油田上產策略研究
——以準噶爾盆地勝利油田礦權區塊為例

王學忠，王蘭婷，王建勇，劉小波，劉慧卿，師伶俐，高志衛

（1.中石化新疆新春石油開發有限責任公司，山東 東營 257000；2.西南財經大學社會發展研究院，成都 610074；3.中國石化油田勘探開發事業部，北京 100728；4.中國石油大學（北京）石油工程學院，北京 102249）

2004 年，準噶爾盆地勝利油田礦權區塊（簡稱S礦權區塊）部署的Y1 井試油成功，發現永進油田（簡稱Y 油田）。2005 年，排2 井獲高產油流，春光油田誕生。2009 年，中國石化集團公司（簡稱中國石化）調整西部探區，勝利油田將50 萬t 年產能規模的春光油田移交河南油田。2011 年，發現并開發春風油田（簡稱C 油田）。2015 年，中石化新疆新春石油開發有限責任公司（簡稱新春公司）成立，成為中國石化上游第一家屬地注冊企業，負責S 礦權區塊油氣勘探開發銷售。2015 年，新春公司產油102×104t。2019 年，“薄儲層超稠油高效開發關鍵技術及應用”獲國家科技進步獎二等獎。同年，新春公司成為自然資源部首批綠色礦山企業。2022年，C 油田排612 塊產能建設工程獲“國家優質工程獎”。2023 年，“準噶爾盆地永進油田高壓深層高效鉆井關鍵技術”獲2022 年度新疆維吾爾自治區科技進步獎二等獎。新春公司投產油井1 400 口，累產油1 220×104t。其中，C 油田新近系沙灣組環烷基稠油，是生產航空潤滑油、特級瀝青的原料。針對埋藏淺、油層薄、原油黏度很高的油藏特征，形成水平井、氮氣、降黏劑和蒸汽吞吐開發技術[1-2]（根據水平井（Horizontal well）、油溶性復合降黏劑（Dissolver）、氮氣（Nitrogen）和蒸汽（Steam）4 個英文單詞首字母簡記為HDNS），2015 年建成百萬噸油田并穩產至今。配套130 t/h 流化床鍋爐，井口蒸汽干度99%。春風油田排6 南區塊（本文簡記為A 區塊）微生物采油取得好效果，累增油2.2×104t[3]。當前，新春公司82%的產量來自C 油田沙灣組稠油砂巖油藏蒸汽吞吐；7%的產量來自C 油田石炭系普通稠油自噴開發；8%的產量來自排10 西中深層新近系沙灣組稀油砂巖油藏自噴開發；2%的產量來自Y 油田侏羅系深層砂巖油藏自噴開發；另有1%的產量來自外圍試采。Y 油田2021—2022 年產油6.4×104t。C 油田仍依靠蒸汽吞吐開發，采收率24.2%，多輪次吞吐后產量和油汽比下降較快，部分區塊采出程度超過20%，需加快提高采收率技術攻關。

1 稠油上產對策

1.1 油藏概況

中國稠油產量占到國內年產油量8%。膠質和瀝青質分子之間相互作用形成空間網狀結構導致稠油黏度大。準噶爾盆地稠油累計產量突破1×108t，建成優質環烷基稠油生產基地。未來稠油開發需發展高質高效熱力開發，實現效益開發和綠色低碳發展。其中，A 區塊是獨立油砂體，生產井均用水平井，單井累產油、累計油汽比等指標在C 油田名列前茅，目前開井32 口，單井日產油3.1 t，含水81.2%。A 區塊微生物采油也取得較好效果。從區域油藏特征入手，輔以單井效果，介紹A 區塊各項技術內涵、機理、設計優化及應用效果，從而形成多種開發的范式。A 區塊新近系沙灣組砂巖油藏，生產層是6.0 m 左右的油層，這個獨立的油砂體形態上像個“紡錘”（圖1），南北長、東西窄，南部發育邊水。A 區塊北部發育一條斷層，延伸長度大于950 m，落差10 m。A 區塊南部發育2 條東西和南北向小正斷層，斷層延伸長度小于500 m，落差4 m。頂面構造形態相對簡單，構造傾角4°，構造頂面埋深470～625 m。儲層孔隙度36.7%，滲透率5 500 mD，含油飽和度70%，油層厚度6.0 m，原始地層壓力5.7 MPa，原始地層溫度33 ℃。巖石壓縮系數0.011 5 MPa-1。原油凝固點8.7 ℃，含蠟量2.3%，膠質含量11.5%，瀝青質6.2%。20 ℃原油密度0.949 7 g/cm3，30 ℃脫氣原油黏度15 124 mPa·s，40 ℃脫氣原油黏度5 937 mPa·s，50 ℃脫氣原油黏度2 489 mPa·s。油層溫度下脫氣原油黏度10 000～70 000 mPa·s。A 區塊原油熱敏性好，原油黏度隨溫度升高下降明顯，適合熱采。A 區塊在開發中取得較好效果是不可置疑的事實，對其進行總結以便在類似油藏加以推廣也是可行的。

