□ 文/本刊觀察員 莫北
到8月底,遼河油田公司在27個區塊開展的深層砂巖油藏注空氣驅、水平井蒸汽驅和火驅輔助重力泄油等九大類先導試驗全面提速,成為國內稠油高端開發技術“試驗田”。這不僅為遼河油田長期穩產提供技術儲備,而且對我國稠油油藏進一步開發具有重要意義。
稠油是世界經濟發展的重要資源,其儲量約有4000億-6000億立方米。我國也有著豐富的稠油資源,據不完全統計,探明和控制儲量已達16億噸,重點分布在勝利、遼河、新疆、河南等油田。
稠油油藏具有埋藏深、壓力高、黏度大等特點,被稱為“不能流動的石油”,是世界公認的原油開采難題。
稠油集中了原油中70%左右的硫和90%左右的氮,稠油中占總量約70%的較輕部分,是采用當前技術可以轉化的部分,但高效轉化仍很困難。以前,蒸汽吞吐是稠油熱采的主要方式,即把水加熱成蒸汽后,通過注汽鍋爐注入地層。經過幾天“悶井”,讓蒸汽擴散,稠油遇熱變軟變稀后開井抽油。但是經過一段時間后,稠油黏度又開始變大,逐漸恢復到原狀。于是新一輪的注汽→悶井→采油又開始了。從生產原理上看,經過多輪次的蒸汽吞吐開發后,稠油油藏進入高含水、多輪次深度開發階段,產量開始遞減,經濟效益變差。目前,我國的稠油開采大都面臨這樣的狀況。因此,我國已成熟的稠油蒸汽吞吐技術,已不能滿足老油田大幅度提高采收率的需要。
熟悉稠油的人都有這樣的共識,那就是稠油開發的崛起,得益于解放思想、科技創新和科技攻關。我國高度重視稠油開采中的有關世界性技術難題。國家“973”計劃將“重油高效轉化與優化利用的基礎研究”列入其中,以加快解決稠油高效轉化與優化利用這一世界性科技難題。
當前,我國石油工業正積極加強第四代稠油熱采技術—原位改質技術的科研工作。該技術或將在創新的同時集原有稠油熱采技術之大成,成為未來高效破解稠油開采難題的新途徑。原位改質技術,目前研究最多的是井下加氫改質方法,相當于在地下建立一個煉油廠,借助壓裂等方式向地層中注入供氫劑,通過就地燃燒原油產生原地改質需要的溫度,使油氣流過加熱的催化劑而開采出來。
還有一種就是水平段注空氣技術。這是一項重力輔助的火燒油層工藝,它結合了水平井先進技術以獲得潛在的、極高的稠油采收率,通過熱裂化實現原地提高原油品位,開采出改質的原油。
目前,各大稠油開采油田針對其自身特點,通過引進、消化、吸收和技術創新,形成了各具特色的開采技術,取得新的進展和突破。
“世界稠油看中國,中國稠油看遼河”。經過多年攻堅克難,遼河油田已掌握一系列國內領先、國際一流的中深層稠油、超稠油開采技術,目前遼河油田已形成蒸汽輔助重力泄油(英文簡稱SAGD)和蒸汽驅兩大核心技術工藝,僅SAGD技術就形成原創技術27項、授權發明專利7項、實用新型專利56項。這兩項核心技術輔之以水平井等相關配套技術,可將中深層稠油采收率從25%提高到60%,實現了世界稠油技術的領跑。
除SAGD外,大幅度提高稠油采收率的主體接替技術火燒油層關鍵技術在新疆油田公司獲得成功。
火燒油層又叫火驅,是一種注空氣的開發方法。利用就地燃燒重質組分產生的熱量加熱油層,使原油裂解、降粘、流動,產生輕質組分,油層燃燒產生的氣體降粘并由注入空氣驅掃開采原油。運用這種工藝,地層中的稠油可以被“吃干榨凈”,是迄今為止能耗最小、溫室氣體排放最少、開發效果最好的一項稠油開采工藝。這是首例在廢棄油藏上進行的火驅試驗,受到了國內外廣泛關注。
今年7月勝利油田采油院采機所科研人員設計的一種稠油注蒸汽井“分流控制器”獲得國家知識產權局專利授權,再次刷新世界稠油開采技術。
多元熱流體稠油開采技術是將火箭發動機固定安裝在主機艙內點火燃燒,并將燃燒后產生的高壓多元熱流體(水蒸氣、二氧化碳、氮氣等)直接注入油層,從而增加油層壓力,降低原油黏度,提高驅油效率,是目前提高稠油油藏開發效果的重要方法。由于地下高溫高壓氣體出不來,地面低溫液體也不能進入地下,循環反洗井只在上部油管完成,所以既使油層免受污染,又減少安全隱患,還因為減少了壓井工藝,施工效率也大大提高。另外,相比傳統蒸汽吞吐方式開采稠油,其最大的特點是,熱效率要高出30%。