浅薄单层超稠油HDNS开发技术研究

1、王学忠王学忠20122012中国克拉玛依国际非常规油气论坛中国克拉玛依国际非常规油气论坛 摘要：摘要：针对春风油田超稠油埋深针对春风油田超稠油埋深400-570m、油层单一且厚度仅、油层单一且厚度仅3m左右、油层温度下原油黏度超过左右、油层温度下原油黏度超过70000mPas的特点，采取的特点，采取了水平井、油溶性降黏剂、氮气、注蒸汽强化热采（了水平井、油溶性降黏剂、氮气、注蒸汽强化热采（HDNS）。）。利用蒸汽、油溶性降黏剂和注采一体化管柱技术解决了地层温利用蒸汽、油溶性降黏剂和注采一体化管柱技术解决了地层温度下原油黏度高的难题；利用水平井、斜井泵工艺技术解决储度下原油黏度高的难题；利用水平

2、井、斜井泵工艺技术解决储层埋藏浅、生产压差小的问题；通过注氮气隔热保温解决了油层埋藏浅、生产压差小的问题；通过注氮气隔热保温解决了油层厚度薄、地层能量低的问题。投产新井层厚度薄、地层能量低的问题。投产新井185口，采油速度口，采油速度3%，建成产能建成产能37万吨，实现了高效开发。万吨，实现了高效开发。关键词关键词: 浅薄层超稠油；水平井；蒸汽吞吐；氮气；降黏剂浅薄层超稠油；水平井；蒸汽吞吐；氮气；降黏剂汇报提纲一、浅薄层超稠油开发难点一、浅薄层超稠油开发难点二、二、HDNSHDNS开发先导试验开发先导试验 三、关键开发技术研究三、关键开发技术研究 四、应用效果及推广前景四、应用效果及推广前景

3、春风油田春风油田春光油田春光油田春风油田春风油田 春风油田位于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起东部，春风油田位于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起东部，2010-20112010-2011年上报探明储量年上报探明储量51285128万吨。油藏温度条件下万吨。油藏温度条件下(26)(26)，原油黏度原油黏度5000050000到到90000mPa90000mPas s。20122012中国克拉玛依国际非常规油气论坛中国克拉玛依国际非常规油气论坛 春风油田原油春风油田原油饱和烃与芳香烃的含量之和一般饱和烃与芳香烃的含量之和一般80%80%，而胶质与沥青质，而胶质与沥青质之和之和20%20%。 春风油田稠油物

4、性评价春风油田稠油物性评价春风油田稠油中的沥青质相对分子质量大（春风油田稠油中的沥青质相对分子质量大（14 86014 860），是滨南油田典型），是滨南油田典型超稠油的超稠油的4 4倍，这是稠油黏度高的主要原因。倍，这是稠油黏度高的主要原因。 春风油田原油春风油田原油C+HC+H含量达到含量达到96%96%以上。以上。S S、N N、O O杂原子含量较低，杂原子含量较低，C-HC-H键键相对较多相对较多，加热时，烃类裂解需要的能量较低，更容易降黏。加热时，烃类裂解需要的能量较低，更容易降黏。（2 2）相对分子质量分布）相对分子质量分布油稠的主要原因油稠的主要原因（1 1）族组分分析）族组分分

5、析胶质、沥青质含量较低胶质、沥青质含量较低（3 3）原油元素分析）原油元素分析热敏性较强热敏性较强春风油田原油黏温曲线春风油田原油黏温曲线不同压力黏温曲线不同压力黏温曲线（4 4）原油热敏性强，有利于热采）原油热敏性强，有利于热采(5) (5) 原油屈服值分析原油屈服值分析- -临界温度临界温度60多孔介质多孔介质单孔隙介质单孔隙介质排排601-平平1（导眼）井（导眼）井 样品号样品号4-1弱速敏弱速敏 , ,临界流速为临界流速为4.27m/d4.27m/d中等偏弱水敏中等偏弱水敏标准盐水标准盐水蒸馏水排排601-4井井 样品号样品号15-2无酸敏无酸敏氯化钾溶液氯化钾溶液排排601-平平1（

6、导眼）井（导眼）井 样品号样品号16-3 弱碱敏弱碱敏 排排601-4井井 样品号样品号4-1(6) (6) 敏感性评价敏感性评价- -弱速敏、中等偏弱水敏、无酸敏、弱碱敏弱速敏、中等偏弱水敏、无酸敏、弱碱敏排排601井采油曲线井采油曲线16.7t/d12.5t/d1t/d直井热采初期具有一定产能，递减快直井热采初期具有一定产能，递减快井号井号周期周期注汽注汽量量t t生产生产时间时间d d峰值峰值油量油量t/dt/d周期平均周期平均单井单井周期周期产油产油t t周期周期油汽油汽比比t/tt/t回采回采水率水率% %日产日产液液t/dt/d日产日产油油t/dt/d含水含水% %排排601601

