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【开发】新时代的“大禹治水”
2022年09月13日 10:07   来源于:中国石油石化   打印字号
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  中国石化华北石油系列报道(二)

 

  华北油气不断转变思维、激发潜力,探索出适合高含水气田自身的“治水之道”。

 

文/本刊记者 付嘉欣/马献珍 赵 楠 张军利 李文昕

  8月,正是炎热酷暑的季节,位于鄂尔多斯盆地北缘的东胜气田却十分凉爽,走在一望无际的草原上,能够清晰感受到“风吹草低现牛羊”的境界。而这片茂密草原之下,2000多米处,便是大片的致密砂岩气藏。

  这种高含水气藏中几乎70%的气井含水量高,个别气井初期日产水达到100立方米,多数气井初期日产液在10立方米以上,气井生产成本高、管理难度大、递减率高,效益开发面临世界级难题,一直被其他企业忽视和搁置。

  “别的企业可以绕过去,但我们华北油气分公司不会绕,我们只会直面困难,解决困难。” 华北油气分公司副总经理梁文龙说。多年来,华北油气分公司面对这块“硬骨头”,通过不懈探索,不断在排水采气工艺技术上取得突破,最终实现了其效益开发与稳产。

  三步受挫

  早年之前,华北油气针对大牛地气田的整体开发部署,已有了许多经验。后来开发东胜气田时,华北油气如法炮制,却发现虽然都是致密低渗气田,东胜气田与大牛地气田却存在天差地别的生产特征。由此,华北油气工程院在原有基础体系上重新开始,针对东胜气田进行进一步探索。

  第一步,加强地质认识。“从前,工程人员在施工前只有测井等方面的零星数据,这些数据可以明确气田含水饱和度,但这含水饱和度之下到底能产多少水,却无法确定。”华北油气分公司工程技术研究院储改所副主任师朱新春告诉记者。在这种情况下,工程技术科研人员一致认为:如果想了解不同类型的高含水气田,相对准确地获取每口井的产水值,就必须把地质对象按照工程需求和工程思维进行研究。

  工程院以此为切入点,研究决定施工时水动还是不动,大动还是小动,确定合适的压裂规模。但事情远没有这么简单,因为害怕加大水的流动通道后水会更多,会更加影响产能,所以工程院通常采取1.5方排量的小规模压裂。

  “这时大家发现水不动了,气居然也不动了,相当于没有将这个储层改造充分,没有彻底释放其产出能力。”华北油气分公司工程院院长王翔说。

  第二步,工程院开始转变方向,决定改变岩石性质,改变压裂液的润湿性和岩石的接触角,实现气动水不动。但岩石体量很大,而压裂液与地层相比简直微不足道,效果甚微,且短暂的改变之后很快又恢复原状。

  第三步,工程院尝试通过研发一种遇气流动、遇水固结的支撑剂,来改变水的流动通道,结果又发现这种技术不适用于气水同层的地层状态,探索又陷入了困局。

  独上高楼,望尽天涯路。一次又一次的受挫虽然令大家失望,但是衣带渐宽终不悔,执着的探索从未停止。

  “既然控制不住,那就利用它”

  工程院开始积极转变思维,决定直接将排水通道放开,并适时提出了强排水采气技术。强排水采气技术就是增大压裂规模,缩短地层间距,把储层充分改造,建立起一条储层内部的高速公路。

  “转变理念才能酿出杀手锏。我们从怕裂缝、怕改造规模大,到主动迎合裂缝,不仅自己制造人工裂缝,还会沟通天然裂缝,使用‘大禹治水’型方法解决问题。”王翔表示,既然控制不住,那就利用它,从控水压裂变化为疏水压裂,接着再考虑如何在下一阶段进行治水。

  工程院继续向源头找原因,向地质问根本,研究水的流动状态,思考怎样减少举升、减少地层能力的消耗。在激烈探讨后,最终研究出了差异化管理方法。

  “每口井的生产状况不同,必须采取不同的工作制度及排水采气工艺技术。”工程院采气所党支部书记周舰说。工程院利用渗流力学曲线和携液携泡曲线建立模型,根据每口井的特征,将其按照四个维度描述成四条线。接着把这四条曲线进行标定,再将井区按照不同状态分为六个区,做成一个四线六区模型。

  比如一区就是生产主力军,可以自己稳定生产,不需要工程队干涉。二区则是地层能量还算良好的区域,积液情况比较轻,需要借助泡排辅助生产,让它流动起来。三区积液情况有些明显,需要机械排采,用柱塞等相关工艺帮助其排水采气。而到了六区,基本就可以判断为“重症监护室”,只能用电潜泵把地面能量转换到地下,从而起到增能的作用。

  暮然回首,那人却在灯火阑珊处!

  利用这个方法,如今东胜气田产量已翻了一番,产能提升显著。将气井差异化标定,在不同阶段采用不同策略和工艺,就可以做到有效排水。华北油气生动地将其称之为“地层病症诊断”,以此来判断井区施工方向。

  “自己的东西自己造”

  诊断完成后,治疗也同样重要,尤其针对“重症监护室”的治疗更为关键。

  针对六区,工程院最开始使用电潜泵进行举升,并配套了同井采注工艺。但是使用电潜泵会出现“气锁”现象,且成本高达240多万元,在井底还非常容易损坏。“就算它的效果再好,成本难题也意味着它并不具备可持续性。”周舰表示。

  在这种情况下,工程院决定加强电潜泵的适应性。为此,华北油气分公司采油气工程专家刘岳龙几乎跑遍了全国,找遍了所有泵的厂家,认真调研后便开始推进自主研发设计。刘岳龙从过电缆分割器入手,带领采油气所的同志们深入研究,促进交叉创新来保证电潜泵的寿命,保障其正常运转。

  研发成功后就要实践,工程院将升级后的电潜泵运用到J72P18井,实验后发现这口井的检泵周期从原先的平均不到100天,增加到了293天,从大概3天修一次改善到差不多10天修一次,效果显著。以此开始,六区的多数气井都能在电潜泵的作用下“起死回生”,保障了产能的提升。

  为进一步保证稳产,除了电潜泵,工程院也对射流泵进行了探索。研究电潜泵时还有外援帮助,而研究射流泵则是十分彻底的从零开始。在无人指导的情况下,华北油气工程院采气所副主任师赵润东带领团队从设计、论证、计算全面主导,深入研究并不断实验,用了将近两年时间,研制出了属于华北油气自己的射流泵。

  目前运用射流泵可保证六区气井稳产达300多天,促进了六区气井产量提升。

  路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。在这条无人探索的偏僻小路上,华北油气用实践带动研究,在产量压力下不断探索,持续总结提炼经验教训,最终蹚出了一条适合自身的治水之路。接下来华北油气将继续推进新技术自主研发,早日打破国外专利,为我国采气工艺发展做出贡献。

  责任编辑:周志霞

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