石油科学技术新进展调研报告.doc

油气田开发科学技术新进展调研报告一 绪论绝大多数分布在我国东部的几个老油区截止2001年底已累计生产原油95563万吨，原油生产能力为3708万吨/年，2001年实际产油3791万吨。从总的开发情况看，目前，老油田已经整体进入高含水、高采出开发阶段，多数油田已经历了注采完善调整、整体加密调整、局部挖潜调整等阶段，进人了整体精细挖潜阶段。从分类情况来看，其中整装油田年产油量1076万吨，占中石化总产油量的29%，采油速度0.84%，总体开发效果好，仍然是主力开发油藏类型。高渗断块油藏开发状况也比较好，开发程度相对较高，年产油量964.6万吨，占中石化年产油量的25%。该类油藏由于构造比较复杂，注采完善程度相对较低。中低渗油藏总体开发程度较低，地质储量采出程度只有16.5%，低渗油田采油速度也比较低。三次采油目前形成生产规模的只有胜利油田和河南油田。如何提高油田采收率，降低油气生产成本，提高经济效益，始终是油气田开发技术创新的主题。从以上情况可以看出，提高中低渗油藏开发效果将是当前科技攻关的重点之一。国际石油科技新技术现状：（1）深水盐下油气地质勘探理论技术应用取得重要进展。随着深水盐下油气地质勘探理论技术的不断创新与应用，世界盐下油气勘探取得突破性进展，分别在巴西海域、墨西哥湾等地区发现盐下油气藏。盐下层系作为油气资源储藏非常重要的一个领域，显示出良好的勘探前景，正在成为世界油气勘探的新热点。在深水盐下油气地质勘探理论技术的指导下，近期全球深水盐下油气勘探获得多个重大发现，特别是巴西发现的Tupi油气田是全球最引人注目的油气发现，初步估计可采储量达50亿至80亿桶油当量。（2）北极地区油气资源评价获突破性进展。美国地质调查局采用统一的评价标准和方法，和多家国际机构一道，用4年时间对北极地区待发现石油资源进行了全面、系统、客观的地质分析和研究，并于2008年7月公开披露了整个北极地区石油资源评价结果：在北极圈以北地区25个最具油气潜力的地质区，共计拥有900亿桶待发现的技术可采石油、1670万亿立方英尺待发现的技术可采天然气和440亿桶技术可采天然气液。 （3）重油就地改质开发技术矿场试验获突破性进展。多年来国际石油界一直在探索有效的重油就地改质方法，但仅限于实验室试验。电加热器就地改质现场试验取得成功，直井水平井结合火烧油层/催化改质井首次投产，为重油就地改质技术带来突破性进展。电加热器就地改质是通过在地层钻若干口距离很近的水平井，其中一些插入加热器，另一些用来生产和监测。经过一段时间，加热器慢慢将重油加热。随着温度升高，重油开始发生裂解，焦炭留在地下，轻油从生产井采出。应用该技术在加拿大阿尔伯达西北和平河油砂矿区成功进行了先导性试验，10万桶黑色半固体状油砂改质成30度至49度API的轻油。尽管应用规模还不是很大，但该技术有可能成为彻底改变重油开采局面的“游戏变革者”。 （4）高含水油田改善水驱新技术取得重要进展。针对世界上大量的已注水和水淹后油藏的深化开发，摸清剩余油的空间分布，有的放矢地开采剩余油成为关键。以极大触及储层井（ERC）为代表的8项新技术将成为未来20年的关键技术。目前正在积极研发ERC井和仿生井，其大部分要素已经实现，如井下智能控制阀可以封堵特定分支，井下监测和地面控制装置可以实时分析流体特性。多家石油公司和服务公司研发的应用液压或电力系统的流量控制技术已经取得成功并广泛应用，正在向智能化方向迈进。 （5）随钻地震技术在精确高效低成本勘探钻井方面发挥重要作用。随钻地震技术（SWD）是一种根据深度和地震旅行时实时跟踪确定井眼轨迹的新方法，主要用于钻井过程中的实时监测，及时为钻井工程师提供取心、下套管点、预防钻井危害及确定过压带等相关信息。