)發(fā)后期油田采收率大幅提升，為京津冀天然氣調(diào)峰保供、推進(jìn)綠色環(huán)保清潔發(fā)展“加油爭(zhēng)氣”。