經過幾十年的勘探開發(fā)，風城油田作業(yè)區(qū)稠油和超稠油終于實現規(guī)?；_采。本報記者 戴旭虎 攝
????稠油是個好東西。????但是，要把這個好東西從幾百上千米深的地下開采出來，就沒那么好干了。
????稠油開發(fā)，難于上青天。
????世界稠油資源非常豐富，已探明儲量高達8150多億噸，約占全球石油剩余探明儲量的70%。
????但是，當前世界上原油來源仍以稀油為主，稠油產量占比仍然不大。根據英國石油公司公布的數據，2018年全球原油產量為44.74億噸。
????全球稠油年產量并沒有確切數據。綜合各方面信息大致可以推算出，世界稠油年產量不到全球石油總產量的四分之一。
????為什么稠油儲量巨大卻產量較小呢？原因很簡單，因為稠油開發(fā)比稀油開發(fā)難多了。一難在技術要求太高，二難在開采成本太大。
????克拉瑪依油田的稠油雖然埋藏淺，但因為儲層差、物性差，想要實現有效益的開發(fā)，更是難上加難。
稠油生產區(qū)塊的勘探開發(fā)史是一段艱苦卓絕的創(chuàng)業(yè)史、奮斗史。這是1982年2月32878鉆井隊在風城油田鉆井施工的場面（資料圖）。本報通訊員 劉憲宗 攝
????復雜的世界難題
????要想理解稠油開發(fā)的難度，首先必須得搞清楚什么是稠油。
????稠油是瀝青質和膠質含量較高、黏度較大的原油，其相對密度大于0.92（20℃）、地下黏度大于50厘泊，國際上一般稱之為重油，我國習慣稱之為稠油。
????通過直觀對比我們可以看到，稀油像水一樣流動，而稠油卻因為黏度高而很難流動。有的稠油黏度高達幾百萬厘泊，像“黑泥”一樣，還有的黏度更高的稠油像紅糖一樣呈現固態(tài)狀，可用鐵鍬鏟、用手抓起。
????用科學的語言說就是，稠油的流動性太差了。
????開采稀油時，條件好的油層可以實現油井自噴，自噴不了的可以通過向油層注水，保持油層壓力，補充地層能量，然后用抽油機把油抽出來。
????對于稠油來說，既不能自己噴出來，抽油機也抽不動。
????因此，要想把稠油從地下開采出來，必須要研究新的技術。
????世界范圍內各地的稠油油藏情況也大相徑庭，在儲藏條件、非均質性、黏度、物性、飽和度、埋藏深度、油層厚度等決定開采技術、開采難度的因素方面千差萬別，不同的油藏特性需要的開采技術是不一樣的，因此，靠單一的技術開發(fā)稠油也是行不通的。
????對于不同的稠油油藏，必須研究不同的開采技術。
????而且，隨著開采的不斷推進和深入，油藏的地質條件也會不斷惡化，也需要研究新的技術。
????將稠油開采出來后，目的是能銷售和運輸出去。但是，要想將這種高黏度的油從采出液里成功分離出來，然后加工處理到適合向客戶交貨和運輸的程度，也是一道巨大的難題。
????近百年來，國內外的稠油開采技術研究在不斷發(fā)展和進步，火驅、蒸汽吞吐、蒸汽驅、SAGD、THAI等技術不斷出現，但是仍然沒有一項通用的技術可以“一招鮮、吃遍天”，稠油的開發(fā)依然沒有得到大范圍普及，其產量依然不算高。
????這說明，稠油開發(fā)在技術上是世界級的復雜難題。
????從經濟角度來講，作為一種商品，石油開發(fā)就是在打成本仗。
????油價的動蕩和開采成本的居高不下，是稠油開發(fā)面臨的又一大難題。
????由于國際油價忽高忽低，十分不穩(wěn)定，而稠油在資源品質方面遠低于稀油，被歸為劣質油品。因此，其銷售價格通常比稀油價格要低。而在生產端，其開發(fā)成本又比稀油開發(fā)成本高得多。
????也就是說，無論是開采還是銷售，搞稠油是“兩頭吃虧”。因此，要想使稠油實現有開發(fā)價值，也就是采油企業(yè)有經濟效益開發(fā)，就必須使稠油的開采成本大幅降低。
