三元復(fù)合吞吐技術(shù)在樁西中低滲斷塊油藏的應(yīng)用

張茂森,劉江濤,李 軍,張 勇

(中國石化勝利油田分公司樁西采油廠,山東東營257237)

三元復(fù)合吞吐技術(shù)在樁西中低滲斷塊油藏的應(yīng)用

張茂森,劉江濤,李 軍,張 勇

(中國石化勝利油田分公司樁西采油廠,山東東營257237)

樁西油田從2000年開始開展二氧化碳吞吐技術(shù)提高封閉斷塊油藏的采收率,但隨著吞吐輪次的增加,吞吐效果逐年變差,選井條件越發(fā)苛刻。為提高樁西油田斷塊油藏的整體開發(fā)水平,從二氧化碳吞吐機(jī)理出發(fā),提出并研究了活性水+二氧化碳+酸化三元復(fù)合吞吐解堵技術(shù),確定了樁西三元復(fù)合吞吐解堵技術(shù)的礦場篩選標(biāo)準(zhǔn)。2009年1月至7月在樁西共實(shí)施三元復(fù)合吞吐解堵5井次,累增油2 401t,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

斷塊油藏;樁西油田;三元復(fù)合吞吐;效果

1 樁西斷塊油藏描述

樁西油區(qū)目前共有77個(gè)開發(fā)單元,動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量15 931×104t,可采儲(chǔ)量3 298×104t,平均采收率20.7%。其中斷塊單元32個(gè),動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)4 807 ×104t,可采儲(chǔ)量 880 ×104t,采收率 18.3%,比油田同類油藏平均水平低3%。樁西斷塊油藏小于1.0km2的單元有11個(gè)(詳見表1),地質(zhì)儲(chǔ)量775×104t,油水井?dāng)?shù)比為3.3∶1,其中有5個(gè)斷塊沒有注水井,注采關(guān)系完善難度大,井網(wǎng)完善程度低。

表1 樁西封閉小斷塊油藏統(tǒng)計(jì)

開展封閉斷塊油藏低效井提高采收率技術(shù)研究,完善動(dòng)態(tài)注采關(guān)系,補(bǔ)充能量,提高油井利用率,改善油藏開發(fā)效果,是樁西封閉斷塊油藏增儲(chǔ)上產(chǎn)及持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要保證和主要途徑。因此,針對(duì)樁西封閉斷塊油藏二氧化碳吞吐效果逐年變差的現(xiàn)象,提出了活性水+二氧化碳+酸化三元復(fù)合吞吐解堵技術(shù),以提高該類油藏的采收率。

2 三元復(fù)合吞吐劑性能研究

2.1 活性水改善吞吐效果評(píng)價(jià)

活性水屬于表面活性劑體系,由于表面活性劑具有良好的耐溫、抗鹽、乳化、助排等性能,在二氧化碳作用下,可改善油井吞吐效果,延長生產(chǎn)周期[1]。

一般的表面活性劑體系均為堿性,堿性表面活性劑體系可與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)。本文研制了與二氧化碳具有良好協(xié)同作用的無堿表面活性劑體系,作為三元復(fù)合吞吐的活性水體系,其配方為:0.21%9BS-5-0+0.09%十四烷基甜菜堿(TETR)。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了其界面張力、乳化性能,見表2。

表2 無堿表面活性劑體系的性能

可以看出,上述無堿表面活性劑體系達(dá)到了界面張力低(達(dá)到了超低)、乳化最小轉(zhuǎn)速低、泡沫半衰期長、起泡體積大的要求。

2.2 二氧化碳增油機(jī)理研究

CO2吞吐提高采收率的重要機(jī)理之一是改善原油性質(zhì),從而改善原油在地下的流動(dòng)性。為確定CO2對(duì)樁西地區(qū)原油性質(zhì)的改善效果,在室內(nèi)利用CO2-原油物性分析儀器進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)油樣為樁39-9井原油,原油基本性質(zhì)見表3。

表3 樁39-9井原油基本性質(zhì)

(1)降低原油粘度。樁39-9地層油樣品的粘度變化關(guān)系見圖1。從粘度測(cè)試結(jié)果可以看出,溶解了天然氣的地層油的粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同溫度下地面脫氣油的粘度(50℃時(shí),脫氣油粘度為11.18mPa·s)。當(dāng)高于地層油飽和壓力(13.1MPa)時(shí),地層油的粘度隨壓力的升高而升高。在地層壓力、溫度下(19.84MPa、121℃),溶解了天然氣的地層油粘度為1.27mPa·s。

圖1 地層油粘度與壓力關(guān)系

(2)對(duì)地層油的膨脹特性。地層油在不同的飽和壓力下溶解不同量的CO2,相應(yīng)的使地層油體積發(fā)生不同幅度的膨脹。不同飽和壓力下,地層油的體積膨脹幅度可以從體積系數(shù)隨飽和壓力的變化得出。溶脹實(shí)驗(yàn)測(cè)得地層油及飽和CO2地層油體積系數(shù)隨飽和壓力的變化結(jié)果見圖2。

圖2 體積系數(shù)與飽和壓力關(guān)系

從圖2可以看出,溶解CO2的地層油體積系數(shù)隨飽和壓力的增加而增加,即原油中CO2溶解量越大,體積膨脹幅度越大。在地層條件下,樁39-9原始地層油的體積系數(shù)為1.2415,在目前地層條件下飽和CO2后,其體積系數(shù)為1.4405。與地層油相比,體積膨脹了16%。

