“稠油開發(fā)難，難于上青天”
克拉瑪依，維吾爾語意為“黑油”。1955年，隨著新中國(guó)第一個(gè)大油田在新疆準(zhǔn)噶爾盆地誕生，戈壁油田“克拉瑪依”的名字傳遍大江南北，而這里，也是我國(guó)唯一一個(gè)用石油命名的地方。
準(zhǔn)噶爾盆地稠油資源豐富，已探明的稠油油藏儲(chǔ)量高達(dá)12億噸，主要分布在中國(guó)石油新疆油田公司的一區(qū)至九區(qū)和紅山嘴、百口泉、風(fēng)城等油田的淺層，埋深小于650米。這一區(qū)域綿延長(zhǎng)達(dá)150公里。20世紀(jì)50年代初，中蘇石油公司在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣進(jìn)行淺井鉆探的過程中，就在黑油山、烏爾禾等地頻繁地發(fā)現(xiàn)了有的像糖稀、有的像瀝青的稠油。
世界稠油資源非常豐富，已探明儲(chǔ)量高達(dá)8150多億噸，約占全球石油剩余探明儲(chǔ)量的70%?？死斠赖某碛碗m然埋藏淺，但因?yàn)閮?chǔ)層差、物性差，想要實(shí)現(xiàn)有效益的開發(fā)，更是難上加難。
“稠油開發(fā)，難于上青天”，這是克拉瑪依石油人的共識(shí)。從20世紀(jì)90年代到2005年，新疆油田公司曾三次分別邀請(qǐng)加拿大石油公司、法國(guó)道達(dá)爾公司、美國(guó)雪佛龍公司等三大國(guó)際石油公司探討克拉瑪依烏爾禾地區(qū)稠油合作開采，但均被對(duì)方“判死刑”，列為開發(fā)禁區(qū)。
“與國(guó)內(nèi)外已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采的稠油油田相比，克拉瑪依的稠油油藏更復(fù)雜、儲(chǔ)層條件更差。”中國(guó)石油集團(tuán)公司高級(jí)技術(shù)稠油專家、新疆油田公司首席技術(shù)專家孫新革介紹，克拉瑪依的稠油黏度更大，基本不流動(dòng)，很多都介于固體與半固體之間。剛開始開采主要就是向油層注入高溫蒸汽對(duì)其持續(xù)加熱，但是其成本頗高，而且傳統(tǒng)的蒸汽吞吐開發(fā)形式只能解決少部分低黏稠油的開采，對(duì)于高黏稠油，是無法實(shí)現(xiàn)有效開采的。在新疆油田公司攻克這道難關(guān)之前，這種超稠油油藏，世界上并沒有成功開發(fā)的先例，也沒有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
為了破解稠油開發(fā)難關(guān)，從1996年起，1600余名不愿服輸?shù)目死斠朗腿?，依托?guó)家、中國(guó)石油集團(tuán)公司的相關(guān)科研項(xiàng)目，在戈壁灘上建立了14個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，踏上一條科研長(zhǎng)征路。
潛心鉆研“開發(fā)禁區(qū)”迎來新生
面對(duì)稠油開采難題，克拉瑪依石油人自20世紀(jì)50年代就開始了漫長(zhǎng)的求索，他們嘗試了各種各樣的稠油開發(fā)手段，注蒸汽開發(fā)是其中使用時(shí)間最長(zhǎng)、使用面積最大、產(chǎn)量貢獻(xiàn)最多的一種方式。
“以前沒到冬季，霧氣朦朧，油區(qū)宛如仙境。”孫新革說，從最早最傳統(tǒng)的蒸汽吞吐開發(fā)，到大面積轉(zhuǎn)汽驅(qū)，再到如今可大幅度提升采收率的多相協(xié)同復(fù)合蒸汽驅(qū)技術(shù)……一個(gè)個(gè)難題被攻克，通過一路的過關(guān)斬將，注蒸汽開發(fā)技術(shù)在新疆油田公司不斷完善和成熟，甚至實(shí)現(xiàn)了多次飛躍式的技術(shù)創(chuàng)新。
