油田上产策略研究
——以准噶尔盆地胜利油田矿权区块为例

王学忠，王兰婷，王建勇，刘小波，刘慧卿，师伶俐，高志卫

（1.中石化新疆新春石油开发有限责任公司，山东 东营 257000；2.西南财经大学社会发展研究院，成都 610074；3.中国石化油田勘探开发事业部，北京 100728；4.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249）

2004 年，准噶尔盆地胜利油田矿权区块（简称S矿权区块）部署的Y1 井试油成功，发现永进油田（简称Y 油田）。2005 年，排2 井获高产油流，春光油田诞生。2009 年，中国石化集团公司（简称中国石化）调整西部探区，胜利油田将50 万t 年产能规模的春光油田移交河南油田。2011 年，发现并开发春风油田（简称C 油田）。2015 年，中石化新疆新春石油开发有限责任公司（简称新春公司）成立，成为中国石化上游第一家属地注册企业，负责S 矿权区块油气勘探开发销售。2015 年，新春公司产油102×104t。2019 年，“薄储层超稠油高效开发关键技术及应用”获国家科技进步奖二等奖。同年，新春公司成为自然资源部首批绿色矿山企业。2022年，C 油田排612 块产能建设工程获“国家优质工程奖”。2023 年，“准噶尔盆地永进油田高压深层高效钻井关键技术”获2022 年度新疆维吾尔自治区科技进步奖二等奖。新春公司投产油井1 400 口，累产油1 220×104t。其中，C 油田新近系沙湾组环烷基稠油，是生产航空润滑油、特级沥青的原料。针对埋藏浅、油层薄、原油黏度很高的油藏特征，形成水平井、氮气、降黏剂和蒸汽吞吐开发技术[1-2]（根据水平井（Horizontal well）、油溶性复合降黏剂（Dissolver）、氮气（Nitrogen）和蒸汽（Steam）4 个英文单词首字母简记为HDNS），2015 年建成百万吨油田并稳产至今。配套130 t/h 流化床锅炉，井口蒸汽干度99%。春风油田排6 南区块（本文简记为A 区块）微生物采油取得好效果，累增油2.2×104t[3]。当前，新春公司82%的产量来自C 油田沙湾组稠油砂岩油藏蒸汽吞吐；7%的产量来自C 油田石炭系普通稠油自喷开发；8%的产量来自排10 西中深层新近系沙湾组稀油砂岩油藏自喷开发；2%的产量来自Y 油田侏罗系深层砂岩油藏自喷开发；另有1%的产量来自外围试采。Y 油田2021—2022 年产油6.4×104t。C 油田仍依靠蒸汽吞吐开发，采收率24.2%，多轮次吞吐后产量和油汽比下降较快，部分区块采出程度超过20%，需加快提高采收率技术攻关。

1 稠油上产对策

1.1 油藏概况

中国稠油产量占到国内年产油量8%。胶质和沥青质分子之间相互作用形成空间网状结构导致稠油黏度大。准噶尔盆地稠油累计产量突破1×108t，建成优质环烷基稠油生产基地。未来稠油开发需发展高质高效热力开发，实现效益开发和绿色低碳发展。其中，A 区块是独立油砂体，生产井均用水平井，单井累产油、累计油汽比等指标在C 油田名列前茅，目前开井32 口，单井日产油3.1 t，含水81.2%。A 区块微生物采油也取得较好效果。从区域油藏特征入手，辅以单井效果，介绍A 区块各项技术内涵、机理、设计优化及应用效果，从而形成多种开发的范式。A 区块新近系沙湾组砂岩油藏，生产层是6.0 m 左右的油层，这个独立的油砂体形态上像个“纺锤”（图1），南北长、东西窄，南部发育边水。A 区块北部发育一条断层，延伸长度大于950 m，落差10 m。A 区块南部发育2 条东西和南北向小正断层，断层延伸长度小于500 m，落差4 m。顶面构造形态相对简单，构造倾角4°，构造顶面埋深470～625 m。储层孔隙度36.7%，渗透率5 500 mD，含油饱和度70%，油层厚度6.0 m，原始地层压力5.7 MPa，原始地层温度33 ℃。岩石压缩系数0.011 5 MPa-1。原油凝固点8.7 ℃，含蜡量2.3%，胶质含量11.5%，沥青质6.2%。20 ℃原油密度0.949 7 g/cm3，30 ℃脱气原油黏度15 124 mPa·s，40 ℃脱气原油黏度5 937 mPa·s，50 ℃脱气原油黏度2 489 mPa·s。油层温度下脱气原油黏度10 000～70 000 mPa·s。A 区块原油热敏性好，原油黏度随温度升高下降明显，适合热采。A 区块在开发中取得较好效果是不可置疑的事实，对其进行总结以便在类似油藏加以推广也是可行的。

