胜利滩浅海油田高效开发技术进展及展望

胜利滩浅海油田位于海陆交汇处,以埕岛油田、新北油田为典型代表,具有油藏类型多样、地面条件复杂、海工配套投资大的特点,效益开发难。立足胜利滩浅海油田开发实践,重点梳理了“十一五”以来技术成果,经过持续技术攻关,形成了以滩浅海油田细分加密综合调整、滩浅海油田整体注采调控、海油陆采高效开发、滩浅海边际油藏有效动用、复杂裂缝性潜山油藏开发为核心的胜利特色滩浅海油田高效开发技术,建成国内首个400万吨级滩浅海油田——埕岛油田,实现了从陆上到海上的跨越。通过剖析滩浅海油田目前高质量发展面临的问题,明确了在新区效益建产与老区提高采收率技术支撑上面临的挑战。作为胜利油田持续上产的重要阵地,针对未来滩浅海油田面临的上产需求与未动用储量品位低以及老区稳产基础与液量受限两大挑战,提出了滩浅海油田“少井高产、高速高效”的发展方向,即持续攻关滩浅海复式油气藏效益动用、基于平台集约化的“3+2”开发方式下的二次井网重构、基于大模型的智能注采调控等关键技术,支撑胜利滩浅海油田高质量持续发展。

埕岛海域波浪引起不同区域土体的液化程度

收集埕岛海域地区近十余年的地质勘察资料,汇总该区地质灾害的类型及其分布情况,发现该区存在着凹坑、冲沟、滑塌、泥流舌、海底穿刺、粗糙海底和埋藏古河道等地质灾害,在海域西北、中部和东南部均有分布,简要探讨形成机理,计算波浪循环荷载在海床中产生的循环应力比,以及根据标贯击数和黏粒含量建立土体的循环阻抗比,然后,计算不同风浪等级下每个钻孔1m深度处土体抗液化安全系数,采用surfer8.0软件绘制安全系数等值线图。发现抗液化性能较好的区域主要分布在海域中部三块地区,随着风浪等级增大,整个区域内液化面积也逐渐扩大,海域东南地区有少量油井和管线分布,区地质灾害发生频率较高,土体抗液化性能较差,工程设施应重视较大风浪期间土体液化对其安全性能的影响。

埕岛浅海油田注水管柱及配套工艺技术

根据埕岛浅海油田的开发现状 ,阐述了注水方案部署及其对注水工艺技术的特殊要求 ,重点介绍了埕岛浅海油田防砂注水管柱及配套工艺技术构成 ,即分层防砂工艺、分层注水工艺和测试投捞调配工艺 3大部分。分层防砂工艺是指防砂管柱坐封丢手后留在井中 ,分层封隔器保证了动态停注过程中层与层之间严密分割、互不串通 ,特殊结构的金属棉滤砂管与采用单流阀结构的注水阀组成一个密闭空间 ,保证地层砂不会反吐到防砂管柱内部 ;分层注水工艺中主要采用了集成式综合封隔配水器 ,注入水在经过配水器后 ,各层注水量的调配是通过改变配水器内芯子上的水嘴大小来实现的 ;测试投捞调配工艺根据海上平台的工作条件及目前注水井测试调配工艺技术现状 ,采用液力投捞方式进行井下测试和调配。目前该项工艺技术已经在埕岛浅海油田顺利实施 17井次 ,成功率 10 0 % ,管柱分层清楚 ,注水量清楚 。

黄河三角洲埕岛海域底质特征与泥沙净输运研究

本文通过对黄河三角洲埕岛海域146个表层样的粒度分析,表明该区有5种沉积物类型,以砂质粉砂为主体,呈斑块状分布,极细砂与粗粉砂是沉积物的主要粒级,普遍分选差。运用"粒径趋势"分析的方法,分析探讨了埕岛海域表层沉积物净输运趋势。研究区的沉积物的净输运趋势大致以12 m水深为界,深水区沉积物的净输运趋势向岸,12 m以浅海域的沉积物具有离岸的净输运趋势,说明深水区沉积物受冬季风浪作用向岸运移作用显著,12 m以浅海域的沉积物受夏季风浪作用离岸运移作用显著,沉积物运移的季节变化已成为研究区海域沉积物净运移的主要控制因素。

黄河口埕岛海域表层沉积物土性的区域变化及其机理分析

搜集汇总黄河口埕岛海域地质勘察资料,研究该区土性参数区域分布特征,包括分析海域内土体类别,绘制不同区域内地基承载力、标贯击数、粘粒含量、含水量、孔隙比和液塑限等值线图。研究发现,海域表层土体主要由粉土和粉质粘土组成,此外还有小面积的粉砂和淤泥质土,中部大面积地区为粉土,东南区域分布有粉质粘土和淤泥质土;地基承载力较高的区域主要分布在海域中部与西南部,海域的北部与东南部土体强度较低,并且含水量、孔隙比和液塑限也较大,土性区域变化与水深变化特性较为一致。最后分析土性区域变化机理认为,极端海况下该区土体发生液化剪切破坏,沿斜坡滑移运动一定距离后再次沉积可形成这种现象。

波浪作用下埕岛海域粉质土海床的累积液化

给出基于一维比奥固结理论的粉质土海床波致累积液化的简化计算方法.以黄河口埕岛海域海床为例,通过动三轴试验测试粉土孔压增长状况,回归得到孔压增长参数a=0.613,b=0.185.通过计算表明,埕岛海域粉质土海床水深7～8m处,海床液化深度最大,在50a一遇的波浪荷载作用下,液化深度达到5.2m,这与该区地质灾害扰动深度和地质灾害在此水深处相对集中相对应.