圖1 A 區塊位置示意圖

1.2 開發的范式

能源安全穩定供應是國家強盛保障和安全基石。中國油氣對外依存度較高，必須增強自給能力，保障能源安全。中國石油工業堅持老區“硬穩定”，一體優化儲量、產量、投資、成本、效益、采油速度和采收率。必須關注新區，但首先要穩定老區，這是增儲穩產的基礎。油氣開發企業經常面臨勘探捷報頻傳，開發無米下鍋的情況。究其原因，還在于找到的儲量難以開發，而且，產量上得去還要穩得住，還要向綠色低碳轉型，為此，有必要深入開展油田上產對策研究，運用科學世界觀和方法論指導實踐，進一步端穩端牢能源飯碗。石油工業正在經歷數字產業化、產業數字化。法國數學家米卡埃爾·洛奈[4]認為“數字無處不在，以至于我們忘記數字產生是多么偉大的想法。有了數字，人類逐漸明白，他們發明一種工具，借助這種工具，他們就能夠書寫、分析、理解周圍世界”。堅信知識的力量，無論遇到什么困難和挑戰，都能堅持不懈，勇往直前。人，可以不懂搖滾，但可以喜歡搖滾；人，可以不懂數學，但可以運用數學思維解決油田開發難題，從細節中尋找破解難題的密碼?！肮庹f不練是假把式,光練不說是傻把式，又練又說真把式! ”依據中華人民共和國石油天然氣行業標準SYT 6169—1995《油藏分類》，特稠油主要指標是油層溫度下脫氣原油黏度在10 000～50 000 mPa·s 之間，輔助指標是原油相對密度大于0.95，開采方式為注蒸汽；超稠油主要指標是油層溫度下脫氣原油黏度大于50 000 mPa·s，輔助指標是原油相對密度大于0.95，開采方式為注蒸汽。參照稠油分類標準，A 區塊原油屬于特稠油-超稠油范疇，以特稠油為主。熱量在地層中的傳遞主要有熱傳導和熱對流，有效蓋層是減少熱散失和熱量保存必要條件。與我國東部多數稠油油田相比，A 區塊埋藏較淺，熱采過程中井筒熱損失較小、有利熱采，原始油藏條件下油層溫度較低，不利熱采；A 區塊油層較薄，不利熱采；A 區塊南部油水過渡帶則不利熱采。A區塊自南向北，構造上由低到高，原始含油飽和度越來越大，原油黏度也越來越高，針對油層及原油物性，目前采取7 種不同的開發的范式（表1）。范式1 為淺層超稠油水平井、降黏劑、氮氣和蒸汽吞吐；范式2 為淺層超稠油水平井、氮氣和蒸汽吞吐；范式3 為淺層特稠油水平井、氮氣和蒸汽吞吐；范式4 為淺層特稠油水平井、蒸汽吞吐、蒸汽驅、熱水驅；范式5 為淺層特稠油水平井、微生物單井吞吐；范式6 為淺層特稠油水平井、微生物單井吞吐、注蒸汽；范式7 為淺層特稠油水平井、微生物單井吞吐、蒸汽驅。不同開發階段開發的范式有所不同。表1 中，蒸汽驅（Steam drive）簡記為A；熱水驅（Hot water drive）簡記為B；微生物單井吞吐（Microbial huff puff）簡記為C；微生物驅（Microbial Processes)簡記為M。從成效看，A 區塊中部成為HDNS及HNS 開發示范區，A 區塊南部成為微生物吞吐采油示范區。

表1 A 區塊開發的范式適用性指標對比

1.3 工作展望

C 油田鉆地質淺孔200 口，實現未動用儲量及老區剩余油低成本快速精準評價。用淺孔鉆機鉆打地質淺孔，長井段、連續取心，還可測井。與常規鉆井取心相比，C 油田實施的地質淺孔每米進尺費用下降70%，取心收獲率由40%提至90%。以地質淺孔為標尺，水平井油層鉆遇率高，提高單井產能達標率。鉆成8 口分支水平井，在開發井型上，實現直井、水平段長150 m 常規水平井、水平段長200~300 m 常規水平井、多分支長水平井的迭代提升。P634-P46 井用HDNS 技術投產后，峰值日產油17 t，第一周期生產52 d，周期產油565 t，現處于第二周期生產，日產油21 t[5]。此外，2 分支水平井（P612-P101、P614-P19 井）和4 分支水平井相繼獲工業油流，其中Hq401-P1 井4 個分支進尺347 m（油斑級細砂巖顯示278 m）。與傳統水平井相比，分支水平井無論峰值日產油、周期產油還是生產周期，分支水平井均占優勢。A 區塊已采集四維地震，四維地震探測增加時間維度，主要用在油氣田的開發階段，以分析剩余油氣的分布狀況與油氣運移特征。

