科技创新

稠油开发进入“非常规”时代
发布日期:2017-08-28 浏览次数: 信息来源:中国海洋石油报 字号:[ ]
分享到:

漫画 杨贯虹 

我国稠油储量位居世界第7位,迄今已发现9个大中型含油盆地和数量众多的稠油油藏区块,建立了辽河油田、新疆油田、胜利油田、河南油田和海洋油区等五大稠油开发生产区。“十三五”期间,中国海油拟设立包括稠油开采在内的36个科技重大(重点)项目,其中稠油高效开发被放在了突出的位置。

如何降低成本,最大限度地把稠油、超稠油开采出来,是世界石油界面临的共同课题。如今,随着世界油气技术快速发展,一些新理论、新方法、新技术或将对稠油开发产生革命性的影响。

理论突破:技术革命的先行储备

随着油价“寒冬”的到来,稠油开发进入非常规时代,常规技术难以实现稠油的战略性可持续有效开发,发展接替技术、探索研究稠油油田开发生命全周期的开发策略显得尤为重要。

与此同时,高能耗、低效益的传统热力采油方法难以满足稠油高效开发的需求,迫切要求开发思路解放和开发方式创新,倒逼稠油开发基础理论寻找大的突破。

对此,理论界认为,协同整合地质、油藏、物理、化学、生物等多学科理论,创建和完善新时代稠油开发理论和技术体系,将目前由物理方法为主导的粗放式开采方式转变为物理化学高效结合的绿色开发方式,实现驱油体系向多功能化、自适应化、智能化跨越。

具体到技术层面,稠油开发将有如下发展趋势:

一是驱油微观机理的突破及协同技术的思路将引领化学驱大发展。通过建立驱油体系—油藏物性—原油组分的细分理论,拓展化学驱应用的油藏类型,将化学驱技术与气驱、热采等技术有机结合,实现驱油体系向多功能化、自适应化、智能化跨越。

二是复杂流体相态理论和稳定重力驱理论将推动气驱快速发展。打破传统混相驱物理化学界限和重力驱地质油藏条件的束缚,扩展气驱的应用范围,促进包括混相辅助技术、高效非混相驱、低倾角稳定重力驱等在内的革命性技术发展。

三是多孔介质高效传热传质模型和稠油地下改质理论的突破将带来稠油热采提高采收率技术的跨越。以高效低能耗为核心的新一代稠油开采技术将在本质上改变稠油开发格局,大幅度增加经济可采储量。

四是多学科、多方法结合将是微生物采油的突破点。建立功能基因—油藏条件—原油成分的关系图谱,充分利用微生物的改质作用与化学驱、气驱的驱油机理耦合,大幅度提高中高渗化学驱、低渗透气驱的开发效果。

创新实践1:稠油开发也玩儿跨界

太阳能光热技术:大有可为

2016年,太阳能光热技术被列入全球油气勘探开采10大顶尖前沿技术之一。

事实上,早在2013年,国内的GlassPoint公司便与阿曼石油开发公司在阿曼南部的AmalWest油田合作,成功开发了中东首个太阳能稠油热采项目。该项目年产蒸汽量近1.4万吨,全年运行效率为98.6%。与传统燃烧天然气产生蒸汽的技术相比,该技术可降低天然气消费量80%以上,每年节约燃气消耗130多万立方米,同时减少二氧化碳排放,能在30年的使用寿命期间以稳定的价格提供蒸汽。

太阳能稠油热采技术具有低成本、安全环保等多重优势,不但符合绿色、可持续发展的要求,还可提高稠油资产的经营价值。基于对全球石油热采技术的研判和可利用太阳能光热稠油开采技术地区的综合评估,预计全球太阳能光热稠油开采市场将在1000亿美元以上。中科院及石油、石化领域的专家学者多次研讨认为,利用太阳能光热中高温技术来提高稠油开采的采收率,将逐步成长为一项绿色环保、高效节能的重要应用型技术,无论是从经济效益核定还是节能指标的测算,均拥有广阔的市场空间,大有可为。

无线电波(脉冲)技术:降本神器

2016年2月,AccordGREnergy公司在美国的Wardlaw油田,利用脉冲技术大幅降低稠油开采成本,即使油价每桶25美元仍能盈利。

与此同时,加拿大森科能源公司也组织另外四家公司在加拿大西部的阿尔伯塔省,进行了无线电波对稠油加热开采的试验。在新方法中,他们将电磁供热设备和溶剂相结合,使原油在低温情况下也能流动起来。

