胜利油田稠油开采技术
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胜利油田稠油开采技术
王增林
中国石化胜利油田分公司 2011年9月
提纲
一、胜利油田稠油油藏主要特点 二、胜利油田稠油开采技术 三、结论与认识
一、胜利油田稠油油藏主要特点
胜利油田地理位置图
胜利油田
胜利油田位于中国东部渤海湾盆地，为中国第二大油 田,1961年发现，累积探明原油储量50亿吨，产油10亿吨。
孤岛中二北流场分布
井筒
(地下原油粘度400毫帕•秒、渗透率2500毫达西)
300℃
80℃
启动压力
10MPa 驱动压力
65℃ 油层温度
达西渗流区 (35m)
非达西渗流区 (56m)
不流动区 (51m)
1、稠油非达西渗流机理
在该油藏三个流区分别设计密闭取心井，取心分析饱和度与 理论预测结果相吻合，证实了稠油非达西渗流机理的正确性。
研究表明，利用水平井可降低油层热损失20%～30%， 提高吸汽产液能力1.7倍以上，油藏动用范围显著扩大。
油 100 层 热 80 损 失 60 % 40
20
直井 水平井
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
油层厚度 m
3、薄层稠油多井型组合开发技术
●开发薄层稠油井型组合方式
根据薄层稠油的油藏特点，优化提出了三种典型的井型组合方式。对单
100000
降粘剂注入量(D)
200000
300000
400000
200
降 180 粘
160 剂
140
及 二
120 氧
水平段150米 100
水平段200米 水平段250米
80
化 碳 注
60 入
40
量 ，
20 t
500000
0 600000
粘度，毫帕•秒
原油粘度20×104mPa•s，水平段长度200米的合理DCS配比为： 降粘剂(D)32t，二氧化碳(C)88t，蒸汽(S)2460t
3、薄层稠油多井型组合开发技术
● 水平井开采薄层稠油技术界限
通过开展边际稠油开发理论与技术攻关，在稠油渗流机理、开发 配套技术等方面取得了如下主要成果：
1、稠油非达西渗流机理 2、特超稠油HDCS开发技术 3、薄层稠油多井型组合开发技术 4、强水敏稠油“近热远防”开发技术 5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术 6、热化学复合驱开发技术
1、稠油非达西渗流机理
稠油渗流不符合达西渗流规律 研究发现稠油渗流机理不同于稀油，是具有启动压力梯度的
注汽管柱一个出汽点只能保证40m-80m水平段有效吸汽； 设计了水平井自补偿器和具有自动分配功能的配汽器，实现水平段全段
均匀注汽，提高油井产量和油层动用程度。
2、特超稠油HDCS开发技术
利用该技术共动用特超稠油储量5718×104t，累积 增产原油193.6×104t。
王庄油田郑411油藏HDCS开发井位图
➢ “深”：埋藏深度900m～2000m； ➢ “稠”：原油粘度超过10×104mPa•s； ➢ “薄”：油层厚度小于6m； ➢ “敏”：水敏渗透率保留率小于30%； ➢ “低”：油汽比仅0.34 (采收率15.9%)。
提纲
一、胜利油田稠油油藏主要特点 二、胜利油田稠油开采技术 三、结论与认识
二、胜利油田稠油开采技术
2、特超稠油HDCS开发技术
研发了压力等级26MPa超临界高压注汽锅炉， 出口温度达到394℃。
研发了注采一体化泵及管柱，避免作业冷 伤害，井口产液温度提高20℃以上，延长 生产周期。
注采一体化抽油泵工作示意图
2、特超稠油HDCS开发技术
水平井均匀注汽工艺
一个出汽点
根据储层条件和油层状况 设计多个出汽点
流区
井号
动用状况
达西渗流区： 23-斜检535 含油饱和度低 非达西渗流区： 24-检533 含油饱和度高 不流动区： 25-检533 原始状态
含油饱和度 % 理论预测 取心分析
0.29
0.31
0.53
0.52
0.60
0.59
2、特超稠油HDCS开发技术
针对粘度超过10×104mPa•s的特超稠油常规注蒸汽难 以有效动用的难题，首创HDCS四要素组合开发技术。
(粘度30×104mPa•s)
周 2000
期 1500
产
量 1000
，
t
500
0
HS
127
水平井 蒸汽吞吐
HDCS
1812
HDCS开发