波浪作用下黄河口埕岛海域海床非均匀液化研究

给出了一种风浪作用下基于静力触探试验资料海床非均匀液化计算的方法.由于土性的非均匀性,土体液化在空间上存在差异性.首先讨论黄河口埕岛海域海床土质在空间上的非均匀性,然后基于静力触探试验数据建立风浪作用下液化计算模型,计算土体液化在空间上的非均匀性.通过研究表明,海床液化不一定从表面开始,往下扩展,而是容易出现在软弱层中.土性水平向上的非均匀性,导致不同区域的液化深度存在差异,埕岛海域在10级风浪作用下液化深度可达3.6～5.0m.在水动力和重力作用下,土体液化失稳后可形成凹凸不平的地貌现象.

埕岛海区水下岸坡沉积物不稳定运动的区域差异性

埕岛海区水下岸坡是海底不稳定活动的频发地带,存在着海底差异冲蚀、残留岗丘、沉积物块体运动等灾害地质,对海上工程设施造成极大威胁。通过对海区多波束、声呐、浅剖等声学调查资料的分析,结合前人研究成果,对水下岸坡沉积物块体运动的区域差异性进行了研究。认为埕岛水下岸坡区沉积物块体运动极为发育,受海区波浪诱发因素的控制,岸坡上部水深3～6m的区域中,海底沉积物块体运动沿坡向深水方向水平运动的趋势明显,对海洋工程设施影响较大;岸坡下部,沉积物块体运动主要表现为向深部地层的扰动和区域性的失水塌陷压实作用。

黄河口埕岛海域土性特征的统计分析

通过搜集汇总埕岛海域地质勘察资料,绘制表层土体的平面分布,分析该区粉质黏土、粉土和淤泥质土的土性均值、变异系数和互相关系数,结果发现,埕岛海域沉积的土体主要以粉土和粉质黏土为主;该区土体重度、含水量、孔隙比和液塑限变异系数均较小,压缩性参数变异系数相对较大;根据文中的回归公式,可由含水量求出孔隙比、重度和压缩参数。最后基于Vanmarcke土层随机场模型,采用空间递推法计算土性在竖向上的非均匀程度,竖向相关距离位于0.49～0.93m之间,且与水深无相关性。

埕岛油田油水井安全控制系统

为了确保海上油田油水井的安全生产 ,在胜利油田埕岛浅海油田的 2 31口井上都安装了安全控制系统。这种控制系统的地面部分由地面控制盘、井口安全阀、温度控制装置和压力控制设备等组成 ;井下部分由液控管线、井下安全阀、各种环空封隔器、排气阀和定压阀等组成。其原理是利用连续液体压力传递方式 ,将地面控制盘的液压力通过特殊管线传给井下安全阀等控制装置。紧急情况下 ,由控制系统关闭油管和油套环空的油流通道 ,达到安全控制的目的。该控制系统可用于注水井、电动潜油泵井、螺杆泵井和自喷井 ,现场使用成功率达 10 0 %。其配套装备与国外产品相比 ,具有操作简单、适应性强。

埕岛海域粉土地震液化分区

结合几年来的野外和室内实验资料,运用不同的液化分析方法,对埕岛海域粉土在地震作用下的液化可能性进行了综合评价,并对7度、8度、9度地震作用下该土层的液化情况进行分区,为本区海上工程勘察和基础设计提供科学依据。

埕岛油田海域海底沉积特征与工程地质特性

详细阐述了埕岛油田海域海底沉积和冲淤特征,介绍了沉积物的成分、类型和分布特征,并综合描述了埕岛海域海底地貌形态和海底沉积物的物理力学特性,上述研究对埕岛油田的进一步研究和开发有指导意义。

地层成胶疏水缔合聚合物/苯酚/甲醛海水基凝胶调堵剂的研制

胜利埕岛浅海油田馆陶组油藏(温度70℃,渗透率1.488～8.046μm2,地层水矿化度5.310～8.346 g/L),水驱已引起油井陆续水淹,为此研制了题示调堵剂.配液用模拟海水矿化度30.7 g/L.所用疏水缔合聚合物NAPs分子量1.092×107,水解度22%,阳离子疏水基摩尔分数0.25%,在海水中0.5小时溶胀,2小时溶解.调堵剂最佳使用配方为(g/L):NAPs 7～11;苯酚0.2～5.0;甲醛液15～25;盐热稳定剂0.10～0.15;增强剂1.0;成胶时间可调.在高渗(6.895～8.821 μm2)填砂管内注入NAPs浓度8、10 g/L的配方调堵剂,在70℃反应72小时后水测突破压力为26.21～36.85MPa/m;在水驱至残余油的两组并联双填砂管内注入0.5 PVNAPs浓度10 g/L的配方调堵剂,在反向注入组(8.062/1.896μm2)调堵剂完全进入高渗管,在正向注入组(6.720/1.923 μm2)98%的调堵剂进入高渗管,成胶后继续水驱时高、低渗管吸水量发生反转,最终采收率在反向注入组分别提高3.3%和28.1%,在正向注入组分别提高5.6%和23.7%.因此题示调堵剂可用于目的油藏的调剖、堵水.表6参2.