由于绝大部分无线电是脉冲信号,因此无线电波技术又叫脉冲技术。该技术以较慢的方式储存能量,然后借助各种开关实现脉冲压缩、功率放大,用很短的时间、很高的强度,以单个脉冲或受控的重复脉冲形式,将能量瞬间释放给负载。因此该技术能够产生极高的峰值功率,不需要较大的电源功率,具有功率高、耗能小,环保等优点。

冲击波开采稠油技术辅以井筒降黏技术给经济有效开发稠油油藏指明了新方向。这项技术具有增产、造缝、降黏、提高油田最终采收率四大作用。通过振动波激励处理过的油层,可提高近井地带的渗透率,改善油层物性,使油流向声源方向流动,可提高原油产量;通过振波作用于地层发生弹性振动,当地层岩石的弹性应力超过疲劳极限时,岩石就会产生微细裂缝,从而提高地层的渗透率,以达到增产增注的目的;声波震荡可以较大幅度地降低原油黏度,当声波处理强度大于100兆瓦/平方米时,下降后的黏度不再逆转;振动波处理后的油层,原油黏度下降,渗透率提高,油田最终采收率显著提高。

此外,利用井下人工震源建立波动场,以机械波的形式传到油层,进而对油层大面积振动处理,从而达到强化油水井增产、增注。通过该项技术,可形成一套适合海上稠油油藏谐振波辅助化学调驱的开采技术,提高海上稠油整体开发效果。

创新实践2:辅助技术也能独当一面

稠油催化改质降黏:助海上热采降本

稠油催化改质降黏技术可以在通过向油层中注入高温高压蒸汽的同时,加入适当的催化剂、供氢体及其他助剂,使稠油在水热的条件下实现供氢催化裂解,将稠油的大分子部分裂解为小分子部分,不可逆地降低稠油黏度,提高稠油品质。

海上稠油油藏通过注蒸汽产生的温度场,辅助稠油催化改质技术,可对稠油进行井下化学改质催化裂解。一方面提高了稠油品质,另一方面永久性地解决稠油的低温流动性问题。

针对海上稠油油藏高温(高于200摄氏度)催化改质条件苛刻的难题,可研究适合稠油注蒸汽层内的低温(100摄氏度)催化改质降黏体系。通过该项技术,能够降低海上稠油热采成本,提高稠油油藏的开发效果。

化学—扩容:改善SAGD整体开发效果

应力扩容技术是在SAGD(蒸汽辅助重力泄油技术)井间,形成一个相对均匀的高渗透率和高孔隙度的扩容改造区,有效增加蒸汽的注入能力,产生热对流,从而实现快速均匀建立井间水力、热力连通。

化学溶剂体系对沥青的分散稀释作用可不断扩大储集层高渗区,加速井间形成渗流通道,以实现快速启动。催化改质体系进行稠油井下改质,可实现稠油轻质化,提高油藏采收率,解决举升、集输难题。同时可以提高预热阶段的产油速度和产油量,还可以缩短热连通周期。

SAGD启动阶段,可应用扩容—化学复合SAGD快速启动技术。通过该技术在SAGD开发过程的综合作用,缩短SAGD启动周期30%~40%,降低蒸汽循环成本,提高SAGD生产初期采油速度,改善SAGD整体开发效果。

凝胶+表面活性剂复合驱:“智能”控制稠油黏度

为提高生产井中所注入的热蒸汽/热水和蒸汽吞吐的影响范围,研发出的凝胶+表面活性剂复合驱油技术,可改善原油黏度。

该技术可利用储层热量或是注入的热蒸汽/热水,在原地产生“智能化”的化学体系。这种化学体系由表面活性剂和碱性缓冲溶液组成,可在较长时间内保持稳定,并且可自行调节性能,这一特性有利于原油驱替。

这项技术含有铵盐和尿素,其在油藏中可生成二氧化碳和氨基缓冲溶液,同时可产生对驱油非常有利、具有胶体化学性质的表面活性剂,较好适应各种不同浓度、地层水矿化度和温度条件的地层。不仅可以降低原油黏度、降低界面张力,而且还能抑制黏土膨胀、增加储层流体的流动性,从而提高驱油效率。

由于该技术适时加入交联剂,导致表面活性剂既可导流又可驱油,因此它可以提高蒸汽吞吐的增产效率。

2014年,在俄罗斯Usinsk油田的5口注蒸汽井中注入了凝胶+表面活性剂体系,注入量为80~110立方米,现场用于制备凝胶体系和注入凝胶体系的设备均为标准油田设备。实施效果监测发现,在注入该凝胶体系的3个月后,增产效果非常明显。(特约记者 张娅)




