南海西部油田是我國海上石油勘探的發(fā)祥地，誕生了我國海上石油勘探的多個“第一”。然而，經過50余年的發(fā)展，這些油田“老了”：含水率越來越高，開發(fā)成本日益上升，維持高產量的難度越來越大。
“但是，在保障國家能源安全的大背景下，我們的目標又是增產。”中國海油湛江分公司工程技術作業(yè)中心總經理劉和興近日對科技日報記者說，“除了建設新的開發(fā)項目，如何挖掘老油田潛力，是我們必須面對的課題。”
而要做好這一課題，唯一途徑是科技創(chuàng)新。
超短半徑水平井、深度酸化、數(shù)字輔助鉆井……在一系列自主創(chuàng)新技術成果的加持下，2023年，南海西部油田依然保持在全國十大油田之列。
“吃干榨盡”邊際油藏
南海西部石油的開發(fā)，面臨著“老小邊窮低”的系列挑戰(zhàn)。老，是指老油田井槽資源緊缺；小，是指調整井單井增油量小；邊，是指井位部署需邁向更深更遠；窮，是指調整井項目經濟性差；低，是指低滲特低滲儲層開發(fā)難度大。
其中，油田“老小窮”問題尤為突出。中國海油湛江分公司鉆井總監(jiān)胡杰說，這些近井地帶的邊際油藏看得見，吃不著。
如何將陸地油田開采邊際油藏的超短半徑水平井技術應用于海上油田？
“海上油田的環(huán)境與陸地油田有著巨大差異，海上油田的套管層次、地質條件等因素都給技術改造帶來了極大挑戰(zhàn)。”胡杰說，同時，南海西部邊際油藏“又小又散”，這就要求相關技術必須實現(xiàn)對水平段軌跡的精準控制，同時盡可能延長水平段長度，以增加產能。
最終，胡杰和團隊研發(fā)出更靈活的新型鈦合金鉆桿，引進小尺寸的鉸接螺桿，實現(xiàn)鉆井工具“指哪打哪”，完成可控軌跡超短半徑水平井技術的適配性改造。
隨后，該技術成功應用于文昌某油井，使其成本從4500萬元降低到1800萬元。該井投產后，日產油量超計劃產量的67%。
“可控軌跡超短半徑水平井技術的成功應用，極大提高了邊際油藏開發(fā)的經濟性，為老油田的精準挖潛開拓了全新思路。”劉和興說，以年均應用于10井次的規(guī)模測算，相較于常規(guī)老井側鉆實施調整井，該技術降低成本超億元，年均增油量18萬立方米。
讓“鄉(xiāng)間小道”擴容
石油“藏”在地層深度巖石孔隙中，通過一個個吼道流通到井底，再被“抽出來”。如果把常規(guī)儲層原油流出的通道比作寬闊的“高速公路”，那么低滲透儲層就是狹窄崎嶇的“鄉(xiāng)間小道”。如何讓“鄉(xiāng)間小道”擴容，也是老油田潛力挖掘的重要課題。
中國海油湛江分公司完井總監(jiān)簡成介紹，目前，儲層改造方法主要有壓裂和酸化。由于海上平臺空間受限、作業(yè)成本極高、作業(yè)難度大，壓裂法幾乎無用武之地。“酸化的成本較低，所需的設備和材料相對簡單，施工過程也較為簡便，可以大大降低油氣田開發(fā)的成本。”簡成說。
簡單來講，酸化就是用酸性物質將巖石溶解，使得石油通過的孔道變大。但常規(guī)的酸化只能解決近井地帶的問題，距離井稍遠一些的“道路”依然不通暢。中國海油湛江分公司項目組積極探索，創(chuàng)新提出“深部酸化”的概念，將狹窄的孔隙、吼道擴容。
項目組探索形成一套深部酸化改造液體系和深部酸化完井方式，根據(jù)不同類型儲層對癥下藥，攻克低滲、特低滲“頑疾”，建設了原油流動的“高速公路”。
劉和興介紹，目前，中國海油湛江分公司已經成功實施9口井的深部酸化儲層改造作業(yè)。這些井的產量達到計劃產量的197.1%，儲層改造效果顯著。目前南海西部油田低滲、特低滲儲層占比超30%，儲量巨大，未開發(fā)低滲儲量8000萬噸以上，深部酸化的應用前景廣闊。