經(jīng)過多年探索和完善，新疆油田公司通過注蒸汽開發(fā)技術(shù)，工業(yè)化應(yīng)用采收率突破65%，比國(guó)內(nèi)外同類油藏高出20個(gè)百分點(diǎn)。
然而蒸汽也不是萬能的，超稠油就對(duì)其“免疫”。2007年，面對(duì)嚴(yán)峻的生產(chǎn)形勢(shì)，為了解開超稠油的開采密碼，代表著當(dāng)時(shí)世界超稠油開采最新技術(shù)的SAGD(SAGD是“蒸汽輔助重力泄油技術(shù)”的英文簡(jiǎn)稱)正式進(jìn)入新疆油田公司科研人員的視野。
新疆油田公司黨委書記、總經(jīng)理霍進(jìn)介紹，當(dāng)時(shí)世界上的雙水平井SAGD技術(shù)僅適用于海相均質(zhì)油藏，而克拉瑪依的稠油油藏是陸相強(qiáng)非均質(zhì)油藏。國(guó)內(nèi)的遼河油田已在進(jìn)行中深層超稠油直平組合SAGD開發(fā)，但這種開采方式的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)8年、油層厚度下限40米，也不適用于克拉瑪依。
此后，經(jīng)過多年的鉆研改進(jìn)，新疆油田公司自主研發(fā)的雙水平井SAGD的理論方法、井網(wǎng)布局、預(yù)熱啟動(dòng)、汽液界面控制、高溫帶壓保護(hù)作業(yè)等技術(shù)日臻完善，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)際先進(jìn)水平，并在烏爾禾地區(qū)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商業(yè)推廣應(yīng)用，目前已建成100萬噸產(chǎn)能，徹底盤活了6億噸的超稠油資源，預(yù)計(jì)2025年烏爾禾地區(qū)產(chǎn)能將達(dá)到200萬噸以上。這打破了同類油藏SAGD技術(shù)開發(fā)的禁區(qū)，將幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
除了開采超稠油，2008年，如何將克拉瑪依稠油尾礦中剩余的環(huán)烷基稠油資源更多地開采出來，又成為克拉瑪依石油人的新難題。
在遍尋藥方的過程中，“火驅(qū)”在科研人員心頭燃起了希望的火苗。運(yùn)用這種工藝，地層中的稠油可以被吃干榨凈，利用這種方式開采稠油，具有熱效率高、采收率高、節(jié)能減排等優(yōu)勢(shì)，采收率最高可達(dá)70%到80%。
霍進(jìn)介紹，歐美開展的火驅(qū)試驗(yàn)，多在原始油藏上進(jìn)行。而新疆油田公司想要運(yùn)用火驅(qū)技術(shù)解決的，是注蒸汽開采后的稠油尾礦，開采難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原始油藏。
然而，難度再大，克拉瑪依石油人也要迎難而上。經(jīng)過一年多的攻關(guān)，2009年12月19日，新疆油田公司紅淺1井區(qū)火驅(qū)項(xiàng)目正式投產(chǎn)。新疆油田公司火驅(qū)生產(chǎn)運(yùn)行十余年來，實(shí)施了67個(gè)井組點(diǎn)火，成功率100%，累計(jì)產(chǎn)油45萬噸，將采收率提高了35個(gè)百分點(diǎn)，目前，火驅(qū)技術(shù)在克拉瑪依油田可推廣覆蓋儲(chǔ)量1.3億噸，新增可采儲(chǔ)量4680萬噸。那些注蒸汽開采后瀕臨廢棄或已經(jīng)廢棄的油藏，浴火涅槃。
開采煉化突出重圍“中國(guó)樣本”走向世界
