日前,2019年度国家科学技术奖受理的6个科技进步特等奖提名项目公布,最终的科技进步特等奖将在这些项目中诞生。今天我们将介绍油气工程组的代表《中东巨厚复杂碳酸盐岩油藏亿吨级产能工程及高效开发》项目。

能源安全和技术挑战双重需要

       中东石油可采储量占全球的42.7%,石油产量占34.5%,在世界能源格局中具有不可替代的地位,一直是世界强国必争的高端油气市场。

       与此同时,中东是“一带一路”的重要支点,当前我国原油对外依存度持续走高,做大中东油气业务合作对保障国家能源安全具有重要战略意义。

       中东碳酸盐岩油藏具有储层巨厚(400-500m)、隔夹层隐蔽(与储层电性相近)、贼层发育(渗透率极差达万倍)、孔喉结构复杂(0.1-100μm间多峰分布)的特点。衰竭开采压降快,需注水补充能量;而国际油公司通常采用笼统注采,剖面动用差,含水上升快,含水30%也好高盐高硫流体加速设备腐蚀;同时,受合同条件及地缘政治等制约,提速、提产和增效挑战巨大。

攻克世界难题实现成果创新

       在此背景下,中国石油天然气集团有限公司通过近10年攻关,创新了巨厚复杂碳酸盐岩油藏高效开发关键技术,解决了国际能源巨头久攻不克等世界难题,实现了作业产量亿吨级的跨越,取得了4项主要创新成果。

       (1)创新了巨厚复杂碳酸盐岩储层孔喉结构“多模态”地质理论认识,厘定了小孔细喉单模态的“隐蔽隔夹层”、大孔粗喉多模态的“贼层”等关键要素。首次发现了从路表海缓坡到镶边台地到储层具有单模态-复模态-多模态孔喉结构,以及多种孔喉相互嵌套的微观特征,创建了隐蔽隔夹层及贼层空间刻画技术,提出了储层甜点的4种叠置模式,优质储层钻遇率由48%提高到86%。

       (2)全球首次提出了在巨厚复杂碳酸盐岩油藏内利用“隐蔽”隔夹层分层系开发,并研发了配套的高效注水技术。创新了多模态储层差异流场水驱油理论,利用沉积成岩共同控制的相互交叉叠置的隐蔽隔夹层将主力层划分为4套层系,发展了均衡驱替、边缘递进及重力托浮的三种高效开发模式,提出了有效规避和合理利用贼层的改善剖面动用技术,纵向动用程度由35%提高到80%以上,合同期末采出程度由21.0%提高到28.5%,预计增油5亿吨。

       (3)攻克了提速、提产和提效的快速建产关键工程技术。漏卡诊断及井筒安全构建技术使非作业时间降低60%,非均匀差异酸化改造及井筒生产控制一体化工艺技术使低效井日产量由50吨增至120~200吨,静电聚结代替电脱的油水分离技术实现模块化和快装化,动态防腐技术突破了含水率30%关井的界限。

       (4)创新建立考虑时间维度和风险因子的多目标优化快速建产方法。建立了基于甜点预测的多井型立体井网优化技术,构建了平面分区、纵向分层、储层分类、建产分期的多台阶建产方法,创新了规避风险的速度、规模、效益相互匹配的定量优化技术,使哈法亚项目仅用一半的井数提前15个月建产500万吨,快速上产到1000万吨,内部收益从9%提高到15%。

科研成果和实践功效一举两得

       项目研究取得了广泛的科研成果和业内一致好评。据统计,项目共获得专利20件(发明专利13件),技术秘密36件,软件著作权12项,专/译著9部,论文122篇(SCI/EI 70篇),省部级一等奖3项。专家认定,本项目的创新点1、2达到国际领先水平。

        另一方面,项目应用成果是“一带一路”油气领域合作的成功典范。2014年已建成亿吨产能,扣除基础油后的作业产量由2009年的107万吨增至2018年吨9610万吨,近三年新增利润462.6亿元。