HOTHER
稠油热采技术
2008 年 6 月
中国石油天然气集团公司 科技发展部
愿与业界同行携手, 共同促进世界稠油技术的发展!
目 录
简介 特色技术系列 典型案例 科研装备 资质与标准 发展历程 专家介绍 3 6 19 21 23 24 25
中国石油天然气集团公司是国家授权投资 的机构和国家控股公司, 是实行上下游, 内外贸, 产销一体化,按照现代企业制度运作,跨地区, 跨行业,跨国经营的综合性石油公司,下设上 游 17 家,下游 30 家,销售 24 家大型企业.作 为中国境内最大的原油,天然气生产,供应商 和最大的炼油化工产品生产,供应商,中国石 油 集 团 2007 年 国 内 生 产 原 油 10765 万 吨, 生 产天然气 542 亿立方米,加工原油 1.2 亿吨, 全 年 实 现 营 业 收 入 10006.8 亿 元, 实 现 利 润 1919.8 亿元,实现利润在国内企业中位居傍首. 在美国《财富》杂志公布的 2007 年度全球 500 强公司排名中,中国石油天然气集团公司 居第 24 位,在全球 50 家大石油公司中位居第 7 位.
中国石油天然气集团公司坚定履行资源, 市场和国际化战略,坚持推进科技进步,实施 技术创新,以全面提升技术创新能力为主线, 以解决制约生产经营的重大瓶颈技术和具有自 主知识产权的重大关键技术为重点,不断完善 技术创新体系,优化科技资源配置,强化科技 人才队伍建设,技术创新能力大幅度提升,技 术实力显著增强,取得了一大批高水平,具有 自主知识产权的创新成果. 稠油热采技术 (HOTHER) 就是具有代表性 的重大创新成果之一.
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简 介
自 1970 年以来, 中国石油一直致力于稠油, 稠油热采技术成功应用于中国的辽河,胜 超稠油的开采技术研究与实践,成功开采出黏 利, 河南, 新疆, 大港和吉林等稠油区, 以及苏丹, 度高达数十万厘泊的世界级稠油.拥有一大批 哈萨克斯坦,委内瑞拉等国家的稠油区. 优秀的稠油热力开采专业技术人才,配套的稠 油热采工具与设备,专业化服务队伍,可提供 与稠油热采相关的各项技术服务. 中国石油在稠油热采方面自主研发了 10 大 系列 45 项特色实用技术.这十大系列分别是稠 油开发方案综合设计技术,蒸汽吞吐开采工艺 技术,防排砂工艺技术,高温测试及示踪监测 技术,蒸汽驱配套工艺技术,蒸汽辅助重力泄 油(SAGD)配套工艺技术,水平井 / 大斜度井 开采工艺技术,软件技术,稠油地面工程配套 技术,HSE 相关技术.
哈萨克斯坦
中国
委内瑞拉
苏丹
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简 介
稠油热采技术
稠油开发方案 综合设计技术
蒸汽吞吐 开采工艺技术
防砂 工艺技术
高温测试及 示踪监测技术
蒸汽驱配套 工艺技术
注汽工艺技术
机械防砂技术
地面等干度分配及注汽参数监测技术 高温注汽井吸汽剖面测试技术
高温长效隔热 注汽技术
举升工艺技术
化学防砂技术
井下任意点蒸汽干度取样测试技术 毛细管焖井压降测试技术
分层汽驱 工艺技术
提高稠油吞吐 开采效果技术
复合防砂技术 高温双点式微差井温测试技术 高温注汽井放喷过程产液剖面测试技术 高温长效测试技术 油井过泵直读监测技术 毛细管动态分层压力温度监测技术 SAGD 多点温度压力动态监测技术 油井光纤温度压力监测技术 井间示踪监测技术
蒸汽驱高温 举升泵
井筒系列 排砂技术
高温不压井 作业工艺技术
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稠 油 热 采 技 术
蒸汽辅助重力 泄油配套工艺技术
水平井,大斜度井 开采工艺技术
软件技术
稠油地面工程 配套技术
HSE 相关技术
高效汽水 分离技术
水平井 / 大斜度井 举升技术
稠油蒸气吞吐 优化设计
SAGD 间歇 注汽工艺技术
水平井防砂 工艺技术
钻采工程 方案设计
SAGD 高温 大排量泵举升 工艺技术
水平井冲砂 工艺技术
产出液换热, 计量技术
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特色技术系列
1. 稠油开发方案综合设计技术