在克拉瑪依紅山油田有限責任公司原油生產現場（原紅淺作業(yè)區(qū)紅001井區(qū)），一名石油工人正在開采稠油的叢式井前巡井。本報首席記者 閔勇攝
????對于儲藏條件好的稠油油藏來說，是比較容易實現的。但對于眾多儲藏條件差的稠油油藏來說，難度就大得多。
????一旦遇到油價大跌，企業(yè)生產的稠油越多虧損就越多。2014年國際油價暴跌就是最明顯的例證。當年，WTI原油（美國西德克薩斯輕質中間基原油，全球原油定價的基準）價格從106.9美元/桶跌至26.2美元/桶，遠低于許多地區(qū)稠油40至50美元/桶的成本價。
????而且，當前世界油價仍在中低位運行，對于開采成本較高的稠油油田來說，開采風險一直較大。而企業(yè)開發(fā)效益低，又抑制了在技術研發(fā)上的投入。如果油價長時間在低位徘徊，則會形成惡性循環(huán)，對稠油的開發(fā)愈發(fā)不利。
????在環(huán)保受到高度重視的當下，稠油如何實現環(huán)保開發(fā)也是一道難關。
????由于稠油采出液成分復雜，包含了油、水、泥等各種混合物。如何有效地將原油從采出液中經濟地分離出來，本身就是一個巨大的難題。
????將原油從采出液分離出來的同時，也會有大量成分復雜的污水被分離出來。如果不能對這些污水進行有效處理和回收，而是把它排放出去，將嚴重影響當地的生態(tài)環(huán)境。
????技術難題，經濟難題，環(huán)保難題，哪一個都不好解決，你說難不難？
在風城油田作業(yè)區(qū)稠油生產基地二氧化碳吞吐試驗現場，石油工人在對設備運行情況進行檢查（資料圖）。（風城油田作業(yè)區(qū)供圖）
????“乖張”的克拉瑪依稠油
????與國內外已經成功實現商業(yè)開采的稠油油田相比，克拉瑪依油田的稠油油藏更復雜、儲層條件更差，很有點“乖張”。
????據中石油集團公司高級技術稠油專家、新疆油田公司企業(yè)技術專家孫新革介紹，克拉瑪依油田的稠油儲藏是低品位油藏，突出表現在3個方面：
????一是孔隙結構復雜。
????采用傳統的蒸汽吞吐和蒸汽驅技術進行開采時，是向地下油層注入蒸汽對油層進行加熱，使稠油變稀，變得可以流動。
????按照理想情況，儲層里面存在著均勻、細小的空隙，類似立體的網狀結構，像海綿一樣。這樣一來，蒸汽通過油井注入油層時，就能均勻地擴散波及到油井附近的油層，就像蒸籠里的蒸汽一樣，去把稠油蒸熱，使它軟化流動。
????但是，克拉瑪依油田的稠油儲層情況卻很不理想，儲層里面的孔隙大小不一，有很多大的通道。當蒸汽注入時，一部分進入這些大通道后暢通無阻逃竄了，不能有效波及到油井附近油層進行加熱。按照專業(yè)的角度來說，就是在多重孔隙結構中易形成蒸汽竄流。原油黏度越高，竄流越嚴重，無法實現有效益的開發(fā)。
????二是隔夾層發(fā)育和分布不穩(wěn)定。
????隔夾層，也稱遮擋層或阻滲層，即儲層中能阻止或控制流體運動的非滲透層，比如巖石，它們分布不穩(wěn)定，大小、厚度不一，小的厚度只有幾厘米，大的則有幾米乃至幾十米厚，會阻擋或限制蒸汽的有效擴散波及，導致蒸汽波及體積受限，進而影響采油效果。
????三是原油黏度高。
????理想的狀態(tài)是，原油在地層里面就像水一樣可以流動，采用注水的辦法，因為水比油重且油不溶于水，再加上地層壓力，可以很容易將原油驅動到油井里實現開采，有些地質條件好的稀油油井甚至可以自噴。但稠油流動性很差，靠注水驅動起不到作用。要想將稠油從地下開采出來，就必須先讓它流動起來。
????克拉瑪依油田的稠油黏度更大，基本不流動，很多都介于固體與半固體之間。也就說，必須要采取一種辦法，讓這種處于半固態(tài)甚至固體狀態(tài)的稠油流動起來。能采取的主要方法就是向油層注入高溫蒸汽對其持續(xù)加熱，但是由于注入足以融化稠油的蒸汽花費很大，因此，實現有效益注入難度很大。