(3)酸化解堵作用。二氧化碳溶于水后呈酸性并與巖石中的基質(zhì)發(fā)生反應(yīng),會(huì)溶蝕一部分雜質(zhì),特別是其中的碳酸鹽,使地層滲透率得以改善,同時(shí)在連續(xù)的注入壓差下,二氧化碳對(duì)空隙中的堵塞物有一定的沖刷作用,可疏通孔道,解除二次污染[2-3]。

(4)溶解氣驅(qū)。油層中的二氧化碳溶解氣,在井下隨著溫度的升高,部分二氧化碳游離汽化以壓能的形式儲(chǔ)存部分能量,當(dāng)油層壓力降低時(shí),大量的二氧化碳則從原油中游離,從而將原油驅(qū)入井筒,起到溶解氣驅(qū)的作用。

2.3 酸化改善吞吐效果

CO2吞吐補(bǔ)充地層能量提高采收率雖然較顯著,但在實(shí)施過程中,其反面的影響因素也較多,如吞吐后隨壓力降低和CO2氣的不斷析出,產(chǎn)生了碳酸鹽沉淀堵塞近井地帶,導(dǎo)致產(chǎn)液低;原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在注入CO2時(shí),由于溫度驟然降低,原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)會(huì)結(jié)晶析出堵塞油層近井地帶等。針對(duì)以上影響因素,實(shí)驗(yàn)優(yōu)化酸液配方和濃度,通過酸化解除近井帶污染,改善吞吐效果。

實(shí)驗(yàn)過程:將樁39-9巖樣粉碎,過100目篩,稱取5g加到100mL體積的不同酸液中,90℃恒溫水浴,2h后取出巖樣,水洗、烘干、稱量,計(jì)算溶解率。

由表4可見,相比較而言,12%HCl+3%HF的酸液配方對(duì)樁39-9巖心具有較好的溶解率。

表4 樁52塊巖心溶解性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 現(xiàn)場施工工藝及效果分析

3.1 選井條件

通過先期的室內(nèi)試驗(yàn)研究,結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),最終確定了樁西油田三元復(fù)合吞吐解堵技術(shù)的礦場篩選標(biāo)準(zhǔn),見表5。

表5 三元復(fù)合吞吐礦場篩選標(biāo)準(zhǔn)

在依據(jù)表5的標(biāo)準(zhǔn)選擇三元復(fù)合吞吐井后,要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與施工,保證能夠順利把吞吐劑注入油藏。同時(shí)必須有良好的CO2注入工藝作為技術(shù)保證。

3.2 施工注入流程

設(shè)計(jì)注入三個(gè)段塞,第一段塞注入活性水(20 m3),以提高驅(qū)油效果和擴(kuò)大二氧化碳波及面積;第二段塞注入液態(tài)二氧化碳(80t),燜井15d,以期補(bǔ)充地層能量,提高驅(qū)油效率;第三段塞注入酸液(20 m3),以解除近井帶污染,提高地層滲透率。

3.3 施工效果分析

從2009年1月到2009年7月,二氧化碳三元復(fù)合吞吐解堵采油技術(shù)在樁西油田實(shí)施了樁66-15、樁34-15、樁 6-X1等 5井次,有效井 4口,措施后累計(jì)增油2 401t,施工效果詳細(xì)情況見表6。

樁6-X1井吞吐后無效,分析原因是該井非均質(zhì)性嚴(yán)重,二氧化碳吞吐劑沿高滲透層優(yōu)先進(jìn)入高含水地帶,未能對(duì)含油部位形成有效驅(qū)替,導(dǎo)致措施后高含水。建議在以后的二氧化碳吞吐作業(yè)時(shí),通過堵水調(diào)剖劑改善油層非均質(zhì)性,使吞吐劑對(duì)低滲透帶形成有效驅(qū)替。

表6 三元復(fù)合吞吐解堵施工效果

4 結(jié)論

(1)樁西油田中低滲斷塊油藏地質(zhì)條件復(fù)雜,注采關(guān)系不完善,二氧化碳吞吐提高采收率效果逐年變差,采用活性水+二氧化碳+酸化三元復(fù)合吞吐解堵技術(shù)有效解決了自然遞減率的影響。

(2)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐,從油層條件、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、儲(chǔ)層條件和井況條件四個(gè)方面最終確定了樁西三元復(fù)合吞吐解堵工藝的礦場篩選標(biāo)準(zhǔn)。

(3)三元復(fù)合吞吐解堵技術(shù)在樁西油田共實(shí)施5井次,累增油2 401t,獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]趙福麟.油田化學(xué)[M].東營:石油大學(xué)出版社,1999:110-112

[2]梁福元.二氧化碳吞吐技術(shù)在斷塊油藏的應(yīng)用[J].試采技術(shù),2001,32(3):55-57

[3]劉恒.二氧化碳三元復(fù)合吞吐技術(shù)在曙光超稠油油藏的應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程,2008,22(6):86-88

編輯:李金華

TE357

A

1673-8217(2010)01-0076-03

2009-09-03

張茂森,工程師,1972年生,2006年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東),現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)研究工作。