图1 A 区块位置示意图

1.2 开发的范式

能源安全稳定供应是国家强盛保障和安全基石。中国油气对外依存度较高，必须增强自给能力，保障能源安全。中国石油工业坚持老区“硬稳定”，一体优化储量、产量、投资、成本、效益、采油速度和采收率。必须关注新区，但首先要稳定老区，这是增储稳产的基础。油气开发企业经常面临勘探捷报频传，开发无米下锅的情况。究其原因，还在于找到的储量难以开发，而且，产量上得去还要稳得住，还要向绿色低碳转型，为此，有必要深入开展油田上产对策研究，运用科学世界观和方法论指导实践，进一步端稳端牢能源饭碗。石油工业正在经历数字产业化、产业数字化。法国数学家米卡埃尔·洛奈[4]认为“数字无处不在，以至于我们忘记数字产生是多么伟大的想法。有了数字，人类逐渐明白，他们发明一种工具，借助这种工具，他们就能够书写、分析、理解周围世界”。坚信知识的力量，无论遇到什么困难和挑战，都能坚持不懈，勇往直前。人，可以不懂摇滚，但可以喜欢摇滚；人，可以不懂数学，但可以运用数学思维解决油田开发难题，从细节中寻找破解难题的密码。“光说不练是假把式,光练不说是傻把式，又练又说真把式! ”依据中华人民共和国石油天然气行业标准SYT 6169—1995《油藏分类》，特稠油主要指标是油层温度下脱气原油黏度在10 000～50 000 mPa·s 之间，辅助指标是原油相对密度大于0.95，开采方式为注蒸汽；超稠油主要指标是油层温度下脱气原油黏度大于50 000 mPa·s，辅助指标是原油相对密度大于0.95，开采方式为注蒸汽。参照稠油分类标准，A 区块原油属于特稠油-超稠油范畴，以特稠油为主。热量在地层中的传递主要有热传导和热对流，有效盖层是减少热散失和热量保存必要条件。与我国东部多数稠油油田相比，A 区块埋藏较浅，热采过程中井筒热损失较小、有利热采，原始油藏条件下油层温度较低，不利热采；A 区块油层较薄，不利热采；A 区块南部油水过渡带则不利热采。A区块自南向北，构造上由低到高，原始含油饱和度越来越大，原油黏度也越来越高，针对油层及原油物性，目前采取7 种不同的开发的范式（表1）。范式1 为浅层超稠油水平井、降黏剂、氮气和蒸汽吞吐；范式2 为浅层超稠油水平井、氮气和蒸汽吞吐；范式3 为浅层特稠油水平井、氮气和蒸汽吞吐；范式4 为浅层特稠油水平井、蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱；范式5 为浅层特稠油水平井、微生物单井吞吐；范式6 为浅层特稠油水平井、微生物单井吞吐、注蒸汽；范式7 为浅层特稠油水平井、微生物单井吞吐、蒸汽驱。不同开发阶段开发的范式有所不同。表1 中，蒸汽驱（Steam drive）简记为A；热水驱（Hot water drive）简记为B；微生物单井吞吐（Microbial huff puff）简记为C；微生物驱（Microbial Processes)简记为M。从成效看，A 区块中部成为HDNS及HNS 开发示范区，A 区块南部成为微生物吞吐采油示范区。