????傳統的蒸汽吞吐開發(fā)形式只能解決少部分低黏稠油的開采，對于高黏稠油，是無法實現有效開采的。
????在新疆油田公司攻克這道難關之前，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驗。
石油專家們在風城油田作業(yè)區(qū)稠油開發(fā)現場，研究稠油開采技術和新建產能布局方案（資料圖）。（風城油田作業(yè)區(qū)供圖）
????注蒸汽開發(fā)技術的有限性
????對于低黏稠油，新疆油田公司采用的是被廣泛應用的蒸汽吞吐開發(fā)技術。
????蒸汽吞吐是單井生產方式，就是先向油井注入一定量的蒸汽，關井一段時間進行燜井，待蒸汽的熱能向油層擴散到一定程度，將稠油軟化液化后，再開井將液化后的稠油抽出來的一種開采稠油的增產方法。
????蒸汽吞吐注入油層的蒸汽數量極有限，只能使井筒附近一定范圍的油層加熱，這個范圍一般半徑僅10至30米，最大不超過50米。這樣，在同一口井進行多輪吞吐開采后，產量遞減快。用這種方法，采收率一般只有15至20%，最多不超過25%。也就是說，油藏中探明的稠油最多只有25%被采出來。
????那么，各井之間還剩下80%左右的儲量仍滯留地下。對于這項技術，國內外均無進一步提高采收率的技術可借鑒。
????按照蒸汽熱采的通行做法，蒸汽吞吐階段結束后，一般要轉入蒸汽驅。
????蒸汽驅是采用井組的方式，由注入井連續(xù)不斷地往油層中注入蒸汽，蒸汽不斷地加熱油層，將原油驅趕到生產井口周圍，并被采到地面上來，注汽井連續(xù)注汽，生產井連續(xù)采出原油。
????但是，這種方式同樣有很大的局限。由于蒸汽的波及范圍有限，且離注汽井越遠，熱能就會不斷遞減。在連續(xù)注汽過程中，如何能在有效益的前提下，使注汽井有限的蒸汽的波及范圍能徹底到達生產井，使注、采井間成功實現熱連通，并使被加熱后可流動的原油進入到生產井，是一個很大的難題。
????同時，蒸汽在油層中間通過孔隙結構進行波及加熱時，油層中間有很多汽竄通道，容易導致注入的蒸汽逃逸，致使蒸汽的有效利用率大大降低，進而影響到采收率。如何堵住這些通道，控制蒸汽竄流，也是一個關鍵難題。
????而傳統汽驅技術，無法解決這些問題，導致采收率不足30%。
在原重油公司稠油生產區(qū)塊勘探現場，老一輩石油專家和技術人員正在查看和研究巖心（資料圖）。（重油公司供圖）
????別人家的SAGD治不了自家的“病”
????克拉瑪依油田存在著大量的超稠油資源，但在超稠油開采方面，蒸汽吞吐和蒸汽驅均無法實現有效益的開采，人們自然要把目光轉向SAGD。SAGD是“蒸汽輔助重力泄油技術”的英文簡稱，是國外一項比較成功的開采稠油的技術。
????SAGD是由加拿大石油專家羅杰·巴特勒博士于1978年提出的，他提出這種方法是受到基于注水采鹽原理的啟發(fā)：注入淡水將鹽層中的固體鹽溶解，濃度大的鹽溶液向下流，濃度小的鹽溶液浮在上面，利用含鹽溶液的密度差將鹽采出。這就是重力泄流概念。
????SAGD是指將蒸汽從位于油藏底部附近的水平生產井上方的一口直井或一口水平井注入油藏，被加熱的原油和蒸汽冷凝液由于重力作用，自然流入油藏底部的水平井，然后將油從油藏底部的水平井產出。
????SAGD通過地面模擬研究獲得成功后，1988年投入現場試驗，上世紀90年代中期開始商業(yè)化應用，并逐漸進入大規(guī)模商業(yè)應用。
????目前，該技術已成為世界各地開采稠油的一項重要技術。
????但是，原有的雙水平井SAGD技術僅適用于像加拿大稠油油田那一類的海相均質普通稠油油藏，并不適用于克拉瑪依油田的超稠油油藏。
????也就是說，雖然SAGD是一個開采稠油的好方法，但傳統的SAGD和克拉瑪依的稠油油藏不“對癥”。
????為什么這么說呢？
????因為海相均質油藏與陸相非均質油藏條件差異巨大。