7、53253217817812.512.52.92.92.22.224.224.23083080.560.5628.728.7l春风油田油藏特点：春风油田油藏特点：浅浅：油藏埋深：油藏埋深400-570m400-570m；薄薄：砂层厚度：砂层厚度2-6m2-6m；低低：油层温度：油层温度22-2822-28，地层压力低，地层压力低(4.8MPa) (4.8MPa) 稠稠：地层温度下原油黏度：地层温度下原油黏度50000-90000mPas50000-90000mPas 1 1、地层温度下原油黏度高；、地层温度下原油黏度高； 2 2、储层埋藏浅、生产压差小；、储层埋藏浅、生产压差小； 3 3、油层

8、厚度薄、地层能量低。、油层厚度薄、地层能量低。l开发难点：开发难点：20122012中国克拉玛依国际非常规油气论坛中国克拉玛依国际非常规油气论坛 汇报提纲一、浅薄层超稠油开发难点一、浅薄层超稠油开发难点二、二、HDNSHDNS开发先导试验开发先导试验 三、关键开发技术研究三、关键开发技术研究 四、应用效果及推广前景四、应用效果及推广前景排排601-601-平平1 1井生产曲线井生产曲线周期周期注氮气注氮气注蒸汽注蒸汽峰值产量峰值产量阶段平均生产情况阶段平均生产情况阶段生产情况阶段生产情况经济指标经济指标注入注入量量压力压力压力压力温度温度干度干度注入速注入速度度注入强注入强度度蒸汽量蒸汽量日产

9、日产液液日产日产油油含水含水日产日产液液日产日产油油含水含水生产天生产天数数累产累产液液累产累产油油累产累产水水阶段油阶段油汽比汽比阶段回阶段回采水率采水率m m3 3MPaMPa MPaMPa % %m m3 3/h/hm m3 3/m/mm3m3t/dt/dt/dt/d% %t/dt/dt/dt/d% %t tt tt t1 150137501378 810.5 10.5 300.0 300.0 70.0 70.0 8.9 8.9 9.1 9.1 3006.7 3006.7 88.9 88.9 52.0 52.0 36.9 36.9 27.1 27.1 10.1 10.1 62.8 62.

10、8 2642647156715626632663449344930.89 0.89 1.49 1.49 2 240091400914.34.311.9 11.9 324.0 324.0 72.0 72.0 9.5 9.5 10.9 10.9 3609.0 3609.0 67.3 67.3 29.0 29.0 56.8 56.8 38.3 38.3 12.9 12.9 66.2 66.2 2212218463846328602860560456040.79 0.79 1.55 1.55 3 340024400246.36.310.3 10.3 316.5 316.5 74.0 74.0 8.0

11、8.0 12.1 12.1 4007.0 4007.0 51.0 51.0 17.0 17.0 66.6 66.6 33.733.78.2 8.2 75.8 75.8 2712719143914322172217692669260.55 0.55 1.73 1.73 排排601-平平1排排601-P1601-P1井位于砂体边部，单井控制面积大，水平井位于砂体边部，单井控制面积大，水平井段长井段长331.3m331.3m（552.4-883.7m552.4-883.7m），），20092009年年7 7月开始月开始HDNSHDNS先导试验。先导试验。2009/08/062010/02/22201

12、0/09/102011/03/292011/10/152012/05/02Date(yy/m/dd)05010003060日油日油水平水平t/d含含水水率率%20122012中国克拉玛依国际非常规油气论坛中国克拉玛依国际非常规油气论坛 数值模拟研究排601-平1井温度场分布情况排排601-601-平平1 1井区油层顶部含油饱和度分布井区油层顶部含油饱和度分布原始未动用原始未动用第一周期后第一周期后第二周期后第二周期后第三周期后第三周期后原始未动用原始未动用第一周期后第一周期后第二周期后第二周期后第三周期后第三周期后排排601-601-平平1 1井区油层中部含油饱和度分布井区油层中部含油饱和度分

13、布排601平1井井筒热损失曲线图（2010年5月17日 注汽过程中测试）20102010年在排年在排601601北实施了北实施了HDNSHDNS开发先导试验。开发先导试验。排排601601北周期开发效果统计表北周期开发效果统计表排601北部井位图排排601601北区分周期递减规律北区分周期递减规律y = 20.17ey = 20.17e-0.0106x-0.0106xy = 16.907ey = 16.907e-0.015x-0.015xy = 18.097ey = 18.097e-0.0117x-0.0117xy = 15.791ey = 15.791e-0.007x-0.007x0.00.

14、05.05.010.010.015.015.020.020.025.025.01 15 59 9 1313 1717 2121 2525 2929 3333 3737 4141 4545 4949 5353 5757 6161 6565 6969 7373 7777 8181 8585 8989 9393 9797 101101105105109109113113117117时间d平平均均单单井井日日产产油油t t排排601601北部时间拉起后开发曲线北部时间拉起后开发曲线y = 20.17ey = 20.17e-0.0106x-0.0106xy = 16.907ey = 16.907e-0.