大數(shù)據(jù)輔助“降本增效”
由于海上環(huán)境復雜多變，鉆井過程中經常遇到未知巖層，導致進度延誤、成本超支。僅憑個人經驗和直覺難以應對日益復雜的鉆井環(huán)境，急需一種新方法來提升鉆井效率、降低作業(yè)風險。
文昌油田開發(fā)鉆完井項目經理鄭金龍帶領團隊，收集并整理了大量鉆井數(shù)據(jù)，研發(fā)出一套大數(shù)據(jù)智能輔助鉆井系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠實時采集鉆井現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，利用高級算法對數(shù)據(jù)進行快速識別分析，并自動生成最優(yōu)鉆井策略。同時，系統(tǒng)還具備自我學習功能，能夠不斷優(yōu)化算法，提高預測準確率。
大數(shù)據(jù)智能輔助鉆井系統(tǒng)在文昌探井中應用30余口井，作業(yè)效率顯著提升，成本大幅降低。
“中國海油湛江分公司在鉆完井油氣增產技術及智能鉆完井領域取得的顯著技術成果，不僅展現(xiàn)了我國海洋油氣勘探開發(fā)能力的不斷提升，更是技術創(chuàng)新與實際應用深度融合的典范。”中國石油大學（北京）安全與海洋工程學院院長楊進說，隨著這些技術的持續(xù)優(yōu)化與推廣應用，該公司將在老油田穩(wěn)產上產方面取得更大的成績，進一步引領我國海上油氣勘探開發(fā)技術的新潮流。
南海西部油田是我國海上石油勘探的發(fā)祥地，誕生了我國海上石油勘探的多個“第一”。然而，經過50余年的發(fā)展，這些油田“老了”：含水率越來越高，開發(fā)成本日益上升，維持高產量的難度越來越大。
“但是，在保障國家能源安全的大背景下，我們的目標又是增產。”中國海油湛江分公司工程技術作業(yè)中心總經理劉和興近日對科技日報記者說，“除了建設新的開發(fā)項目，如何挖掘老油田潛力，是我們必須面對的課題。”
而要做好這一課題，唯一途徑是科技創(chuàng)新。
超短半徑水平井、深度酸化、數(shù)字輔助鉆井……在一系列自主創(chuàng)新技術成果的加持下，2023年，南海西部油田依然保持在全國十大油田之列。
“吃干榨盡”邊際油藏
南海西部石油的開發(fā)，面臨著“老小邊窮低”的系列挑戰(zhàn)。老，是指老油田井槽資源緊缺；小，是指調整井單井增油量小；邊，是指井位部署需邁向更深更遠；窮，是指調整井項目經濟性差；低，是指低滲特低滲儲層開發(fā)難度大。
其中，油田“老小窮”問題尤為突出。中國海油湛江分公司鉆井總監(jiān)胡杰說，這些近井地帶的邊際油藏看得見，吃不著。
如何將陸地油田開采邊際油藏的超短半徑水平井技術應用于海上油田？
“海上油田的環(huán)境與陸地油田有著巨大差異，海上油田的套管層次、地質條件等因素都給技術改造帶來了極大挑戰(zhàn)。”胡杰說，同時，南海西部邊際油藏“又小又散”，這就要求相關技術必須實現(xiàn)對水平段軌跡的精準控制，同時盡可能延長水平段長度，以增加產能。
最終，胡杰和團隊研發(fā)出更靈活的新型鈦合金鉆桿，引進小尺寸的鉸接螺桿，實現(xiàn)鉆井工具“指哪打哪”，完成可控軌跡超短半徑水平井技術的適配性改造。