【打印】 【关闭】

目的地搜索
返回
稠油开发进入“非常规”时代
发布日期:2017-08-28 信息来源:中国海洋石油报

漫画 杨贯虹 

我国稠油储量位居世界第7位,迄今已发现9个大中型含油盆地和数量众多的稠油油藏区块,建立了辽河油田、新疆油田、胜利油田、河南油田和海洋油区等五大稠油开发生产区。“十三五”期间,中国海油拟设立包括稠油开采在内的36个科技重大(重点)项目,其中稠油高效开发被放在了突出的位置。

如何降低成本,最大限度地把稠油、超稠油开采出来,是世界石油界面临的共同课题。如今,随着世界油气技术快速发展,一些新理论、新方法、新技术或将对稠油开发产生革命性的影响。

理论突破:技术革命的先行储备

随着油价“寒冬”的到来,稠油开发进入非常规时代,常规技术难以实现稠油的战略性可持续有效开发,发展接替技术、探索研究稠油油田开发生命全周期的开发策略显得尤为重要。

与此同时,高能耗、低效益的传统热力采油方法难以满足稠油高效开发的需求,迫切要求开发思路解放和开发方式创新,倒逼稠油开发基础理论寻找大的突破。

对此,理论界认为,协同整合地质、油藏、物理、化学、生物等多学科理论,创建和完善新时代稠油开发理论和技术体系,将目前由物理方法为主导的粗放式开采方式转变为物理化学高效结合的绿色开发方式,实现驱油体系向多功能化、自适应化、智能化跨越。

具体到技术层面,稠油开发将有如下发展趋势:

一是驱油微观机理的突破及协同技术的思路将引领化学驱大发展。通过建立驱油体系—油藏物性—原油组分的细分理论,拓展化学驱应用的油藏类型,将化学驱技术与气驱、热采等技术有机结合,实现驱油体系向多功能化、自适应化、智能化跨越。

二是复杂流体相态理论和稳定重力驱理论将推动气驱快速发展。打破传统混相驱物理化学界限和重力驱地质油藏条件的束缚,扩展气驱的应用范围,促进包括混相辅助技术、高效非混相驱、低倾角稳定重力驱等在内的革命性技术发展。

三是多孔介质高效传热传质模型和稠油地下改质理论的突破将带来稠油热采提高采收率技术的跨越。以高效低能耗为核心的新一代稠油开采技术将在本质上改变稠油开发格局,大幅度增加经济可采储量。

四是多学科、多方法结合将是微生物采油的突破点。建立功能基因—油藏条件—原油成分的关系图谱,充分利用微生物的改质作用与化学驱、气驱的驱油机理耦合,大幅度提高中高渗化学驱、低渗透气驱的开发效果。

创新实践1:稠油开发也玩儿跨界

太阳能光热技术:大有可为

2016年,太阳能光热技术被列入全球油气勘探开采10大顶尖前沿技术之一。

事实上,早在2013年,国内的GlassPoint公司便与阿曼石油开发公司在阿曼南部的AmalWest油田合作,成功开发了中东首个太阳能稠油热采项目。该项目年产蒸汽量近1.4万吨,全年运行效率为98.6%。与传统燃烧天然气产生蒸汽的技术相比,该技术可降低天然气消费量80%以上,每年节约燃气消耗130多万立方米,同时减少二氧化碳排放,能在30年的使用寿命期间以稳定的价格提供蒸汽。

太阳能稠油热采技术具有低成本、安全环保等多重优势,不但符合绿色、可持续发展的要求,还可提高稠油资产的经营价值。基于对全球石油热采技术的研判和可利用太阳能光热稠油开采技术地区的综合评估,预计全球太阳能光热稠油开采市场将在1000亿美元以上。中科院及石油、石化领域的专家学者多次研讨认为,利用太阳能光热中高温技术来提高稠油开采的采收率,将逐步成长为一项绿色环保、高效节能的重要应用型技术,无论是从经济效益核定还是节能指标的测算,均拥有广阔的市场空间,大有可为。

无线电波(脉冲)技术:降本神器

2016年2月,AccordGREnergy公司在美国的Wardlaw油田,利用脉冲技术大幅降低稠油开采成本,即使油价每桶25美元仍能盈利。

与此同时,加拿大森科能源公司也组织另外四家公司在加拿大西部的阿尔伯塔省,进行了无线电波对稠油加热开采的试验。在新方法中,他们将电磁供热设备和溶剂相结合,使原油在低温情况下也能流动起来。

