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今日西南

破解稠油开采四大难题

2019-4-4  11:37:28         稿件来源: 企业家日报

 ■ 胡杨

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●TK6105X井实施电加热措施现场。

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●TH12503井正在进行检泵作业

  据说,中国石化西北油田采油二厂每天能产原油7000多吨,18年来,该厂从地下远古的奥陶系共采出原油4600多万吨。

据说,采油二厂开采出来的原油完全就是固体,任何人站在原油上都能翩翩起舞。

据说,采油二厂只有300多名职工,却管理着香港岛那般大的油田,每天得让791口井站安全平稳的运行……

其实,这些“据说”都真正切切地发生在采油二厂的每一天。

采油二厂成立至今始终面临着四大难题:两眼一抹黑的地质构造;沥青一样厚硬的原油;平均6500米的举升难度;1170平方公里错综复杂的管线,数以万计的材料设备需要管理。

  用打靶射击精准度认识地质油藏

当技术人员被问到采油二厂的稠油开采遇到的难题时,他们通常以这样的比喻开始作答:“如果用打靶射击的精准度来确定井位,打好一口地层6500米以下油井,将会产生0.5米的偏差,这0.5米的误差等几千万的投资全部归零,等于上百名技术人员的汗水全部白流。所以,我们认识地质油藏的精准度要高于打靶射击。”

如何认识地质构造才是解决油井定位的基础工作。采油二厂所管辖的油田区块属于碳酸盐岩缝洞型油藏,地下的稠油不会像塔里木河一样流动,而是犹如无数个“积水湖泊”,原油就储藏在大小不等的溶洞里。面对国内仅有、世界少有的碳酸盐岩缝洞型油藏,油在哪?有多少油?能产多少油?都是未知数,更没有成熟理论可借鉴。

采油二厂的技术人员开动脑筋,根据地震资料,将平面图例处理成三维立体图,从静态到动态推算储量定量,实现缝洞体立体雕刻,形成了缝洞型油藏开发技术体系,获得了国家科技进步一等奖。

为了定量分析地质油藏,开采住在这“四合院”里的原油,该厂利用制造压差的过程,继续挤压另一间“屋子”里的原油,达到只打一口井就能开采出两间或者更多间“屋子”里的原油。

正处在青年时期的塔河油田,有部分油井还是出现了地层天然能量不足的情况,为此,采油二厂的技术人员实验总结出注水替油、注气采油的开发技术,以乌鸦喝水为原理,将比水轻的原油举升出地面,利用气体比油轻的原理将缝洞上面的原油挤到井眼,以便将原油采出。

  用生活原理降低稠油粘稠程度

许多人感觉学术研究高于生活,但在采油二厂却让人真切地感受到稠油开采的技术革新全部来源于平淡的生活。该厂管理的大部分油井都属于超深超稠油,深到什么程度呢?深到钻头得打到地下6500左右才能见到原油。稠到什么程度呢?稠到原油举升出地面后完全呈现沥青状。

为了降低原油的粘稠度,采油二厂的技术攻关部门经过数年的研精苦思,终于总结出一套适合塔河油田超稠油井的开采模式:将稀油注入地下,与储集体里的稠油充分稀释后,再经过举升技术将原油采出地面。这就是的采油二厂的基础工艺——掺稀降粘技术。

除了掺稀降粘技术,采油二厂还利用“热得快”原理成功研发了矿物绝缘加热电缆技术,来解决由于地层温度逐渐减低影响原油流动的难题,实现充分释放地层产能,大幅度降低稀油用量。

  用技术研发解决油井举升难度

地质构造认识清楚了,稠油的流动性解决了,怎么将原油从地下举升出地面也是摆在采油二厂人面前的一个大难题。在18年的开采历史中,泵始终和采油二厂形影不离,稠油举升研究的探索过程就是一段泵不断发展的演变史。

2004年到2017年,采油二厂举升原油用的泵从抽稠泵到深抽电泵,从抗稠油电泵到大排量抽稠泵,再到新型螺杆泵,正是因为有了这些泵的不断演进,才给稠油开采注入了源源不断的动力,正是因为有了这一系列适应强的稠油举升工艺,上亿吨稠油储量才得以动用开采。

而在这些泵的贡献中,有杆泵技术、电泵举升技术和螺杆泵强势出头。有杆泵的采用改变了抽油机的适用型号,从俗称“磕头机”的14、16型游梁式抽油机发展到900、1000型等立式抽油机,检泵周期由639天上升到739天。而电泵举升技术通过选型设计、小扁插座工艺、扬程深抽电泵、抗超稠油电泵机组、双绝缘双护套电缆、电泵尾管悬挂装置6项技术获得6项专利,形成了排量从100立方米至300立方米,扬程从2000米至4000米的整套超稠油电泵系列。

在稠油举升过程中,针对随着离地面越近,热能量损失越大而造成粘度急剧上升的问题,采油二厂还给油管穿上了“棉衣”,使用新型超级纳米隔热材料在油管外壁喷涂保温涂层,降低热量损失,实现稠油保温开采,达到保温、减阻、降粘三重效果,以便让原油顺利举升到地面。

  用三百多人管理一个“香港岛”

由于“油公司”管理体制的有效运行,采油二厂用一个300多人的队伍管理着香港岛一般大的油田, 油井点多面广,安全管理难度大,错综复杂的管线系统无时不刻不验证着采油二厂的管理水平。

791口油井分布在1170平方公里的戈壁滩上,如果只靠四个车轮子和两条腿巡检和处理油井的异常,出动采油二厂全体职工也不够用,于是,采油二厂依靠智能信息化管理模式,运用数字仪表、大数据分析等信息化技术,关注油井信息,降低油井异常,提升油井管理水平。

为了保证油井的正常生产,采油二厂将输油管线、输气管线、输水管线分管运送,形成“海陆空”立交桥式管理架构,给管线加入缓蚀剂,以防管线腐蚀穿孔,造成污染。不仅如此,该厂还依靠2号联合站和4号联合站两座大型联合站,加强原油处理能力,集中处理原油,降低管网复杂度,保护设备的有效运行。

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