新疆风城油田SAGD水平井：掘进稠油“新大陆”

　　9月17日，中国最大的整装超稠油油田——新疆风城油田，62对SAGD水平井日产达到700吨。这些原本无法利用常规水平井技术动用的资源，如今有了新出路。

　　风城油田超稠油开发已经走过了半个多世纪的历程。据统计，3.6亿吨超稠油油藏60%适合利用SAGD水平井开采，使得这里即将成为国内稠油供应的“新大陆”。那么，曾经的世界级原油开采难题是如何被破解的呢？

SADG双水平井开采的工作原理图示 制图 赵迁

　　蒸汽吞吐到SAGD

　　——油藏开发技术走上探新之旅

　　常规的吞吐技术由于采收率低，并不能有效动用风城3.6亿吨的超稠油储量。必须要探索新技术，才能真正实现资源的经济开发。

　　如果人眼拥有X光一样的透视能力，穿过风城黄沙覆盖的地层，在一对抽油机下，会看到以一定垂距延伸的两条管柱。当原油被位于上方水平井注入的源源不断的蒸汽熏得稀溜溜时，就在重力作用下，汇集到下方水平井中，进而被抽油机吸离“地宫”。 这就是SAGD双水平井开采技术原理。

　　风城油田进行超稠油开发之初，采用了国际上普遍认为相对成熟的技术——蒸汽吞吐技术。通过周期性地向地层注入蒸汽进行采油，这种技术有着快速注汽和快速采油的优点。但是，由于蒸汽加热范围有限，原油采出程度不高，采收率只有20%至30%。

　　如果打破传统思路，以一种连续注汽、连续采出的方式开发，是否可以开辟超稠油开发的新天地？2011年，借鉴辽河油田和加拿大利用SAGD水平井开发超稠油的经验，风城作业区成立重大开发实验项目采油站和重大开发实验项目管理部，展开SAGD技术攻关。

　　实验项目成效显著。通过自喷转抽、精细调控、增汽扩腔，风城油田产量大幅提升。重32井区和重37井区SAGD先导试验区的11对井组在8个月内，日产油量从原有的160吨上升至280吨以上，其中重32井区累计平均日产油量比相邻同层位常规水平井高出23.3吨。

　　更重要的是，通过数月攻关，人们认识到原油黏度不再是制约SAGD开发超稠油的主要因素。原本无法被常规水平井开采黏度大于2万毫帕·秒的超稠油有了开采希望。

　　依靠引进到自主研发

　　——井下关键装备升级换代

　　新的油藏开发理念需要新的技术装备支撑。磁定位导向技术国产化，为SAGD水平井的推广应用创造了条件。

　　按照SAGD双水平井的设计要求，两口井的水平段垂向距离为5米，水平方向上的偏移不得超过1米。

　　“如何才能让钻头沿着理想的轨迹前进？” 西部钻探钻井工程技术研究院工程师罗维把目光投向磁定位导向技术的研发工作。

　　风城超稠油开发初期， 由于国内技术空白，SAGD水平井井眼轨迹控制主要依赖国外引进技术。一个国际著名的钻井技术服务公司，一口井的服务费用在140万元左右。即使这样，有时还“排不上队”。

　　为降低钻井成本，提高钻井效率，2009年，西部钻探正式立项动手研究磁定位导向工具。2年后， RMS-I型磁定位系统诞生，并顺利通过正式投用前的三轮“大考”。经过不断摸索和技术改进，RMS-I型磁定位系统增加了信号处理功能，成功解决了SAGD成对水平井钻井过程中造斜段的轨迹重合性难题。这套系统服务费用还不到国外公司的一半，有效降低了SAGD水平井的钻井成本，为经济开采超稠油创造了条件。

　　磁定位导向系统只是SAGD水平井关键装备国产化的一个缩影。在近6年的摸索试验中，大排量抽油泵、高压过热蒸汽锅炉等关键设备也换上“国”字头，逐个击破风城超稠油规模开发难题。

　　24天到10天

　　——钻井配套工艺带动提速

　　随着直井钻机钻浅层稠油水平井配套技术的形成和完善， SAGD水平井钻井速度大幅提升，为风城油田快速上产奠定基础。

　　风城油田超稠油埋藏深度浅，平均埋藏深度在200米到400米。同样的深度，打一口直井易如反掌，但是打一口水平井却充满挑战。

　　“这种浅层水平井要求造斜段拐弯拐得够急，水平段才能钻遇油层。由于造斜段曲率高，技术套管和筛管下入摩阻大，套管柱重量轻，技术管和筛管很难下到预定的深度。” 西部钻探从事定向井技术服务的张宏阜说。

　　人们一度想利用斜井钻机解决造斜率大、钻完井困难的问题。但是，用这种钻机钻出的井口是斜直段，抽油杆在这种条件下受自身重力的影响极易磨损。如果要更换抽油杆，需要停井作业。而SAGD双水平井停汽、排液和卸压作业用时短则15天，长则需要半年。完成修井后，还需要重新注蒸汽建立蒸汽腔，费时又费力。

　　此外，斜井钻机作业费用非常高，是普通直井钻机的4倍至5倍，给风城超稠油经济开发带来很大影响。

　　在总结了8口斜直水平井的钻井经验后，风城油田选择“回归”常规直井钻机。技术人员通过优化井身结构和井眼剖面设计，使造斜率高的问题得到解决；通过改用大角度弯螺杆，配合无线随钻测量仪和加重钻杆，解决了浅层水平井由于加压不便导致下技术套管难的问题。

　　直井钻机钻浅层稠油水平井工艺的形成和完善，为SAGD水平井的普及提供了条件。张宏阜说，现在用直井钻机打浅层水平井已经不再像20多年前那样是件难事了。2011年，西部钻探打一对SAGD水平井的周期是24天，现在只需要10天时间。

　　从事多年稠油开发工作的风城田作业区经理霍进说，随着SAGD工艺配套技术的进一步完善，风城将成为新疆油田产量增幅最大，增长最快的油田。

　　专家观点

　　高效动用稠油资源的新利器

　　在我国当前常规轻质原油储量和产量难以大幅度提升的形势下，稠油资源的高效动用对保障能源安全有着重要作用。SAGD技术是开采稠油特别是超稠油的重要手段。近2年来，SAGD技术在新疆风城油田得到快速发展，成为新疆大庆建设的技术利器之一。

　　超浅层稠油SAGD技术的日臻完善，不仅有利于加快新疆大庆建设步伐，而且为我国数亿吨稠油资源的动用提供了强有力的技术支撑。这一技术创新，也提升了中国石油海外工程技术核心竞争力，使中国石油在海外油气资源竞争中更具效益优势，为中国石油海外油气业务快速发展提供了可靠的技术保证，推动了稠油资源的效益开发，使中国石油的超浅层稠油水平井开发技术成功跻身于国际先进石油公司行列。

　　SAGD技术能够大幅度提高稠油采收率，但如何延长SAGD 生产时间，提高SAGD 开发效果，以及在SAGD之后如何进一步提高采收率是目前面临的主要技术难题。加快研究在SAGD过程中注入非凝析气体，提高SAGD的热利用效率，加强SAGD之后的多介质复合驱、气驱和化学驱等技术储备，对完善SAGD技术理论、大幅度提高稠油采收率具有重要意义。（作者：汪海阁，系中国石油钻井院规划所所长）