黄河口埕岛海域海床的波致液化破坏研究

黄河口埕岛海域是胜利油田的重要产油区之一.其遭受地质灾害的主要原因是河系沉积物的液化.本文分析了该地区波致液化形成过程,建立了判别细粒土海床波致液化的理论计算模型,计算了埕岛海域不同钻孔处的液化深度,进一步得到液化流滑方向.通过研究主要得到了以下结论.（1）极端海况下,液化深度较大的区域分布在海域中部和东南区域,最深10m深度处的软弱土体可出现液化;北部液化深度为4~8m;西南大部分区域,液化深度最小,一般在3.0m以内.（2）埕岛海域海床液化后,北部土体向北流滑;中部土体首先向东流滑,然后转为向东北流滑;东南部可能向东南向流滑,也可能残留.文中计算的海床液化深度和流滑方向可供石油工程设施设计和施工时参考.

浅海(埕岛)油田防砂与采油工艺技术

针对浅海埕岛油田的地质特征，研究适合海上的采油工艺，确定定向井采用二次抛物线中“直—增—稳”三段井身剖面；防砂工艺选用绕丝筛管砾石充填防砂、双层绕丝管防砂、不锈钢金属棉防砂三种防砂技术，产量稳定，含砂量小于０．０１％，达到较理想的防砂效果；举升工艺采取自喷、螺杆泵、电潜泵相结合的方式，并设计了一套适合埕岛油田生产条件的生产管柱和配套工具；对毛细管测压技术和永久式电子测压技术也进行了详细介绍。上述工艺措施的实施，有效地提高油井产能，延长油井免修期，对其它浅海油田有一定的参考价值。

埕岛海域浅层粉土土质对桩基工程影响分析

为了分析研究埕岛海域浅层粉土土质对桩基工程的影响,建立模型进行试验,求取粉土地基独立桩基的p-y曲线和t-z曲线,并将试验得到的p-y曲线与目前海洋工程设计依据中国船级社《浅海固定平台建造与检验规范》使用的p-y曲线进行对比分析,发现原设计使用的p-y曲线较为保守,为下一步海洋工程优化设计提供技术数据。

埕岛海域气象条件影响海床土变化分析

根据埕岛油田开发以来的自然环境数据统计资料和海底浅地层结构特征,结合现场试验及发生的实例,对该海域气象条件引起的海床土变化进行分析,对海床土冲蚀变化引起的浅地层灾害进行论述,阐明浅海油田开发过程中,气象对浅层土影响作用的动态趋势。

埕岛油田压力衰竭地层钻井液防压差卡钻研究

本文根据埕岛油田馆陶组油藏压力衰竭和海水钻井液密度高的实际情况 ,提出了防止压差卡钻问题 ,进而分析了压差卡钻的影响因素 ,通过分析找到降低压差卡钻趋势的可控因素 ,对如何改变这些因素来减少压差卡钻可能性做了一些实验研究 ,最后为该区的防止压差卡钻提出了一些建议。

埕岛油田注入海水腐蚀特性研究

本文在埕岛海域海水水质调查的基础上 ,利用静态挂片失重法和电化学研究方法对A3钢及 16Mn钢在埕北海水中的腐蚀行为进行了研究 ,指出了影响腐蚀的主要因素 ,并筛选了适用的除氧剂、缓蚀剂 ,取得了良好的缓蚀效果。

黄河水下三角洲海底管道沉降量确定方法研究

提出一种海底管道沉降计算方法——递推法,应用到胜利油田埕岛海域海底管道沉降计算中,并将计算结果与目前常用的日本规范法和极限法进行比较。研究发现在粉土与粉质粘土为主的强度较高的海床上,递推法与日本规范法计算结果比较接近,极限法的最小;在淤泥质土组成的强度较低的海床上,日本规范法的计算值最大,递推法的居中,极限法的最小。递推法可计算裸置和埋设两种形式的管道沉降量,而另外两者只能计算裸置管道的沉降。文中进一步讨论了引起管道沉降的影响因素,土体强度和压缩性对管道沉降影响较大,且管道埋深越大,沉降也越大。最后分析了黄河水下三角洲埕岛海域4个区的管道沉降量,I区和II区管道沉降较小,可以忽略,IV区沉降较大,在淤泥质软土上的管道,可能会完全陷入土中。