海上油田高效開發技術探索

徐清山

摘 要：在我國渤海灣相繼發現40多億噸地質儲量的原油， 但這些原油多為稠油和重油， 難以開發， 在陸上油田開發經驗不能用于海上， 又無國際先例可借鑒的情況下， 基于海上稠油開發歷程及現狀， 深入分析了海上稠油油田開發面臨的主要問題與挑戰， 有針對性地集成、創新了適合于海上稠油開采的先進技術， 逐步建立完善了海上稠油高效開發思路和技術體系。該技術有效降低了油田開發成本， 并成功地開發了被國際石油公司稱為“ 21世紀挑戰”的海上最大稠油油田。成功研發了開發海上邊際油田的“三一模式”和“蜜蜂模式”[1]， 應用于渤海邊際油田開發實踐， 并探索出一套適用于海上油田開發的優快鉆完井技術。

關鍵詞：海上油田;高效開發;稠油;邊際油田;優快鉆井;開發模式

海上油氣田的勘探開發不同于陸上油田，海洋石油開發涵概了人類迄今掌握的所有科技。首先海上平臺的建造、搭建就是一項艱具的任務，海洋深度越大海情越復雜，對平臺設備的要求越高。此外水下油氣管線鋪設，水下井口設施， 浮式生產平臺，水下三維勘探，各種鉆探作業，都對一個國家的造船能力，地球物理，海洋工程，石油裝備領域提出挑戰。在任何方面出現短板，都會在國際合作中于不利地位。既然中國選擇了獨立的崛起之路，就會在各個方面面臨更崎嶇的歷程與挑戰。

一、海上油田開發的主要問題與挑戰

1. 海上地質油藏條件復雜

我國近海油田大體分為3 大類：中小型輕質油油田、特殊巖性油氣田、中型稠油油田。其中， 近海稠油油田的石油地質儲量占海上已發現總地質儲量的2 /3， 主要位于渤海灣油區， 對海油的穩產起著關鍵作用。渤海稠油油田儲層為河湖三角洲—河流相沉積的砂體， 儲層變化大、埋藏淺， 含油層數多， 含油井段長， 存在多油水系統且關系復雜;儲層物性好，滲透率高， 膠結疏松， 油井出砂嚴重;流體性質較差，具有密度大， 黏度高（地下原油黏度26 ～741 mPa· s;天然能量不足， 邊水不活躍。上述這些特點使得海上稠油油田開發難度大。對于特殊巖性油氣田， 由于構造復雜， 形式多樣， 斷層多， 斷塊面積大小不一;儲量規模不大， 油水關系復雜， 油氣藏類型多， 如何經濟有效地開發這類油田也是海上油田開發所面臨的技術挑戰。

2.海洋油田開發投資大和風險高

首先 ，以中國國情而言，在當前油價（80美圓一桶）下，陸上油井日產原油在3噸左右即可獲得較好利潤，若是海上油田這樣的油井則無開采價值（中海油2009年的桶油主要成本為22.08美元）因此海上石油的成本問題也決定一些油田是否值得開采。以中石油某油田灘海（水下等深線-5米）開發為例。該油田為獲得百萬噸產能，興建人工端島等設施，花費10億左右人民幣，若是要在深海形成此等規模開發成本也將是10億，這10億則會是美圓。而海上石油開采正是一個“高風險”、“高技術”、“高投入”的產業，據測算，每鉆井一米耗資約1萬元人民幣，而海上鋼結構平臺每平方米造價就高達兩萬美元，如此算來，建設一個中型的海上油田投資將在3億到6億美元之間，而一個大型油田總投資將高達20至30億美元。凡此種種，在開發之前，一個中小油田前期勘探的費用將達到2000萬美元。從壽命上講，陸上油田開發后期可通過水驅，聚合驅等模式可繼續生產若干年，甚至可以通過暫時關井等待地層壓力恢復，油價攀升后，繼續進行經濟開采。而海上油田基于成本考慮則會選擇關井，因此海上油田在壽命上也較短暫。另外海上石油開采還受油價，匯率的影響。對于地質條件資料匱乏，勘探數據不明的區域，任何石油公司都無能為力，何況南海南端石油儲藏多位于其他國家大陸架附近，在沒有軍事保障的情況下，一切都是空談。

