千 12塊稠油油藏轉(zhuǎn)氮氣泡沫驅(qū)研究

殷方好,劉慧卿,楊曉莉,雄 梅,張 輝

(1.中國石油大學,北京 102249;2.中油遼河油田公司,遼寧 盤錦 124010)

千 12塊稠油油藏轉(zhuǎn)氮氣泡沫驅(qū)研究

殷方好1,劉慧卿1,楊曉莉2,雄 梅2,張 輝2

(1.中國石油大學,北京 102249;2.中油遼河油田公司,遼寧 盤錦 124010)

為改善遼河油田千 12塊蓮花油層稠油油藏蒸汽吞吐和水驅(qū)的開發(fā)效果,開展了氮氣泡沫驅(qū)提高采收率數(shù)值模擬研究。選取該區(qū)塊主力斷塊千 22塊建立三維地質(zhì)模型,在歷史擬合的基礎(chǔ)上,對氮氣泡沫驅(qū)注采參數(shù)進行優(yōu)化設計,并進行生產(chǎn)指標預測。研究結(jié)果表明,周期氮氣泡沫驅(qū)比連續(xù)泡沫驅(qū)效果好,最佳注采參數(shù)為:注泡沫 2個月,然后開井生產(chǎn) 4個月為 1個周期,單井注液速度為 50 m3/d,最佳氣液比為 1∶1至 1.5∶1.0之間,最佳泡沫劑質(zhì)量濃度為 0.5%。該塊采用氮氣泡沫驅(qū)技術(shù)可以較好地改善稠油開發(fā)效果,達到降水增油和提高原油采收率的目的。

稠油油藏;氮氣泡沫驅(qū);數(shù)值模擬;注采參數(shù)優(yōu)化;千 12塊蓮花油層

前 言

稠油開采具有極其重要的戰(zhàn)略地位和意義,目前已經(jīng)成為石油工作者研究的重點和難點之一。隨著油田開發(fā)技術(shù)的不斷提高,氮氣泡沫驅(qū)能夠同時提高波及系數(shù)和驅(qū)油效率,逐漸被提出并應用于油田的開發(fā)中,并取得很好的經(jīng)濟效益[1]。千 12塊蓮花油層 1992年開始蒸汽吞吐,1996年 7月注水開采,截至目前,水侵嚴重,開發(fā)效果差。為尋求能夠高效開發(fā)該油田和類似稠油油田的技術(shù),開展氮氣泡沫驅(qū)技術(shù)研究。在進行精細油藏地質(zhì)描述的基礎(chǔ)上,以千 12塊蓮花油層主力斷塊千 22塊作為研究對象,開展氮氣泡沫驅(qū)油藏數(shù)值模擬研究[2],以探討該技術(shù)在稠油油田應用的可行性。

1 油藏概況

千 22塊蓮花油層位于歡西油田千 12塊頂部,以千 22斷層為界,南部以 70-58斷層為界。含油面積為 0.5 km2,石油地質(zhì)儲量為 278×104t,地層由東北向西南傾斜,地層傾角為 3～4°,構(gòu)造高點在千 22井附近,區(qū)內(nèi)無小斷層,屬斷層遮擋的構(gòu)造 -巖性油藏,構(gòu)造簡單。油層埋深為 986.5～1 181.6 m,發(fā)育蓮Ⅰ、蓮Ⅱ2套油層組:蓮Ⅰ油層組全區(qū)發(fā)育較穩(wěn)定,儲層平均厚度為 22.5 m;蓮Ⅱ油組變化大,由西向東逐漸變厚,儲層平均厚度約為 14 m。儲層物性好,平均孔隙度為 28.7%,平均滲透率為 496×10-3μm2,20℃地面脫氣原油密度為 0.963 7 g/cm3,50℃地面脫氣原油黏度為393.6 mPa·s。

2 建模及歷史擬合

2.1 建立地質(zhì)模型

根據(jù)地質(zhì)解釋的小層數(shù)據(jù),將油藏沿縱向劃分為 11個小層,平面網(wǎng)格為均勻網(wǎng)格,網(wǎng)格步長為12.5 m,數(shù)值模擬總節(jié)點數(shù)為 60 060個。網(wǎng)格確定后,網(wǎng)格參數(shù)依據(jù)前期油藏三維地質(zhì)建模結(jié)果進行粗化,直接導出模型,得到模擬計算時初始化模型的場參數(shù)資料數(shù)據(jù)[3]。

2.2 歷史擬合

截至 2008年 7月,該模擬區(qū)內(nèi)共有油水井 80口,先期進行蒸汽吞吐開發(fā),后期轉(zhuǎn)注水井 24口。根據(jù)基礎(chǔ)資料對模擬區(qū)內(nèi)從 1992年 3月至 2008年 7月的實際生產(chǎn)動態(tài)資料進行統(tǒng)計,并進行歷史擬合。

(1)儲量擬合。通過數(shù)值模擬計算,得到研究區(qū)內(nèi)石油地質(zhì)儲量為 277.53×104t,實際石油地質(zhì)儲量為 278×104t,模擬計算誤差為0.17%,達到數(shù)值模擬精度的要求。

(2)單井指標擬合。由于單井產(chǎn)油和產(chǎn)水資料相對齊全,因此該斷塊主要選擇累計產(chǎn)油量和累計產(chǎn)水量作為單井主要擬合指標(表 1)。

