关键词：工艺创新；调剖注汽；凝胶堵调；冷采吞吐；低渗透油藏；压裂工艺；提质增效

1 引言

近几年来，随着油价的持续低迷对油田开发生产经营带来严重的困境，相比于稀油，新常态与低油价给稠油区块开发生产带来了更大挑战。在新形势下，如何突破目前石油市场的油价持续低迷重围，实现油田油井开发生产提质增效成为一项重要的研究课题^[1]。围绕这一研究课题，胜利油田积极开展了有益的实践与探索，依靠技术工艺创新，集成挖潜低成本生产工艺新技术，采取多种控水稳油技术措施，寻找稠油开发中新的经济效益增长点，提升油井开发质量和整体系统效率，实现油田节能降耗和降本增效，以更好地适应油田低成本开发工作的需要，并取得了良好的实践效果。

2 所采取的创新工艺技术及现场应用效果

2.1 氮气泡沫调剖注汽凝胶堵调工艺技术

2.1.1 技术原理

气泡沫调剖技术在注蒸汽过程中注入氮气和泡沫剂，通过泡沫的“贾敏效应”，增加蒸汽流动阻力，达到减缓汽窜，提高注入蒸汽的波及效率和驱替效率的目的。泡沫剂具有很强的选择封堵性能，在残余油饱和度较高的地带发泡性较差甚至不具备发泡性，而在残余油饱和度较低的地带具有很好的发泡性，这种选择封堵的特性非常适合用于多轮次呑吐后期稠油油藏。注入的氮气可以增强地层的驱动能量，抑制底水的推进，溶解入地层原油后降低原油粘度，增加流体的流动性。泡沫体系良好的封堵性能同表面活性剂提高驱替效率有机地结合起来，使泡沫体系具有封堵、调剖、降粘、洗油的综合作用机理^[2]。

2.1.2  适用条件

该技术适用于常规稠油区块且区块通常含水饱和度较高，区块存在边底水的蔓延趋势的油井。这类油藏就像一个鸡蛋，蛋黄是稠油，周围都被像蛋清一样的边底水包裹着，并且层内关系复杂，还有类似碎鸡蛋壳的油砂体在其中，采用该工艺新技术要做的就是将完整取出蛋黄，同时不让蛋清侵入蛋黄内部，破坏蛋黄的内部结构，从而有效解决油井有边底水的问题，达到控水稳油的目的。

2.1.3  现场应用效果

胜利油田孤东采油厂KD18区块属于常规稠油区块且含水饱和度较高，近年来油井存在边底水的蔓延趋势，适合该采油工艺新技术的应用。2016年9月，我们在调查研究的基础上，提出了了氮气泡沫调剖注汽+凝胶堵调采油新工艺这一堵水治水新工艺技术措施方案，在油井高效长效控水稳油措施上下功夫，取得了较好的控水稳油效果。KD18-16-8井在实施氮气泡沫调剖注汽+凝胶堵调工艺后，日产油量由措施前的1.3吨/天上升到5.5吨/天，含水由97.6%下降至65.9%，累计增油1219吨。

据统计，该新工艺技术已累计在油田现场应用10口井，平均泵效提高19%，平均日增油3.6吨，平均油井含水下降29.8%，累计增油8657吨。经测算，该采油工艺新技术的投入产出比能够达到1:2.7，绝对是低油价下增产增效的好工艺好措施。

2.2  不动管柱挤二氧化碳冷采吞吐工艺技术

2.2.1  技术原理

    该工艺技术针对稠油注汽区块由于长期的高温高压蒸汽冲刷，让稠油井套管早已脆弱不堪，很容易发生弯曲、断裂，造成油井套管破损而无法实现注汽增能的问题而提出来的。其主要工艺技术就是不动油井内的管柱，从油套环形空间将二氧化碳挤入油井地层，实现增强油井地层能量的效果，达到二氧化碳驱油提升油井产量的目的。

2.2.2  适用条件

该工艺技术适用于因多年注汽开发后造成油井套损事故的这类油井，已无法实现有效注汽开发工艺，油井存在报废的边缘。采用该新工艺技术后能有效解决油井因套管破损而无法实现注汽增能的问题。

2.2.3  现场应用效果

自2011年以来，胜利油田孤东采油厂针对油井因套管破损而无法实现注汽增能，油井产能能力迅速下降，油井生产层利用效率低，存在油井报废风险的问题，提出了不动管柱挤二氧化碳冷采吞吐工艺技术措施，成功解决因油井套管破损而停产的问题，先后共实施该工艺技术措施38井次，平均单井日增油3吨，目前累计增油7722吨，取得了良好的现场应用效果。

2.3  高温螺杆泵掺水工艺技术

2.3.1  技术原理

    该工艺技术主要采用“合理泵挂+泵下尾管+泵下掺水降温”的高温螺杆泵掺水工艺技术体系，该技术有点类似于“煮饺子”原理。煮饺子时第一遍开锅后通常会再加半碗凉水，二次开锅的饺子才更有嚼劲，这个技术体系也是同样道理。在注汽开井初期，将少量冷掺水从井口由套管进入油套环形空间，降低泵吸入口温度，保障泵的工作温度在额定温度之内。在注汽周期末期，提高掺水温度，实施泵下掺水稀释降粘，不仅可以达到提升油井产量的目的，而且能延长泵的使用寿命和油井生产周期。