稠油热采开发实践中, 针对不同类型油藏, 不同开发阶段的特点, 以油藏描述和室内实验为基础,应用物理模拟,数值模拟和经济评 价等技术手段,进行开发方式,开发层系,井网井距及注采参数优 化等决策技术的多方案对比,努力做到既保证高效开发,又为将来 调整留有余地.针对油藏条件和油品性质,以工艺技术为保障,以 经济效益和采收率为目标,综合确定稠油油藏的开发方式. 先后编制和实施了 15 个储量大于 2500×104t 的区块开发方案, 实施结果与设计指标符合率达到了 95% 以上.所编制的方案具有较 高的科学性,前瞻性和较强的可操作性,较好地发挥了开发方案的 指导作用. 同时,中国石油的稠油热采技术刷新了国内外稠油开发方式筛 选标准. 三维地质建模技术
稠油开发方式筛选标准(中国石油)
开发方式 油藏埋深,m 油层厚度 , m 净总厚度比 有效孔隙度,% 渗透率,mD 原油黏度,mPas 原始含油饱和度,% 渗透率变异系数(小数) 蒸汽吞吐 <1800 ≥ 10 ≥ 0.35 ≥ 20 ≥ 200 ≤ 400000 ≥ 55 蒸汽驱 <1400 7 ～ 60 ≥ 0.4 ≥ 20 ≥ 200 ≤ 10000 ≥ 45 ≤ 0.65 SAGD 50000mPas) 输送管线.
9. 稠油地面工程配套技术
欢三联稠油污水深度处理站
冷一原油集中处理站 17
特色技术系列
专利技术
拥有 174 项发明专利, 项实用新型专利. 经济有效的稠油开采技术回馈世界稠油油田的 887 世界稠油开发技术发展的浪潮造就了稠油热采 开发. 技术今天的成就与辉煌,我们将以最精湛适用,
CN200510046164.9 CN200610047361.7 CN2005101308190 CN200510046518x CN200610047824.x CN97110664.9 CN200410050456.5 CN97115718.9 CN200610047561.2 CN200610047783.4 CN200610047635.2 CN200410050457.x CN200510046330.5 CN03134161.6 CN2005100459719 CN99113250.5 CN981137415 CN2005100465194 CN981137407 CN981137423 CN981142729 CN97115719.7 CN200610047636.7 CN200610045686.1 CN2006100464478 CN200610047780.0 CN200610047915.3 CN2005100460398 CN2005100479676 CN021324484 稠油,高凝油捞油技术 稠油开采燃煤注汽锅炉 稠油水平井 SAGD 工艺开采井口装置 稠油污水除硅工艺与方法 稠油蒸汽驱重力泄油开采工艺地质观测井井口装置 低碳混合有机酸的合成方法 高温三相泡沫调剖剂调剖方法 隔热油管环缝超声波探伤方法 利用煤粉柴油油浆为原料的工业锅炉液体燃料及其制备方法 利用热煤气作为稠油热采注汽锅炉燃料的工艺方法 利用水焦浆作为稠油热采注汽锅炉燃料的工艺方法 热采井调剖固砂一体化技术 一种超稠油热化学脱水工艺方法 一种稠油井堵水,调剖,防砂一体化施工方法 一种稠油油泥的处理方法 一种高温暂堵剂及其制备方法 一种聚合物型原油破乳剂 一种脱水超稠油管道输送方法及配套装置 一种用于超稠油乳化燃烧的乳化降粘剂 一种原油破乳剂及其制备方法 一种无莹光防塌降失水剂及其制备方法 真空隔热油管及其制造工艺技术 回收式斜向器装置 利用镍基合金对稠油热采井口阀板阀座密封面喷焊方法 热敏水溶性凝胶堵水调剖封窜技术 一种分支井选择性导入工具 一种分支井选择性重入方法及装置 一种用生物标志化合物进行油藏动态监测方法 油井电缆控制分层采油测试技术 真空式管捞砂工艺及其井下工具
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典型案例
一 . 中深层特稠油油藏的开发
冷 41 块是辽河油田第一个采用蒸汽吞吐成功开发的 深层特稠油油藏,油藏平均孔隙度为 17%,平均渗透率为 1381mD,50℃脱气原油黏度高达到 30000 ～ 60000mPas. 通过蒸汽吞吐试验,使井筒隔热技术有了大幅度的提 高,注入油层中的蒸汽干度达到了 45% 以上 ; 蒸汽吞吐第 一周期产油 4500t,为深层,特稠油的开发摸索出了新路子. 该 块 吞 吐 开 发 近 10 年, 阶 段 的 最 高 采 油 速 度 达 到 2.6%,平均采油速度 1.26%,2005 年的采油速度仍达到 1.46%,采出程度 15%.