表 1 單井指標擬合狀況

單井累計產(chǎn)油量和累計產(chǎn)水量擬合結(jié)果表明,相對誤差小于 5%的井所占比例遠大于 70%,符合單井擬合指標要求。

(3)區(qū)塊綜合指標。從區(qū)塊綜合開發(fā)指標擬合結(jié)果可看出,符合率較高,達到擬合要求(表 2)。

表 2 千 22斷塊綜合指標擬合狀況

3 氮氣泡沫驅(qū)參數(shù)優(yōu)選

3.1 驅(qū)動方式選擇

根據(jù)千 22塊目前的井網(wǎng)注采關(guān)系,設計連續(xù)氮氣泡沫驅(qū)和周期氮氣泡沫驅(qū) 2種驅(qū)動方式。連續(xù)氮氣泡沫驅(qū)是將目前的注水井改為泡沫注入井進行連續(xù)注入,生產(chǎn)井以連續(xù)生產(chǎn)方式進行生產(chǎn);周期氮氣泡沫驅(qū)是注水井注泡沫時,生產(chǎn)井關(guān)閉,連續(xù)注泡沫 2～3個月,然后生產(chǎn)井開井生產(chǎn) 3個月,保持注采比為 1.2～1.5。

由表 3可以看出,周期泡沫驅(qū)的效果明顯好于連續(xù)泡沫驅(qū),因此,選擇周期泡沫驅(qū)驅(qū)動方式。

表 3 驅(qū)動方式結(jié)果對比

3.2 氣液比參數(shù)優(yōu)選

氣液比參數(shù)的優(yōu)選通過實驗方法得到[4-6]。分別用氣液比為 3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3的氮氣泡沫進行驅(qū)替,確定最大阻力因子對應的參數(shù)為最佳氣液比(表 4)。

表 4 不同氣液比優(yōu)化結(jié)果

由表 4可以看出,氣液比在 1∶1至 1.5∶1左右時可達到最大阻力因子,因此可以據(jù)此確定最佳氣液比為 1∶1至 1.5∶1.0之間。

3.3 泡沫驅(qū)注入時間優(yōu)化

對周期泡沫驅(qū)的注泡沫時間進行優(yōu)化,分別對比注泡沫 1個月、2個月和 3個月的開發(fā)效果。生產(chǎn)周期按 6個月為一個間歇輪次,即注泡沫 1個月對應生產(chǎn) 5個月,注泡沫 2月對應生產(chǎn) 4個月,注泡沫 3個月對應生產(chǎn) 3個月。由計算結(jié)果可知,3種方案的累計產(chǎn)液量相差不大,可以對比累計產(chǎn)油量或采出程度來優(yōu)化周期泡沫注采參數(shù)。

圖 1為注泡沫 1個月、2個月和 3個月時從方案預測時間開始至 2019年年底階段的采出程度。

圖 1 不同注氣時間階段采出程度隨生產(chǎn)時間變化曲線

由此看出,注泡沫 2個月后開井生產(chǎn)的周期泡沫驅(qū)開發(fā)效果最好。其原因為:注泡沫 1個月時,泡沫的總注入量雖然相同,但是此時注入速度大,對泡沫的穩(wěn)定性影響較大,再注入階段泡沫不能有效擴散驅(qū)動原油,在生產(chǎn)階段泡沫封堵能力下降,不能有效抑制氣相的竄流;注泡沫 3個月時生產(chǎn)時間縮短為 3個月,以大排量開井生產(chǎn),此時地層不能有效供液,而且大排量生產(chǎn)容易造成生產(chǎn)井井底附近壓力擾動,影響泡沫的穩(wěn)定性,降低泡沫的封堵能力[7]。

4 方案預測結(jié)果

在注入?yún)?shù)優(yōu)選的基礎(chǔ)上,對千 22塊稠油氮氣泡沫驅(qū)進行生產(chǎn)動態(tài)預測。將注水方案作為基礎(chǔ)方案,與氮氣泡沫驅(qū)動方式進行對比預測[8-10]。氮氣泡沫驅(qū)的設計參數(shù)為:注采比為 1.0∶1.3,發(fā)泡劑溶液注入速度為 50 m3/d,氣液比為 1.0∶1.2,泡沫劑濃度為 0.5%,注入 2個月,生產(chǎn)井生產(chǎn) 4個月為 1個周期。

圖 2 千 22塊最優(yōu)方案與基礎(chǔ)方案采收率對比曲線

圖 2為千 22塊最優(yōu)方案和基礎(chǔ)方案采收率對比曲線。通過對比可知,千 22塊實施最優(yōu)方案至2019年 12月底模擬結(jié)束時的采收率可以達到43.57%,而基礎(chǔ)方案的采收率僅為 37.39%,最優(yōu)方案較基礎(chǔ)方案采收率提高 6.18個百分點。

5 結(jié) 論

(1)通過數(shù)值模擬方法進行參數(shù)優(yōu)選,千 22塊稠油最優(yōu)氮氣泡沫驅(qū)參數(shù)為:注采比為 1.0∶1.3,單井發(fā)泡劑溶液注入速度為 50 m3/d,氣液比為 1.0∶1.2,泡沫劑質(zhì)量濃度為 0.5%,注入 2個月后,注入井關(guān)閉,生產(chǎn)井生產(chǎn) 4個月為 1個周期。

(2)方案預測結(jié)果顯示,千 22塊實施周期氮氣泡沫驅(qū)后,2019年可以提高采收率 6.18個百分點。

(3)以上研究表明,稠油油藏開發(fā)后期,由于存在高含水的情況,開發(fā)效果差,進行氮氣泡沫驅(qū)可以有效控制含水,提高稠油采收率。

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編輯 姜 嶺

TE319;TE345

A

1006-6535(2010)03-0080-03

20091011;改回日期:20100308

國家科技重大專項“熱力開采后稠油油藏提高采收率技術(shù)”(2009ZX05009-004-05)

殷方好 (1984-),男,2007年畢業(yè)于中國石油大學(華東)石油工程專業(yè),現(xiàn)為中國石油大學(北京)在讀碩士研究生,主要研究方向為油氣田開發(fā)。