随着SWD的不断发展、成熟，作为一种新的低成本的勘探手段，在为油田开发或储层描述提供更加翔实和有效的补充信息方面发挥着越来越重要的作用，近年来在世界范围内得到较快的发展，尤其现阶段对于国内大力发展水平井开发薄产层能更好地发挥精确导向作用。 （6）连续管钻井技术进一步拓展应用领域。连续管欠平衡钻井（CT-UBD）是以连续管作为管柱的欠平衡钻井作业，不仅解决了过平衡作业钻速低和钻井液漏失等问题，同时降低了储层伤害，油井产量提高40%。为了解决常规连续管不能转动所带来的钻井问题，已经研制成功一种可以从地面旋转的连续管钻井装置。该装置可以驱动连续管以20转/分的速度，节省40%的钻井时间，减少66.6%的盘管、放管和矫直作业次数，从而使连续管的疲劳寿命延长300%。连续管钻井技术的快速发展，已经体现在发达国家油气钻井工业的规模化应用上，相信这些技术进展将对我国连续管钻井设备与技术的发展起到良好的借鉴和引领作用。 （8）“血小板”技术解决油气田集输管道泄漏定位与修复难题。一种被称为“血小板”（Platelets）的管道修复新技术在英国开发并得到成功应用。该技术可替代传统的管道泄漏定位与修复方法，并可形成一整套管道泄漏问题解决方案，在管道安全运行方面能够发挥重要作用。这项由英国Brinker技术公司开发的新技术，其灵感来源于人类的血小板。当人身体的血管破裂时，血液里的血小板就会自行在血管破裂处凝结堵住伤口。在管道流体中加入Platelets微粒，微粒随流体流至裂缝处时，流体的压力迫使微粒进入裂缝，微粒紧贴管壁从而达到阻止泄漏的目的。Platelets技术首次应用是在英国BP公司Foinaven油田的注水管道，其后又被用于阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集输管道上，作为解决老管道泄漏问题的应急方案，为其管道安全运行发挥了重要作用。二 油气田开发科学与技术现状调研近些年国内油气田在油田开发科技创新方面重点加强了机理和基础研究，注重研究与现场试验的结合，突出了投入产出的经济效益，多数研究成果都形成了系统软件，推广应用成效显著。 （1）稠油、超稠油开采新技术：一是继续开展了蒸汽驱工业化应用、超稠油开采配套技术、边低水综合治理、火烧油层试验等方面的专项研究工作。完成了亚临界锅炉的研制，并应用于现场见到了良好的效果，形成了一套注蒸汽开采粘度大于50000mpa . s以上的超稠油的配套技术。在单六东区块超稠油开采中，摸索出了采用自己研制的亚临界锅炉注气，注前置液进行油层保护，长效井筒保温等，从地下到地面的超稠油开采技术，使原来靠注蒸汽无法开采或开采无经济效益的单六东建成了生产能力15 x 104t/a。蒸汽驱在胜利油田的孤岛和孤东应用效果良好。二是开展了吞吐后期的加密井提高采收率、稠油出砂冷采、薄油层水平压裂辅助蒸汽驱等研究，形成了具有特色的稠油出砂冷开采技术，现场试验获得成功。采用这套技术开采稠油，不仅解决了长期困绕工艺界的稠油防砂问题，而且大大降低了开采成本，在油田不同区块推广已见到了很好的经济效益。 （2）低渗透油气田开采技术：低渗透储层在各油田屡见不鲜，其开采难度具有普遍性，尤其是在油田开采后期，都要进入这个领域“啃硬骨头”，因而这方面的技术创新备受关注。“九五”期间主要有三项进展，一是以安塞油田和拖市油田为样本，开展了低渗透和特低渗透流变性理论的研究，进行了油藏条件下流体渗流和流变性特征与机理实验，提出了综合反映和评价流体及多孔介质变化的流变分区概念，建立了油藏的流体渗流数学方程。二是对注入表面活性剂提高采收率进行了室内试验。还将对低渗透油田提高采收率的技术和方法开展更多的研究。