二 . 高温不压井作业工艺技术
该技术于 2006 年 5 月 22 ～ 31 日,在兴采马古 5 井进 行了带压冲砂现场试验.试验达到了预期的目的,不但保 证了这口井的自喷生产能力,而且同时验证了高温不压井 设备的可靠性与实用性.
三 . 开发了世界上最稠的超稠油油藏之一
1996 年对超稠油油藏进行了蒸汽吞吐试验,通过优 化开发层系,井网井距,注汽参数,采用井筒注汽隔热和 井筒采油举升工艺技术,采用合理的注汽参数和注采一体 管柱等技术,解决了超稠油注汽困难,热利用率低,进 泵难,举升难等问题,有效地提高了超稠油的开发水平, 2006 年超稠油年产量达到 277×104t,占热采稠油产量的近 43.1%.
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典型案例
四 . 中深层普通稠油油藏蒸汽吞吐到蒸汽驱方式 的成功转换
齐 40 块莲花油层埋深 1050m,油层平均有效厚 度 37.7m,岩心分析孔隙度平均 31.5%,渗透率平均 2.062D.20℃原油密度为 0.9686g/cm3,50℃地面脱 气原油黏度为 2639.0mPas. 到 2004 年底,齐 40 块吞吐开发历时 18 年,取得 了较好的效果,采出程度 29.44%,平均年采油速度 1.6%,累积油汽比 0.61.根据无量纲采油速度与可采 储量采出程度变化,齐 40 块已经处于产量快速递减阶 段,可采储量采出程度 90.96%,需要及时转换可行的 开发方式. 通过转蒸汽驱见到明显汽驱效果.井组日产液量 由热连通阶段的 325.9t 上升到目前 602.0t,日产油量 由 71.2t 上升到目前 95.9t.截至 2006 年 12 月底,综 合含水 69.5%,采油速度 1.52%,采出程度 31.5%.
五,超稠油蒸汽吞吐后转入 SAGD 开发已见成效
馆陶组油层试验区于 2005 年 2 月正式转入 SAGD 生产, 转入 SAGD 生产两年来, 通过动态跟踪优化调整, SAGD 生产获得了较好的开发效果,各项指标均达到了 方案设计指标,日产油由转 SAGD 前的 150t 上升到目 前的 330t. SAGD 以来两年的平均采油速度为 3.3%, 转 目前折算采油速度为 4.9%,阶段油汽比 0.22,随着 蒸汽腔的进一步扩大产量继续上升,预测蒸汽吞吐— SAGD 开发最终采收率可达 56%.
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科研装备
油田开发 : 硬件设备
服务器:SUN10000,SUN2000E 主要用于油藏描述及数 值模拟研究. 工作站:Ultra60,Ultra2,SGI 等 10 多台套,主要用于油 藏描述和数值模拟, 通过企业内部局域网实现数据资源共享. 个人图形工作:HP 个人图形工作站 20 多套,主要用于 油藏地质和油藏工程综合研究.