15、015x-0.015xy = 18.097ey = 18.097e-0.0117x-0.0117xy = 15.791ey = 15.791e-0.007x-0.007x0.00.05.05.010.010.015.015.020.020.025.025.01 15 59 9 1313 1717 2121 2525 2929 3333 3737 4141 4545 4949 5353 5757 6161 6565 6969 7373 7777 8181 8585 8989 9393 9797 101101105105109109113113117117时间d平平均均单单井井日日产产油油t t汇

16、报提纲一、浅薄层超稠油开发难点一、浅薄层超稠油开发难点二、二、HDNSHDNS开发先导试验开发先导试验 三、关键开发技术研究三、关键开发技术研究 四、应用效果及推广前景四、应用效果及推广前景l技术路线技术路线 注氮气隔热保温解决了油层厚度薄、地层能量低的问题注氮气隔热保温解决了油层厚度薄、地层能量低的问题 春风油田水平井注汽工艺管柱春风油田水平井注汽工艺管柱1 1、环空注、环空注N N2 2，起到，起到隔热隔热作用，提高注汽效果；作用，提高注汽效果；2 2、利用、利用N N2 2膨胀性高的特点，补充地层能量；膨胀性高的特点，补充地层能量；（N N2 2压缩系数是压缩系数是COCO2 2三倍）三

17、倍）3 3、地层内、地层内N N2 2向上超覆，起到地层保温作用。向上超覆，起到地层保温作用。均匀注汽管柱均匀注汽管柱3 31 1/ /2 2inin油管油管泵泵N N2 2抽油杆抽油杆N2高温高压稀油带N2超覆带利用蒸汽、油溶性降黏剂和注采一体化管柱技术解决了地层温度下原油利用蒸汽、油溶性降黏剂和注采一体化管柱技术解决了地层温度下原油黏度高的难题黏度高的难题 加剂后体系的沥青质聚集体数量明显减少，尺寸变小。加剂后体系的沥青质聚集体数量明显减少，尺寸变小。（中石化研究院，（中石化研究院，20102010，甲苯，甲苯+ +正庚烷体系放大正庚烷体系放大200200倍）倍）加降黏剂前加降黏剂前加降黏

18、剂后加降黏剂后水平井均匀注汽系统水平井均匀注汽系统31/2in油管油管泵泵N2抽油杆抽油杆蒸汽蒸汽利用水平井、斜井泵工艺技术解决储层埋藏浅、生产压差小的问题利用水平井、斜井泵工艺技术解决储层埋藏浅、生产压差小的问题 19.96%19.96%27.89%27.89%22.99%22.99%HDNSHDNS各要素综合作用显著提高了驱油效率各要素综合作用显著提高了驱油效率 u滤砂管（割缝筛管）顶部微膨胀晶格水泥浆固井技术滤砂管（割缝筛管）顶部微膨胀晶格水泥浆固井技术HDNSHDNS配套工艺技术配套工艺技术u水平井免钻塞分级注水泥完井技术水平井免钻塞分级注水泥完井技术u砾石充填防砂，有效避免杂质和稠油

19、对筛缝的堵塞砾石充填防砂，有效避免杂质和稠油对筛缝的堵塞u井筒油套环空注氮气隔热工艺井筒油套环空注氮气隔热工艺u 注注采一体化配套工艺采一体化配套工艺u引入燃煤锅炉，降低热采成本引入燃煤锅炉，降低热采成本燃油注汽站燃油注汽站燃煤注汽站燃煤注汽站uHDNSHDNS参数优化参数优化汇报提纲一、浅薄层超稠油开发难点一、浅薄层超稠油开发难点二、二、HDNSHDNS开发先导试验开发先导试验 三、关键开发技术研究三、关键开发技术研究 四、应用效果及推广前景四、应用效果及推广前景规划规划“十二五十二五”春风油田建成春风油田建成100100万吨产量规模。万吨产量规模。10-12 11-01 11-0211-0

20、3 11-04 11-05 11-06 11-07 11-08 11-09 11-10 11-11 11-12 12-01 12-02 12-03 12-04 12-05 12-06(yy-mm)204060801000200400600800100080016002400320004080120160505862666670748910211711513115615615315115214815133235238240645040140034049658177878881995289390092095098060.467.770.058.361.563.566.065.466.866.667

21、.062.758.758.459.363.264.662.863.683710891274975116910991177982149317082361210919822286219624482601 2557269005010015020059677375788189102116131137162174189195195195196198010203040505.76.87.89.110.411.712.913.915.516.518.921.223.826.729.332.134.937.840.8总井数总井数（口）（口）开井数开井数（口）（口）日液水平日液水平（t/dt/d）日油水平日油水平（t/dt/d）累产油累产油（万吨）（万吨）综合含水综合含水（% %）春风油田开发曲线春风油田开发曲线9681 1、利用、利用HDNSHDNS技术投产技术投产185185口井，动用储量口井，动用储量18821882万吨，万吨，20112011年产油年产油18.118.1万吨，采油速度万吨，采油速度2.9%2.9%；20122012年预计产油年预计产油3737万吨。万吨。 排排601601北周期效果统计表北周期效果统计表2 2