例如，郑411油藏应用该技术，单井 周期产量由原技术的127t提高到1812t， 增加了13.3倍，油汽比0.82。
3、薄层稠油多井型组合开发技术
● 水平井开采薄层稠油优势
薄层稠油油藏，采用水平井与水平井组合、水平井与分支井组合；对多薄层稠
油油藏，采用水平井与直井组合。
单薄层稠油油藏
多薄层稠油油藏
（1） 水平井与水平井组合 （2）水平井与分支井组合
（3）水平井与直井组合
(利用直井动用非主力层,汽驱注汽易于调节)
在单2馆陶、草27 、草104、埕 91 等50多个单元应用。
H(水平井)： 降低注入压力 D(油溶降粘剂)：近井化学降粘 C(二氧化碳)： 扩散降粘、
助排隔热 S(蒸汽)： 蒸馏、加热降粘
2、特超稠油HDCS开发技术
建立了HDCS四要素优化配比的参数图版，指导了现场实施
16
注 14
汽
强 12
度 ，
10
t/Hale Waihona Puke Baidu 8
6
4
2
0 0
注汽强度(S)
二氧化碳注入量(C)
10 0 .1 6 1 .15 9 lg K 1o 5
启 100
动
压 力
10
梯
度 ，
1
MPa/m
0.1
0.01
0.1
1
10
100
流度，mD/mPa•s
1、稠油非达西渗流机理
稠油油藏热采流场分布特征 自井筒向油藏内部依次划分为三个流区：达西渗流区、非
达西渗流区和不流动区。如孤岛中二北吞吐末期三个流区宽度 分别为35m、56m和51m。
非达西渗流。
渗 流 速 度
(10-5m/s)
达西流区
非达西流区
●●
●
启动压力梯度
压力梯度 (MPa/m)
1、稠油非达西渗流机理
建立了考虑启动压力梯度影响的稠油非达西渗流方程
K BoK roopo1po ogDqooitBSoo
B KwK rwwpwwgDqw witBSww
式中：λ为启动压力梯度
以渗流实验为基础，得到了启动压力梯度的数学模型：
一、胜利油田稠油油藏主要特点
胜利稠油储量分布
胜利主要稠油油田位置图
桩139
单家寺 金家
罗家－垦西
孤岛
陈家庄
王庄
东辛
孤东
乐安
八面河
先后在单家寺、乐安、孤岛、孤东、王庄和陈家庄等11个油田发现了稠油。 稠油资源量10.79亿吨，探明5.26亿吨。
一、胜利油田稠油油藏主要特点
胜利油田稠油油藏以边际稠油为主，具有以下开发难点：
王增林
中国石化胜利油田分公司 2011年9月
提纲
一、胜利油田稠油油藏主要特点 二、胜利油田稠油开采技术 三、结论与认识
一、胜利油田稠油油藏主要特点
胜利油田地理位置图
胜利油田
胜利油田位于中国东部渤海湾盆地，为中国第二大油 田,1961年发现，累积探明原油储量50亿吨，产油10亿吨。
孤岛中二北流场分布
井筒
(地下原油粘度400毫帕•秒、渗透率2500毫达西)
300℃
80℃
启动压力
10MPa 驱动压力
65℃ 油层温度
达西渗流区 (35m)
非达西渗流区 (56m)
不流动区 (51m)
1、稠油非达西渗流机理
在该油藏三个流区分别设计密闭取心井，取心分析饱和度与 理论预测结果相吻合，证实了稠油非达西渗流机理的正确性。
研究表明，利用水平井可降低油层热损失20%～30%， 提高吸汽产液能力1.7倍以上，油藏动用范围显著扩大。
油 100 层 热 80 损 失 60 % 40
20
直井 水平井
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
油层厚度 m
3、薄层稠油多井型组合开发技术
●开发薄层稠油井型组合方式
根据薄层稠油的油藏特点，优化提出了三种典型的井型组合方式。对单
100000
降粘剂注入量(D)
200000
300000
400000
200
降 180 粘
160 剂
140
及 二
120 氧
水平段150米 100
水平段200米 水平段250米
80
化 碳 注
60 入
40
量 ，
20 t
500000
0 600000
粘度，毫帕•秒
原油粘度20×104mPa•s，水平段长度200米的合理DCS配比为： 降粘剂(D)32t，二氧化碳(C)88t，蒸汽(S)2460t
3、薄层稠油多井型组合开发技术
● 水平井开采薄层稠油技术界限
通过开展边际稠油开发理论与技术攻关，在稠油渗流机理、开发 配套技术等方面取得了如下主要成果：