由于绝大部分无线电是脉冲信号,因此无线电波技术又叫脉冲技术。该技术以较慢的方式储存能量,然后借助各种开关实现脉冲压缩、功率放大,用很短的时间、很高的强度,以单个脉冲或受控的重复脉冲形式,将能量瞬间释放给负载。因此该技术能够产生极高的峰值功率,不需要较大的电源功率,具有功率高、耗能小,环保等优点。

冲击波开采稠油技术辅以井筒降黏技术给经济有效开发稠油油藏指明了新方向。这项技术具有增产、造缝、降黏、提高油田最终采收率四大作用。通过振动波激励处理过的油层,可提高近井地带的渗透率,改善油层物性,使油流向声源方向流动,可提高原油产量;通过振波作用于地层发生弹性振动,当地层岩石的弹性应力超过疲劳极限时,岩石就会产生微细裂缝,从而提高地层的渗透率,以达到增产增注的目的;声波震荡可以较大幅度地降低原油黏度,当声波处理强度大于100兆瓦/平方米时,下降后的黏度不再逆转;振动波处理后的油层,原油黏度下降,渗透率提高,油田最终采收率显著提高。

此外,利用井下人工震源建立波动场,以机械波的形式传到油层,进而对油层大面积振动处理,从而达到强化油水井增产、增注。通过该项技术,可形成一套适合海上稠油油藏谐振波辅助化学调驱的开采技术,提高海上稠油整体开发效果。

创新实践2:辅助技术也能独当一面

稠油催化改质降黏:助海上热采降本

稠油催化改质降黏技术可以在通过向油层中注入高温高压蒸汽的同时,加入适当的催化剂、供氢体及其他助剂,使稠油在水热的条件下实现供氢催化裂解,将稠油的大分子部分裂解为小分子部分,不可逆地降低稠油黏度,提高稠油品质。

海上稠油油藏通过注蒸汽产生的温度场,辅助稠油催化改质技术,可对稠油进行井下化学改质催化裂解。一方面提高了稠油品质,另一方面永久性地解决稠油的低温流动性问题。

针对海上稠油油藏高温(高于200摄氏度)催化改质条件苛刻的难题,可研究适合稠油注蒸汽层内的低温(100摄氏度)催化改质降黏体系。通过该项技术,能够降低海上稠油热采成本,提高稠油油藏的开发效果。

化学—扩容:改善SAGD整体开发效果

应力扩容技术是在SAGD(蒸汽辅助重力泄油技术)井间,形成一个相对均匀的高渗透率和高孔隙度的扩容改造区,有效增加蒸汽的注入能力,产生热对流,从而实现快速均匀建立井间水力、热力连通。

化学溶剂体系对沥青的分散稀释作用可不断扩大储集层高渗区,加速井间形成渗流通道,以实现快速启动。催化改质体系进行稠油井下改质,可实现稠油轻质化,提高油藏采收率,解决举升、集输难题。同时可以提高预热阶段的产油速度和产油量,还可以缩短热连通周期。

SAGD启动阶段,可应用扩容—化学复合SAGD快速启动技术。通过该技术在SAGD开发过程的综合作用,缩短SAGD启动周期30%~40%,降低蒸汽循环成本,提高SAGD生产初期采油速度,改善SAGD整体开发效果。

凝胶+表面活性剂复合驱:“智能”控制稠油黏度

为提高生产井中所注入的热蒸汽/热水和蒸汽吞吐的影响范围,研发出的凝胶+表面活性剂复合驱油技术,可改善原油黏度。

该技术可利用储层热量或是注入的热蒸汽/热水,在原地产生“智能化”的化学体系。这种化学体系由表面活性剂和碱性缓冲溶液组成,可在较长时间内保持稳定,并且可自行调节性能,这一特性有利于原油驱替。

这项技术含有铵盐和尿素,其在油藏中可生成二氧化碳和氨基缓冲溶液,同时可产生对驱油非常有利、具有胶体化学性质的表面活性剂,较好适应各种不同浓度、地层水矿化度和温度条件的地层。不仅可以降低原油黏度、降低界面张力,而且还能抑制黏土膨胀、增加储层流体的流动性,从而提高驱油效率。

由于该技术适时加入交联剂,导致表面活性剂既可导流又可驱油,因此它可以提高蒸汽吞吐的增产效率。

2014年,在俄罗斯Usinsk油田的5口注蒸汽井中注入了凝胶+表面活性剂体系,注入量为80~110立方米,现场用于制备凝胶体系和注入凝胶体系的设备均为标准油田设备。实施效果监测发现,在注入该凝胶体系的3个月后,增产效果非常明显。(特约记者 张娅)

分享到:
Produced By 大汉网络 大汉版通发布系统