表1 A 区块开发的范式适用性指标对比

1.3 工作展望

C 油田钻地质浅孔200 口，实现未动用储量及老区剩余油低成本快速精准评价。用浅孔钻机钻打地质浅孔，长井段、连续取心，还可测井。与常规钻井取心相比，C 油田实施的地质浅孔每米进尺费用下降70%，取心收获率由40%提至90%。以地质浅孔为标尺，水平井油层钻遇率高，提高单井产能达标率。钻成8 口分支水平井，在开发井型上，实现直井、水平段长150 m 常规水平井、水平段长200~300 m 常规水平井、多分支长水平井的迭代提升。P634-P46 井用HDNS 技术投产后，峰值日产油17 t，第一周期生产52 d，周期产油565 t，现处于第二周期生产，日产油21 t[5]。此外，2 分支水平井（P612-P101、P614-P19 井）和4 分支水平井相继获工业油流，其中Hq401-P1 井4 个分支进尺347 m（油斑级细砂岩显示278 m）。与传统水平井相比，分支水平井无论峰值日产油、周期产油还是生产周期，分支水平井均占优势。A 区块已采集四维地震，四维地震探测增加时间维度，主要用在油气田的开发阶段，以分析剩余油气的分布状况与油气运移特征。

稠油水平井经过多轮次笼统注汽开采，井间加热半径有限，蒸汽热利用率降低，造成水平段动不均衡，稳产期波段窄、产量递减快，后期剩余油再挖潜难度较大。为此，将水平段储层分段分类管理，在含油饱和度高井段提高注汽强度提效；强采两端，将靠近靶点位置的配注器孔径增大，提高两端储量动用。在PNN（Pulse Neutron Neutron，脉冲中子-中子仪器）测试基础上，P6-P10 分段采油取得好效果。

2 稀油上产对策

2.1 油藏工程研究

Y 油田地处古尔班通古特沙漠，2005 年采集三维地震，2020 年采集高密度三维地震，面元12.5 m×12.5 m，主频32 Hz。构造上位于沙湾凹陷西段，车莫古隆起南翼，水平地应力方向为南北向，原油来自二叠系烃源岩。Y1 井储层水平层理缝发育，裂缝影响产能。岩性以细砂岩为主，石英含量28%，长石含量15%，岩屑含量35%。岩石硬度1 500 MPa，塑性系数1.8，硬度为中硬性，岩石为硬脆性，冲击破碎为有效破碎方式。油层厚度3～10 m，渗透率2～27 mD，地温梯度2.43 ℃/100 m，地层压力系数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 ℃脱气原油黏度40 mPa·s，凝固点8 ℃，含蜡16.5%，饱和压力33.9 MPa，溶解气油比180 m3/t，地层体积系数1.3。原油中，胶质含量17.0%，沥青质含量3.5%，饱和烃含量58.0%，芳香烃含量为20.1%。储层以毛细孔隙为主，亲水，束缚水饱和度35%。储量丰度24.3×104t/km2。Y301 井部分岩心渗透率大于200 mD，最大孔喉半径4.8 μm，含油饱和度最高达到85%[6]。Y301 井投产初期，日产油30 t，累产油2.3×104t。Y3-CP1 井投产初期，井口油压42 MPa，日产油60 t，不含水。试井解释，储层渗透率13 mD，探测半径268 m，表皮系数-4.5，累产油3.8×104t。

2.2 钻井工程研究

Y 油田钻井过程中井壁稳定问题突出，钻井周期长。为此，发明复合纳米封堵成膜钻井液、抗高温高密度合成基钻井液，并基于岩石冲击破碎实验岩石破碎功分析方法，获发明专利4 件，形成Y 油田高压深层高效钻井关键技术。抗高温高密度合成基钻井液体系具有良好抑制性、封堵性、热稳定性、润滑性和储层保护功能。旋转导向、随钻测井提高油层钻遇率。Y3 井投产初期，日产油20 t，投产当年因为出砂、套破、油管沥青堵塞报废，累产油1 689 t。2015 年设计Y3-CP1 井。为提高产能，采用水平井斜穿层理缝设计，四开结构优化为三开结构。Y3-CP1 井自Y3 井5 357.6 m 开窗侧钻，水平井段374 m。白垩系以上地层采取长寿命钻头、大功率螺杆提速，Y 油田平均机械钻速由2018 年之前2.6 m/h 提至5.6 m/h。其成功做法推广到邻块，征10 井6 700 m 深层日产油46 t，阶段产油7 850 t。

3 结论

针对A 区块埋藏浅、原油黏度高、南部发育边水油藏特点及不同开发阶段主要开发矛盾变化，探索形成7 种开发的范式。针对Y 油田高质量发展难题，对现有资料重新解读。Y 油田侏罗系异常高压、裂缝发育有助于油气富集高产。只有坚持原始创新、独立思考、运用数学思维解决油田开发难题，才能取得Y 油田规模开发突破。