環(huán)烷基稠油被譽(yù)為石油中的“稀土”?？死斠赖某碛铜h(huán)烷烴含量高達(dá)69.7%，更是其中的極品。“克拉瑪依的優(yōu)質(zhì)環(huán)烷基稠油，受相關(guān)政策影響，在開采端的價(jià)值并沒有被體現(xiàn)出來，但在煉化端體現(xiàn)了出來，煉制的產(chǎn)品附加值非常高。”霍進(jìn)說，克拉瑪依的稠油是最優(yōu)質(zhì)的環(huán)烷基稠油，它是煉制航空煤油、低凝柴油、超低溫冷凍機(jī)油、特種瀝青、高端橡膠油等特種油品不可或缺的稀缺優(yōu)質(zhì)原料，在重要工業(yè)領(lǐng)域、國(guó)家重大戰(zhàn)略工程、國(guó)防事業(yè)、航天航空工程中具有不可替代的獨(dú)特價(jià)值。
從20世紀(jì)80年代初開始，我國(guó)航天航空、交通運(yùn)輸、制造及電力等行業(yè)對(duì)高端特種油品的需求迅速增加，但國(guó)內(nèi)高端特種油生產(chǎn)技術(shù)卻一片空白，市場(chǎng)基本被國(guó)外大公司壟斷，只能大量進(jìn)口。這種局面嚴(yán)重影響著我國(guó)的國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。
據(jù)克拉瑪依石化公司科技處處長(zhǎng)李榮介紹，經(jīng)過長(zhǎng)期的自主研發(fā)、聯(lián)合攻關(guān)和不斷工業(yè)化應(yīng)用改進(jìn)，克拉瑪依石化公司逐漸攻克了稠油深加工的國(guó)際性難題，形成了我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的稠油深加工成套技術(shù)，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)稠油加工技術(shù)從空白到國(guó)際先進(jìn)的歷史性突破。經(jīng)過三十多年的努力已實(shí)現(xiàn)國(guó)家稀缺環(huán)烷基特種油品的有效供給，使我國(guó)航空煤油、高端潤(rùn)滑油、變壓器油等特種油品的對(duì)外依存度大幅下降，也使這些昂貴的油品進(jìn)口價(jià)格大幅降低，為國(guó)家節(jié)約了大量資金，有力地支撐了我國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)。
“克拉瑪依的稠油徹底改變了20世紀(jì)以來國(guó)內(nèi)80%的優(yōu)質(zhì)環(huán)烷基稠油需求依靠進(jìn)口且開采技術(shù)受制于人的局面。”李榮說。
除此之外，近年來，新疆油田公司稠油開采一系列新技術(shù)已經(jīng)走出克拉瑪依甚至走出國(guó)門，服務(wù)于“一帶一路”建設(shè)，保障國(guó)家能源安全。
目前，新疆油田公司的稠油、超稠油開采成套技術(shù)已成功應(yīng)用到國(guó)內(nèi)的春風(fēng)、吉林等油田，以及哈薩克斯坦、委內(nèi)瑞拉、蘇丹等國(guó)家。這幾年，新疆油田公司在委內(nèi)瑞拉MPE-3稠油項(xiàng)目、胡寧4稠油項(xiàng)目，哈薩克斯坦的庫姆薩依稠油油藏、莫爾圖克稠油油藏等，開展了對(duì)外技術(shù)合作。其中，與阿克糾賓開展肯基亞克鹽上、KMK項(xiàng)目技術(shù)合作，推動(dòng)了該地區(qū)1.95億噸稠油資源的有效動(dòng)用，有力支撐了阿克糾賓連續(xù)8年油氣當(dāng)量超1000萬噸，這也是中國(guó)石油海外權(quán)益油氣產(chǎn)量最大的項(xiàng)目之一。
“擁有獨(dú)特的環(huán)烷基稠油資源，是克拉瑪依的幸運(yùn);擁有世界領(lǐng)先水平的稠油開發(fā)成套技術(shù)及裝備，更是克拉瑪依的幸運(yùn)。克拉瑪依，這座因油而生，因油而興的城市，也將繼續(xù)因油而盛。”霍進(jìn)說。
