系列技术挖掘南海老油田新潜力

2024-10-16 07:30:27 来源：科技日报

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南海西部油田是我国海上石油勘探的发祥地，诞生了我国海上石油勘探的多个“第一”。然而，经过50余年的发展，这些油田“老了”：含水率越来越高，开发成本日益上升，维持高产量的难度越来越大。

“但是，在保障国家能源安全的大背景下，我们的目标又是增产。”中国海油湛江分公司工程技术作业中心总经理刘和兴近日对科技日报记者说，“除了建设新的开发项目，如何挖掘老油田潜力，是我们必须面对的课题。”

而要做好这一课题，唯一途径是科技创新。

超短半径水平井、深度酸化、数字辅助钻井……在一系列自主创新技术成果的加持下，2023年，南海西部油田依然保持在全国十大油田之列。

“吃干榨尽”边际油藏

南海西部石油的开发，面临着“老小边穷低”的系列挑战。老，是指老油田井槽资源紧缺；小，是指调整井单井增油量小；边，是指井位部署需迈向更深更远；穷，是指调整井项目经济性差；低，是指低渗特低渗储层开发难度大。

其中，油田“老小穷”问题尤为突出。中国海油湛江分公司钻井总监胡杰说，这些近井地带的边际油藏看得见，吃不着。

如何将陆地油田开采边际油藏的超短半径水平井技术应用于海上油田？

“海上油田的环境与陆地油田有着巨大差异，海上油田的套管层次、地质条件等因素都给技术改造带来了极大挑战。”胡杰说，同时，南海西部边际油藏“又小又散”，这就要求相关技术必须实现对水平段轨迹的精准控制，同时尽可能延长水平段长度，以增加产能。

最终，胡杰和团队研发出更灵活的新型钛合金钻杆，引进小尺寸的铰接螺杆，实现钻井工具“指哪打哪”，完成可控轨迹超短半径水平井技术的适配性改造。

随后，该技术成功应用于文昌某油井，使其成本从4500万元降低到1800万元。该井投产后，日产油量超计划产量的67%。

“可控轨迹超短半径水平井技术的成功应用，极大提高了边际油藏开发的经济性，为老油田的精准挖潜开拓了全新思路。”刘和兴说，以年均应用于10井次的规模测算，相较于常规老井侧钻实施调整井，该技术降低成本超亿元，年均增油量18万立方米。

让“乡间小道”扩容

石油“藏”在地层深度岩石孔隙中，通过一个个吼道流通到井底，再被“抽出来”。如果把常规储层原油流出的通道比作宽阔的“高速公路”，那么低渗透储层就是狭窄崎岖的“乡间小道”。如何让“乡间小道”扩容，也是老油田潜力挖掘的重要课题。

中国海油湛江分公司完井总监简成介绍，目前，储层改造方法主要有压裂和酸化。由于海上平台空间受限、作业成本极高、作业难度大，压裂法几乎无用武之地。“酸化的成本较低，所需的设备和材料相对简单，施工过程也较为简便，可以大大降低油气田开发的成本。”简成说。

简单来讲，酸化就是用酸性物质将岩石溶解，使得石油通过的孔道变大。但常规的酸化只能解决近井地带的问题，距离井稍远一些的“道路”依然不通畅。中国海油湛江分公司项目组积极探索，创新提出“深部酸化”的概念，将狭窄的孔隙、吼道扩容。

项目组探索形成一套深部酸化改造液体系和深部酸化完井方式，根据不同类型储层对症下药，攻克低渗、特低渗“顽疾”，建设了原油流动的“高速公路”。

刘和兴介绍，目前，中国海油湛江分公司已经成功实施9口井的深部酸化储层改造作业。这些井的产量达到计划产量的197.1%，储层改造效果显著。目前南海西部油田低渗、特低渗储层占比超30%，储量巨大，未开发低渗储量8000万吨以上，深部酸化的应用前景广阔。

大数据辅助“降本增效”

由于海上环境复杂多变，钻井过程中经常遇到未知岩层，导致进度延误、成本超支。仅凭个人经验和直觉难以应对日益复杂的钻井环境，急需一种新方法来提升钻井效率、降低作业风险。

文昌油田开发钻完井项目经理郑金龙带领团队，收集并整理了大量钻井数据，研发出一套大数据智能辅助钻井系统。该系统能够实时采集钻井现场的各种数据，利用高级算法对数据进行快速识别分析，并自动生成最优钻井策略。同时，系统还具备自我学习功能，能够不断优化算法，提高预测准确率。

大数据智能辅助钻井系统在文昌探井中应用30余口井，作业效率显著提升，成本大幅降低。

“中国海油湛江分公司在钻完井油气增产技术及智能钻完井领域取得的显著技术成果，不仅展现了我国海洋油气勘探开发能力的不断提升，更是技术创新与实际应用深度融合的典范。”中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院院长杨进说，随着这些技术的持续优化与推广应用，该公司将在老油田稳产上产方面取得更大的成绩，进一步引领我国海上油气勘探开发技术的新潮流。