稠油水平井經過多輪次籠統注汽開采，井間加熱半徑有限，蒸汽熱利用率降低，造成水平段動不均衡，穩產期波段窄、產量遞減快，后期剩余油再挖潛難度較大。為此，將水平段儲層分段分類管理，在含油飽和度高井段提高注汽強度提效；強采兩端，將靠近靶點位置的配注器孔徑增大，提高兩端儲量動用。在PNN（Pulse Neutron Neutron，脈沖中子-中子儀器）測試基礎上，P6-P10 分段采油取得好效果。

2 稀油上產對策

2.1 油藏工程研究

Y 油田地處古爾班通古特沙漠，2005 年采集三維地震，2020 年采集高密度三維地震，面元12.5 m×12.5 m，主頻32 Hz。構造上位于沙灣凹陷西段，車莫古隆起南翼，水平地應力方向為南北向，原油來自二疊系烴源巖。Y1 井儲層水平層理縫發育，裂縫影響產能。巖性以細砂巖為主，石英含量28%，長石含量15%，巖屑含量35%。巖石硬度1 500 MPa，塑性系數1.8，硬度為中硬性，巖石為硬脆性，沖擊破碎為有效破碎方式。油層厚度3～10 m，滲透率2～27 mD，地溫梯度2.43 ℃/100 m，地層壓力系數1.69～1.86，地下原油密度0.78 g/cm3，20 ℃地面原油密度0.87 g/cm3，地下原油黏度0.7 mPa·s，50 ℃脫氣原油黏度40 mPa·s，凝固點8 ℃，含蠟16.5%，飽和壓力33.9 MPa，溶解氣油比180 m3/t，地層體積系數1.3。原油中，膠質含量17.0%，瀝青質含量3.5%，飽和烴含量58.0%，芳香烴含量為20.1%。儲層以毛細孔隙為主，親水，束縛水飽和度35%。儲量豐度24.3×104t/km2。Y301 井部分巖心滲透率大于200 mD，最大孔喉半徑4.8 μm，含油飽和度最高達到85%[6]。Y301 井投產初期，日產油30 t，累產油2.3×104t。Y3-CP1 井投產初期，井口油壓42 MPa，日產油60 t，不含水。試井解釋，儲層滲透率13 mD，探測半徑268 m，表皮系數-4.5，累產油3.8×104t。

2.2 鉆井工程研究

Y 油田鉆井過程中井壁穩定問題突出，鉆井周期長。為此，發明復合納米封堵成膜鉆井液、抗高溫高密度合成基鉆井液，并基于巖石沖擊破碎實驗巖石破碎功分析方法，獲發明專利4 件，形成Y 油田高壓深層高效鉆井關鍵技術?？垢邷馗呙芏群铣苫@井液體系具有良好抑制性、封堵性、熱穩定性、潤滑性和儲層保護功能。旋轉導向、隨鉆測井提高油層鉆遇率。Y3 井投產初期，日產油20 t，投產當年因為出砂、套破、油管瀝青堵塞報廢，累產油1 689 t。2015 年設計Y3-CP1 井。為提高產能，采用水平井斜穿層理縫設計，四開結構優化為三開結構。Y3-CP1 井自Y3 井5 357.6 m 開窗側鉆，水平井段374 m。白堊系以上地層采取長壽命鉆頭、大功率螺桿提速，Y 油田平均機械鉆速由2018 年之前2.6 m/h 提至5.6 m/h。其成功做法推廣到鄰塊，征10 井6 700 m 深層日產油46 t，階段產油7 850 t。

3 結論

針對A 區塊埋藏淺、原油黏度高、南部發育邊水油藏特點及不同開發階段主要開發矛盾變化，探索形成7 種開發的范式。針對Y 油田高質量發展難題，對現有資料重新解讀。Y 油田侏羅系異常高壓、裂縫發育有助于油氣富集高產。只有堅持原始創新、獨立思考、運用數學思維解決油田開發難題，才能取得Y 油田規模開發突破。