隨后，該技術成功應用于文昌某油井，使其成本從4500萬元降低到1800萬元。該井投產后，日產油量超計劃產量的67%。
“可控軌跡超短半徑水平井技術的成功應用，極大提高了邊際油藏開發(fā)的經濟性，為老油田的精準挖潛開拓了全新思路。”劉和興說，以年均應用于10井次的規(guī)模測算，相較于常規(guī)老井側鉆實施調整井，該技術降低成本超億元，年均增油量18萬立方米。
讓“鄉(xiāng)間小道”擴容
石油“藏”在地層深度巖石孔隙中，通過一個個吼道流通到井底，再被“抽出來”。如果把常規(guī)儲層原油流出的通道比作寬闊的“高速公路”，那么低滲透儲層就是狹窄崎嶇的“鄉(xiāng)間小道”。如何讓“鄉(xiāng)間小道”擴容，也是老油田潛力挖掘的重要課題。
中國海油湛江分公司完井總監(jiān)簡成介紹，目前，儲層改造方法主要有壓裂和酸化。由于海上平臺空間受限、作業(yè)成本極高、作業(yè)難度大，壓裂法幾乎無用武之地。“酸化的成本較低，所需的設備和材料相對簡單，施工過程也較為簡便，可以大大降低油氣田開發(fā)的成本。”簡成說。
簡單來講，酸化就是用酸性物質將巖石溶解，使得石油通過的孔道變大。但常規(guī)的酸化只能解決近井地帶的問題，距離井稍遠一些的“道路”依然不通暢。中國海油湛江分公司項目組積極探索，創(chuàng)新提出“深部酸化”的概念，將狹窄的孔隙、吼道擴容。
項目組探索形成一套深部酸化改造液體系和深部酸化完井方式，根據(jù)不同類型儲層對癥下藥，攻克低滲、特低滲“頑疾”，建設了原油流動的“高速公路”。
劉和興介紹，目前，中國海油湛江分公司已經成功實施9口井的深部酸化儲層改造作業(yè)。這些井的產量達到計劃產量的197.1%，儲層改造效果顯著。目前南海西部油田低滲、特低滲儲層占比超30%，儲量巨大，未開發(fā)低滲儲量8000萬噸以上，深部酸化的應用前景廣闊。
大數(shù)據(jù)輔助“降本增效”
由于海上環(huán)境復雜多變，鉆井過程中經常遇到未知巖層，導致進度延誤、成本超支。僅憑個人經驗和直覺難以應對日益復雜的鉆井環(huán)境，急需一種新方法來提升鉆井效率、降低作業(yè)風險。
文昌油田開發(fā)鉆完井項目經理鄭金龍帶領團隊，收集并整理了大量鉆井數(shù)據(jù)，研發(fā)出一套大數(shù)據(jù)智能輔助鉆井系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠實時采集鉆井現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，利用高級算法對數(shù)據(jù)進行快速識別分析，并自動生成最優(yōu)鉆井策略。同時，系統(tǒng)還具備自我學習功能，能夠不斷優(yōu)化算法，提高預測準確率。
大數(shù)據(jù)智能輔助鉆井系統(tǒng)在文昌探井中應用30余口井，作業(yè)效率顯著提升，成本大幅降低。
“中國海油湛江分公司在鉆完井油氣增產技術及智能鉆完井領域取得的顯著技術成果，不僅展現(xiàn)了我國海洋油氣勘探開發(fā)能力的不斷提升，更是技術創(chuàng)新與實際應用深度融合的典范。”中國石油大學（北京）安全與海洋工程學院院長楊進說，隨著這些技術的持續(xù)優(yōu)化與推廣應用，該公司將在老油田穩(wěn)產上產方面取得更大的成績，進一步引領我國海上油氣勘探開發(fā)技術的新潮流。
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