????海相均質油藏是指海洋環(huán)境沉積相的油藏，其特點是儲層沉積物成分單一，顆粒相差不大，油層較厚，其空間分布及內部的各種屬性都較為均勻，均質性較強。
????陸相非均質油藏是指由陸相湖盆碎屑巖沉積而形成的油藏，其特點是沉積物成分復雜，砂、泥巖相間，顆粒相差較大，油層較薄，分層較多，其空間分布及內部的各種屬性很不均勻，非均質性較強。
????可以看出，相對于海相均質油藏，陸相非均質油藏的條件要差得多。
????從上世紀90年代到2005年，新疆油田公司曾三次分別邀請加拿大石油公司、法國道達爾公司、美國雪佛龍公司等三大國際石油公司，就風城超稠油資源商討合作開發(fā)事宜，但均被對方“判死刑”，列為開發(fā)“禁區(qū)”。他們給出的理由很簡單：風城超稠油油藏條件太復雜、黏度太高、物性太差，不具有任何開發(fā)價值。
????打一個比喻，海相均質油藏就像高速公路，而陸相非均質油藏就像山間小路。傳統SAGD技術就像一輛普通的汽車，在高速公路上可以跑出120公里以上的時速，但在山間小路行駛很慢甚至難以行駛。要解決駕駛難題，就必須要對這輛普通汽車進行大刀闊斧的升級改造，使其能夠比較順暢地行駛在山間小路。
????對于當年的新疆油田公司而言，只是聽說過SAGD這么個概念，對它到底是什么還缺乏基本的了解，更不要說對它進行“升級改造”了。
????更要命的是，世界上此前并沒有超稠油工業(yè)化開發(fā)的先例和任何可借鑒的經驗。
????方案怎么編寫、需要什么樣的工藝設備、井該如何打、兩井間如何定位、如何突破隔夾層多的問題、如何解決滲透性差的難題、如何控制井下汽液界面、如何縮短循環(huán)預熱時間、如何處理復雜采出液……
????這些問題，就像橫亙在克拉瑪依石油人面前的一座難以逾越的大山！
本報首席記者 閔勇 攝 2018年1月27日，在新港公司稠油開采區(qū)塊3號流化床，新科澳公司員工正在檢查加熱鍋爐設備運行情況，為稠油熱注開采提供保障。
????怎樣才能點燃地層里的這把火？
????克拉瑪依油田的一些稠油油藏，注蒸汽吞吐開發(fā)采收率不足20%，一些區(qū)塊也無法轉為蒸汽驅、SAGD等方式進行效益開發(fā)。
????此時，理論上唯一可行的辦法是將傳統火驅技術，也就是火燒油層技術“移植”到稠油尾礦開發(fā)上。
????火驅是向油層注入空氣或氧氣，通過原油的自燃或人工點火，使地層部分原油就地燃燒，提高油層溫度、降低原油黏度、增強原油的流動性和地層能量，使原油能被開采出來。
????傳統火燒油層理論歷史悠久，從上世紀20年代至今已有近百年的歷史。我國從1958年起，也在克拉瑪依、玉門、遼河、勝利等油田斷斷續(xù)續(xù)開展了十多年火燒油層試驗研究。受當時條件的限制，火燒油層技術沒有得到完善，很快讓位于注蒸汽采油。這種方法的現場應用直到目前在我國也還為數不多。
????2008年，新疆油田公司時隔三十多年在紅淺1井區(qū)重啟火驅試驗時，該井區(qū)的油藏條件是什么情況呢？該井區(qū)已廢棄10年，經過多年開發(fā)，其尾礦原油黏度高達2萬厘泊以上，滲透率極低，含油度也很低，次生水體富集，油水分布情況很復雜。
????也就是說，紅淺1井區(qū)的資質極差。
????俗話說，理論指導實踐。讓新疆油田公司科研人員撓頭的是，傳統火驅理論是建立在油藏條件較好的原始油層基礎之上。面對注蒸汽開采后的稠油尾礦，傳統的火驅理論根本無法有效指導開發(fā)。
????具體的難度也很好理解：尾礦含油飽和度低，也就是含油量低，導致在地下點火時油層難以燃燒；次生水體富集，也就是之前開發(fā)時尾礦里面產生了大量的水，導致尾礦點火很困難，即使點著也容易熄滅；由于尾礦中的油、水分布情況復雜，技術人員從地上看不到地下的情況，從哪里點火、如何點火、如何監(jiān)測燃燒情況等關鍵問題也難以確定。