三是深层低渗透裂缝性砂岩气藏滚动开发技术政策研究，加强了对深层砂岩裂缝的研究，对低渗透气层进行了分类评价，开展了对其开发方式和井网井距的论证及经济评价，建成了年产1.31 x 108m，的生产能力。对低渗透气田的裂缝系统分区，稳产技术和对策等仍将继续深入分析研究。 （3）储量研究和管理技术：一是研究了经济可采储量计算方法，系统筛选和评价了国内外在不同油藏类型和不同开发方式条件下，不同开采阶段技术储量的计算方法;按照新的财务会计制度，系统分析了成本构成，建立了成本与开发指标的对应关系，优选出了胜利油田不同油藏类型、不同开发阶段的经济可采储量的计算方法，并形成了操作简单的系统软件。这是国内首次对经济可采储量的计算进行系统评价，对于指导新油田风险投资和老油田开发效果评价以及提前预警具有重要的指导意义。对成本的分摊和计算还将按上市公司新的财务会计制度进行分解和评价，并与国际接轨作进一步研究。二是储量资产化研究，确定了储量资产化的表达方式和评价模型，建立了剩余可采储量价值预测模型。这项研究成果为解决不同资源类型与开采成本之间的关系提供了依据，为上市公司进行储量资产现代管理和经营提供了可借鉴的方法和经验。这一课题还将继续深化，建立经济可采储量预测模型，并与国际储量资产化的标定方法进一步接轨。三是在精细油藏描述和滚动勘探开发方面，精细油藏描述和滚动勘探开发使用的方法和研究程序比较成熟，获得的经济效益也十分显著，这一重大课题，还有待在总结丰富的实践经验的基础上，进行理论概括，以求在理论创新和方法创新上有所突破，在研究中不仅可以应用一些国际正流行的理论和概念，而最重要的是要从中国的实际出发，在建立中国陆相油藏的开发理论上有所建树。（4）计算机应用技术：一是在油藏数值模拟技术方面开展了多层三维三相并行化及应用研究，实现了两台计算机的共享和并行计算，解决了节点数十万以上特大规模油藏的整体模拟.对三维三相及黑油模型软件的核心线性代数方程组求解进行了并行化，大大降低了油藏数值模拟的时间，提高了计算精度，推出了具有自主版权的油藏模拟并行软件，研究成果达到国际先进水平。二是井点井间剩余油分布研究技术及其软件系统。这一研究课题，针对高含水期剩余油分布分散的特点，虽然矿场不具备独立开展油藏精细描述和剩余油分布数值模拟的充分条件，但为发挥矿场熟悉开发动态数据的优势，而提出了一套适合于矿场实用的井点井间剩余油分布研究的思路和方法，在此基础上形成了操作简单的系统软件。这一成果应用于现场，及时指导了油田的调整和挖潜，见到了良好的经济效益。三 国内油田开发技术今后发展趋势与方向 目前国内多数油田进入高含水期，剩余油分布分散，油田开发难度越来越大。占地质储量1/4的低渗透油田开发技术还没有取得重大突破；以复杂断块为其特点的东部几大油田在提高采收率技术方面也还没有形成配套技术，油气田开采成本居高不下，经济效益受油价影响过大。这些都迫切要求油田开发适用的核心技术创新有更大更快的进展。因此，油气田开发在继续抓好高含水、深层稠油开采研究的同时，应重点做好以下几个方面的科技攻关： 加强提高低渗透油田开发效果的技术研究：一是要研究低渗透油田的地质特征和储集性要素，系统掌握油层的连通状况和各向异性，搞清楚剩余油的空间展布。二是继续深化低渗透渗流机理和流变性特征研究，从开发理论上有所突破。三是要将油藏工程和采油工艺密切结合，按照储层类型和裂缝系统单元进行井网的调整和注采对应关系的分析，实施油层改造，改善储层物性。同时开展注气体、注表面活性剂提高采收率的室内实验和现场试验，彻底解决注不进、采不出的问题，提高此类油藏的采收率。 提高断块油田采收率新技术研究：一是深化复杂断块油田的分类评价标准研究，结合开发程度和开采效果，研