1、稠油非达西渗流机理 2、特超稠油HDCS开发技术 3、薄层稠油多井型组合开发技术 4、强水敏稠油“近热远防”开发技术 5、水驱稠油转高压蒸汽驱开发技术 6、热化学复合驱开发技术
1、稠油非达西渗流机理
稠油渗流不符合达西渗流规律 研究发现稠油渗流机理不同于稀油，是具有启动压力梯度的
注汽管柱一个出汽点只能保证40m-80m水平段有效吸汽； 设计了水平井自补偿器和具有自动分配功能的配汽器，实现水平段全段
均匀注汽，提高油井产量和油层动用程度。
2、特超稠油HDCS开发技术
利用该技术共动用特超稠油储量5718×104t，累积 增产原油193.6×104t。
王庄油田郑411油藏HDCS开发井位图
➢ “深”：埋藏深度900m～2000m； ➢ “稠”：原油粘度超过10×104mPa•s； ➢ “薄”：油层厚度小于6m； ➢ “敏”：水敏渗透率保留率小于30%； ➢ “低”：油汽比仅0.34 (采收率15.9%)。
提纲
一、胜利油田稠油油藏主要特点 二、胜利油田稠油开采技术 三、结论与认识
二、胜利油田稠油开采技术
2、特超稠油HDCS开发技术
研发了压力等级26MPa超临界高压注汽锅炉， 出口温度达到394℃。
研发了注采一体化泵及管柱，避免作业冷 伤害，井口产液温度提高20℃以上，延长 生产周期。
注采一体化抽油泵工作示意图
2、特超稠油HDCS开发技术
水平井均匀注汽工艺
一个出汽点
根据储层条件和油层状况 设计多个出汽点
流区
井号
动用状况
达西渗流区： 23-斜检535 含油饱和度低 非达西渗流区： 24-检533 含油饱和度高 不流动区： 25-检533 原始状态
含油饱和度 % 理论预测 取心分析
0.29
0.31
0.53
0.52
0.60
0.59
2、特超稠油HDCS开发技术
针对粘度超过10×104mPa•s的特超稠油常规注蒸汽难 以有效动用的难题，首创HDCS四要素组合开发技术。
(粘度30×104mPa•s)
周 2000
期 1500
产
量 1000
，
t
500
0
HS
127
水平井 蒸汽吞吐
HDCS
1812
HDCS开发
例如，郑411油藏应用该技术，单井 周期产量由原技术的127t提高到1812t， 增加了13.3倍，油汽比0.82。
3、薄层稠油多井型组合开发技术
● 水平井开采薄层稠油优势
薄层稠油油藏，采用水平井与水平井组合、水平井与分支井组合；对多薄层稠
油油藏，采用水平井与直井组合。
单薄层稠油油藏
多薄层稠油油藏
（1） 水平井与水平井组合 （2）水平井与分支井组合
（3）水平井与直井组合
(利用直井动用非主力层,汽驱注汽易于调节)
在单2馆陶、草27 、草104、埕 91 等50多个单元应用。
H(水平井)： 降低注入压力 D(油溶降粘剂)：近井化学降粘 C(二氧化碳)： 扩散降粘、
助排隔热 S(蒸汽)： 蒸馏、加热降粘
2、特超稠油HDCS开发技术
建立了HDCS四要素优化配比的参数图版，指导了现场实施
16
注 14
汽
强 12
度 ，
10
t/Hale Waihona Puke Baidu 8
6
4
2
0 0
注汽强度(S)
二氧化碳注入量(C)
10 0 .1 6 1 .15 9 lg K 1o 5
启 100
动
压 力
10
梯
度 ，
1
MPa/m
0.1
0.01
0.1
1
10
100
流度，mD/mPa•s
1、稠油非达西渗流机理
稠油油藏热采流场分布特征 自井筒向油藏内部依次划分为三个流区：达西渗流区、非
达西渗流区和不流动区。如孤岛中二北吞吐末期三个流区宽度 分别为35m、56m和51m。
非达西渗流。
渗 流 速 度
(10-5m/s)
达西流区
非达西流区
●●
●
启动压力梯度
压力梯度 (MPa/m)
1、稠油非达西渗流机理
建立了考虑启动压力梯度影响的稠油非达西渗流方程
K BoK roopo1po ogDqooitBSoo
B KwK rwwpwwgDqw witBSww
式中：λ为启动压力梯度
以渗流实验为基础，得到了启动压力梯度的数学模型：
一、胜利油田稠油油藏主要特点
胜利稠油储量分布
胜利主要稠油油田位置图
桩139
单家寺 金家
罗家－垦西
孤岛
陈家庄
王庄
东辛
孤东
乐安
八面河
先后在单家寺、乐安、孤岛、孤东、王庄和陈家庄等11个油田发现了稠油。 稠油资源量10.79亿吨，探明5.26亿吨。
一、胜利油田稠油油藏主要特点
胜利油田稠油油藏以边际稠油为主，具有以下开发难点：