????同時，火驅技術中極為重要的技術——火線前緣實時監(jiān)測技術，也就是如何實時監(jiān)測燃燒油層中向前推進的火線，在當時整個世界都是一片空白，根本沒有任何可以借鑒的經驗。
????要想解決上述難題，必須對稠油尾礦情況進行重新研究認識，摸清其火驅機理，形成一套新的理論。
????據長期從事火驅開發(fā)技術研究的新疆油田公司工程技術研究院副院長潘竟軍介紹，雖然新疆石油管理局曾在上世紀50年代到70年代進行過火驅試驗，但是時過境遷，在2008年時基本找不到可供參考的文獻，而且國內外有關稠油尾礦火驅的文獻也基本找不到，這給當時的火驅試驗帶來了極大困難。
????綠色開發(fā)是一道難以逾越的坎
????對于稠油開發(fā)來說，把油從地下開采上來只是第一步，因為從油井里抽出來的物質并不能叫原油，只能叫采出液。
????在克拉瑪依油田的超稠油開采區(qū)，這種采出液是一種高溫混合液。
????由于克拉瑪依油田稠油的黏土含量高，而且近于固態(tài)的特點，導致這種采出液的成分和結構十分復雜，既有油、水，還有泥、鹽等各種物質。
????而原油，需要從這種采出液里面分離出來。
????僅從顏色上來看，如果是常規(guī)稠油井的采出液，經過短時間沉降，會很快出現一條清晰的油水分界線。
????但是，如果將SAGD采出液放入一個透明杯，一個月后再看這杯液體，杯中的顏色一如往常——黃褐色，就像一杯黃泥水。
????也就是說，在油池中靜止30天以后，這種采出液的狀態(tài)幾乎沒有變化，利用當時已有的技術和設備無法進行處理，主要存在以下難題——
????采出液呈現混合乳化狀態(tài)，具有明顯的膠體特征，呈現出“水包油”“油包水”“水油互包”的狀態(tài)，利用傳統脫水技術很難脫水并析出原油，而SAGD高溫采出液分離技術又被國外嚴格封鎖；
????采出液中的水含鹽量很高，油水分離后的污水無法有效回用，排放出去，既容易污染環(huán)境，又會造成巨大的水資源浪費；
????采出液中鹽、硅含量很高，容易導致處理系統結垢嚴重，從而影響處理效率，甚至容易發(fā)生事故。
????與此同時，向油層注蒸汽時又需要大量的水資源，但生產蒸汽的設備只能使用清水，無法利用回收的污水。但在克拉瑪依，水資源又很匱乏。
????處理系統結垢嚴重和水、熱資源無法循環(huán)利用，嚴重制約著當時的稠油開發(fā)效益，也是業(yè)內難以攻克的世界級難題。
????面對如此多的難題，我們不禁要說，克拉瑪依油田的稠油開發(fā)，堪稱“難于上青天”。
????這一個又一個世界級的難題，就是當年擺在克拉瑪依石油人面前的龐然大物。不錯，稠油是個好東西，但是，只有攻克這一個個難關，搬開這一個個龐然大物，我們才可能得到這個好東西。
????克拉瑪依石油人面對著這難于上青天的稠油開發(fā)難題，怎么辦？
????相關說明
????1、從1955年10月29日克拉瑪依一號井噴射出工業(yè)油流開始，克拉瑪依油田就以新中國第一個大油田的身份名揚全國。后來，由于中石油重組，“新疆油田”又成為正式文件中對“克拉瑪依油田”的稱謂。為了不給讀者造成困惑，本文統一采用“克拉瑪依油田”這個名稱來作為新疆石油管理局、新疆油田公司先后在準噶爾盆地開發(fā)的各個油田的總稱。
????2、克拉瑪依油田的開發(fā)主體由于中石油的重組，名稱也在變化，以前主要是“新疆石油管理局”，現在為“新疆油田公司”。本文中，開發(fā)主體在所述年代叫什么名字就用什么名字。
????3、文中涉及到的人物的職務，所述新聞事實發(fā)生時是什么職務就寫什么職務。
????明日請關注克拉瑪依油田稠油開發(fā)的奮進歷程系列報道之五：《馴化蒸汽突出重圍——克拉瑪依油田稠油油藏注蒸汽開發(fā)技術攻關紀實》
?
?