2.3.2  适用条件

    该工艺技术适用于供液差的油井，通过适当的添加泵下掺水，来保证油井沉没度，使油井处于合理的生产工况区，延长油井生产周期。同时，利用螺杆泵采油工艺技术能耗低、负荷小、油泵排量相对小的特点，确保油井连续出油，减少油井修井作业费用，延长油井生产周期。

2.3.3  现场应用效果

该工艺技术体系于2016年10月在KD32P24井应用后，取得日增油8.2吨/天，累计增油2935吨的良好效果。

2.4  低成本压裂工艺优化技术

2.4.1  技术原理

    在油田油气开采过程中，压裂工艺技术的应用比较广泛，它是油田实现稳定增产的有效技术措施之一，压裂工艺技术的提高有效地起到了沟通与连接蓄油空间与渗流通道的作用。针对不同油井油藏地质特点，优化运行低成本压裂工艺技术，提出“一井一策”工艺技术措施，如对于层内不均质的厚油或层间差异大的油层，采用选择性压裂工艺技术，压裂施工时利用暂堵剂对井段内渗透率高的油层进行临时封堵后，再压裂其它层，以达到选择油层压裂的目的；对于高中、中、低渗油层，采用机械分层压裂工艺技术，利用水力扩张式封隔器和滑套式喷砂器组成的压裂管柱，自下而上不动管柱施工，完成对一至三个层段的压裂；对于油层多、隔层小、高密度射孔的油水井，采用多裂缝压裂工艺技术，压裂施工时利用高强度暂堵剂对已压开层进行临时封堵后，再压裂其它层，该工艺技术一趟管柱可以压裂三至四个层段，每个层段可以形成二至三条裂缝等。

目前压裂工艺技术主要有限流压裂、投球压裂、机械分层压裂、定向井压裂、压裂降滤失、全程破胶工艺、压裂裂缝监测等工艺。该工艺技术具有作业周期短、施工成本低、能充分改造井段跨度大或油层厚度大油井的优点。

2.4.2  适用条件

该工艺技术主要适用于低渗透油藏，油藏埋藏深，低孔低渗，油层温度高，闭合压力大，自然产能低的油藏。通过实施优化对低渗透油藏主要增产措施的压裂技术，在多薄层低渗透油藏优化采用投球压裂、变密度射孔压裂等工艺，提高多薄层低渗透油藏压裂效果，能有效提高压裂成功率和有效率，提升油井产量。

2.4.3  现场应用效果

为提高油井单井产能，降低压裂成本，高效开发中浅层低渗透油藏，胜利油田利用中浅层低成本压裂工艺技术先后在大31-1块、罗35块等中浅层低渗透油藏实施低成本压裂14井次，平均单井日增油4.47吨；在义99井区先后实施压裂新投13口，累增油4074吨，平均单井日增油5.23吨。据统计，采用该工艺新技术共实施各类压裂36井次，目前日增油174吨，累增油14284吨，有效率100%。

2.5  螺杆泵变频直驱电机工艺技术

2.5.1  技术原理

将螺杆泵油井的普通电机用变频直驱电机替代，变频直驱电机通过电机直接驱动光杆，取消了皮带传动和减速箱齿轮二级减速的驱动装置，达到提升传动效率的目的，有效降低运行成本和员工劳动强度，实现节能降耗。

2.5.2  适用条件

该工艺技术主要适用于螺杆泵机械采油油井。螺杆泵作为一种重要的机械采油设备，在油田开采上起着重要作用。应用该工艺技术其传动效率可以达到98%，整体效率高达93%，变频控制可实现5-200转的调参范围，调参幅度达到5转/HZ的精度，可有效避免传统螺杆泵采油系统经常出现的更换皮带轮、添加润滑油、改变生产参数和管理维护不便等问题。

2.5.3  现场应用效果

胜利油田于2017年3月在PC57井上应用螺杆泵变频直驱电机工艺技术实现可控生产。应用后开机一次成功，初期工作频率10赫兹，转速50转/分；日液2.4立方米，日油0.9吨，动液面500米，达到了初期控制液量的目的。一周后观察供液没变化，调参至120转/分，日液稳定在10立方米，日油6.5吨，比普通螺杆泵每天节约能耗40千瓦时，增油节能效果显著。

3 结束语

实践证明，应用创新工艺新技术是应对低油价市场条件下油田开发生产提质增效的必由选择，这些新技术的应用可以有效提升油田开发质量和效果。氮气泡沫调剖注汽凝胶堵调工艺技术有效解决油井有边底水的问题，且工艺技术应用成本低，具有良好的投入产出比，是低油价下增产增效的有效措施。氮气增能技术可以有效扩大蒸汽波及范围、优化高温起泡剂，提高单井周期油汽比。不动管柱挤二氧化碳冷采吞吐工艺技术，能有效解决油井因套管破损而无法实现注汽增能的问题，避免油井因套管破损而停产，实现油井增产增效。高温螺杆泵掺水工艺技术对供液不足井能使油井处于合理的生产工况区，不仅提升油井产量，而且能延长泵的使用寿命和油井生产周期。低成本压裂工艺优化技术具有作业周期短、施工成本低，能有效提高压裂成功率和有效率，提升油井产量。螺杆泵变频直驱电机工艺技术，能有效避免传统螺杆泵采油系统经常出现的更换皮带轮、添加润滑油、改变生产参数和管理维护不便等问题，增油节能效果显著，具有良好的推广应用价值。