应用软件
油藏描述软件: LandMark, GNT Jason 储层参数反演软件包.主要模块有: 地震波阻抗反演,测井反演,地质随机建模. 油藏工程软件: Workbench 一体化黑油数值模拟软件包(可进行生产数 据分析, 试井分析, 油藏描述和三维三相稀油数值模拟研究) ; CMG 数值模拟软件包: 含有 STARS,IMEX 模块,可进行 黑油,热采,化学驱数值模拟研究; NUMSIP-5 热采数值模拟软件包: 与清华大学共同开发研 制的具有并行计算和前后处理功能的稠油热采数值模拟软件 包; THERM advanced,THERM2.7: 引进的美国 SSI 公司的热 采数值模拟软件; 地质研究和油藏工程研究软件以及经济评价软件等;
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科研装备
地震资料解释软件: LANDMARK, 合试验橇,分层注汽实验装置,多功能 DV,KINGDOM ; 有杆泵举升模拟试验系统,闸阀检测试 验装置和热采模拟试验井基地等在内的 地震资料反演软件: JASON ; 稠油先导试验基地——钻采工艺技术试 测 井 资 料 处 理 与 解 释 软 件: 验研究中心,完善配套中国石油科技基 L a n d m a r k ( P e t r o W o r k s ) , L G I , 础平台建设. Forward.net ; 主要应用软件:稠油蒸汽吞吐优化 储层建模软件:Petrel,GMSS. 设计软件和钻采工程方案设计软件,功 能包括稠油蒸汽吞吐参数优化设计,稠 采油工程 : 油分注选注专家系统,稠油蒸汽驱优化 拥有九大实验室:储层保护研 设计,水平井,分支井钻完井优化设计 究实验室,采油化学药剂检测实验 以及采油工程优化设计等. 室,井下工具实验室,注入水水质 分析及检测实验室,高温橡胶检测 地面工程 : 实验室,化学防砂实验室,机械防 配备有先进的计算机网络和科技信 砂实验室,微生物采油实验室及高 息系统,出版,档案,图书和科学实验 温测试仪器标定实验室. 设施先进齐备.拥有十几套油气储运, 具 备 入 井 流 体 质 量 监 督 检 验, 采油用化学剂检验,湿蒸汽安全阀 校修,橡胶产品检验检测,井下工 具检验检测和井下抽油泵检测等的 能力.同时组织筹建包括防砂模拟 试验装置,高温产出液在线中试综 集输,加工工程设计和工艺计算大型软 件.资质水平居全国同行业前列,拥有 21 项甲级资质和 12 项乙级资质, 拥有Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 类 压 力 容 器 设 计 资 格 证 和 GA, GB,BC 压力管道设计资格证.
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资质与标准
中国石油具有工程总承包,工程勘探设计等 14 项国家甲级资质和建设部,交通部一级施工 资质,获得国家 (AAA) 级信誉等级证书,通过 了 GB/T19001 质 量 管 理 体 系 认 证.34 个 单 位 实 施 HSE 管理体系,其中 20 家单位通过了 HSE 体系 认证.
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发展历程
1981 年 成立稠油攻关指挥部. 1982 年 高升油田高 1506 井在 1550m 井深实施蒸汽吞吐开采稠 油试验获得成功.国内第一个稠油研究室在辽河石油 勘探局科学技术研究院成立. 1983 年 从美国地球物理测试中心引进了 RPG—3 型高温温度计 和高温压力计,用于注蒸汽井的温度和压力测量,即 早期的双参数测试. 1984 年 辽河油田储量最大的稠油区块——欢喜岭油田锦 45 块 投入蒸汽吞吐试采. 1988 年 全国第一个应用丛式井技术进行稠油开发的杜 48 块杜 家台油层投入生产.欢喜岭油田锦 7 块兴隆台油层投 入蒸汽吞吐开发. 1991 年 高升油田高 3-4-76 井组开始进行蒸汽驱试验. 1996 年 马家铺油田庙 5 块庙 77-47 井通电预热点火一次成功, 开始火烧油层试验. 1997 年 国内首例 SAGD 成对水平井 (杜 84 块平 1-1 井和 1-2 井) 钻井成功.双水平井 SAGD 项目开始实施. 2003 年 齐 40 块进行 7 个井组的蒸汽驱扩大试验. 2005 年 在超稠油杜 84 块馆陶油层开展了四个井组的直井与水 平井组合式 SAGD 先导试验.
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专家介绍
刘乃震
集团公司高级技术专家.率先提出用钻井技术提高油藏动用程度和采 收率的科研主攻方向,组织实施水平井 300 余口,有效提高了稠油油 藏动用程度,为稠油油藏提高采收率做出了突出贡献.
郭野愚
集团公司高级技术专家.辽河稠油地面工程设计及施工技术的学科带 头人,主持并完成洼 38 块油田地面建设工程设计,冷一原油集中处 理站,塔里木牙哈凝析气田地面建设,杜 32 块超稠油集中处理站, 曙光首站 2×104m3 油罐岩土工程设计等 10 余项设计方案获得国家及 省部级奖励.
刘俊荣
辽河石油勘探局高级技术顾问.先后组织冷家油田特超稠油,曙 1 区 特稠油开发,主持 SAGD,蒸汽驱,混相驱技术引进及现场试验,推 进辽河水平井规模化推广应用.
贾庆仲
稠油采油工艺技术高级专家.辽河油田首次稠油蒸汽吞吐试验的主要 完成人之一,主持并完成多项稠油开采技术研究及试验工作.
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