二、油田高效開發技術

1.海上稠油少井高產技術

針對渤海稠油多、難開發的技術難題， 圍繞如何實現少井高產， 在找準油藏、注海水強采、防砂、上岸4個方面進行技術攻關， 形成了海上稠油少井高產技術體系， 主要包括遠程制導實時油層追蹤技術、礫石充填多層防砂技術、注海水強采技術、長距離海底稠油混輸技術。該技術能夠保證鉆頭準確進入有效層段， 及時補足能量實現強采， 并在強采情況下油藏骨架不受損害， 能夠通過把大量設備放置陸地而降低開發成本。

以渤海綏中36 -1油田為例， 該油田是20世紀80年代初期發現的大型海上稠油油田， 由于油稠、產能低、出砂和開發成本高， 陸地經驗不適用、國際海上無先例可借鑒。在此情況下， 通過攻克70 km長距離海底管線稠油多相混輸世界級難題， 實現了海上稠油油田的“半海半陸式開發”。

2.成熟區復式成藏規律主導下的滾動挖潛技術

由于河流相儲集層的復雜性，井網調整常常需要經過數次循環才能達到較高的儲量動用程度和較好的開發效益。本文以湖盆萎縮期層序發育的主控因素為理論基礎，結合區域成藏背景，并結合油田的生產動態特征，提出在油田內部找油田、油田上部找油田的挖潛方向。滾動挖潛的思路為，在油田含油圈閉油柱高度分析、含油圈閉面積充滿度分析的基礎上，對可能存在的潛力進行搜索，并結合井組含水率差異性分析、生產動態數模精細擬合分析，開展潛力砂體的尋找。該技術在渤海BZ油田中高含水期油田挖潛中取得了很好的效果。以渤海BZ油田NmⅣ3小層為例。開發階段認為F22MP中已鉆遇該砂體的油水界面，但靜態上發現該砂體25m的油柱高度遠遠低于其余砂體40m的油柱高度。通過對該砂體低部位一口生產井F29井的生產動態數模擬合分析，認為該砂體油水界面有下推40m以上的可能。為此提出了通過調整井F33井落實該砂體油水界面的方案，最終，F33井證實了該砂體油水界面下推54m，新增動用儲量60×104m3。潛力方案F37H井實施后新增動用儲量80×104m3，2012年10月投產后已累計貢獻產油量3.5×104m3。

3.海上邊際油田開發技術

渤海油田13 ×108 t儲量屬邊際油田， 利用常規技術不能經濟有效開發。針對渤海大量分散的小型油田難以開發的難題， 提出了“盡可能依托現有設施、工程設施盡可能簡易化、工程設施可重復利用”的開發思路。在該思路指導下， 進行開發方案的設計和優化， 有針對性地采用一個簡易平臺、一條管線和一條電纜開發依托現有設施開發20 km以內邊際小油田， 或采用可移動簡易采油設施開發遠離生產裝置的邊際油田， 逐步形成了后來的“三一模式”和“蜜蜂模式”等邊際油田開發模式。采用上述的海上邊際油田開發技術使13個邊際油田投入開發、27個邊際油田應用此項技術進行設計建造， 至今已有8 ×108 t邊際儲量得到開發利用。

三、結語

在國內現代石油工業向海洋發展的過程中，國外先進的現代海洋工程被快速引入了中國海油市場，特別是海外的油田勘探開發技術對國內石油工業產生了巨大的影響，使得海洋油氣田鉆完井技術產生了飛躍，為海洋石油的增儲上產做出了巨大貢獻。這些技術的突破將為海上稠油提高采收率闖出一條新路子

參考文獻：

[1] 周守為.中國近海典型油田開發理論與應用[ M] .北京：石油工業出版社， 2009.

[2] 周守為.海上油田高效開發新模式探索與實踐[ M] .北京：石油工業出版社， 200.

[3] 王德民，程杰成， 吳軍政， 等.聚合物驅油技術在大慶油田的應用[ J] .石油學報， 2005， 26（1）：74 -78.

[4] 沈平平.提高采收率技術進展[ M] .北京：石油工業出版社，2006.