大慶油田南一區(qū)葡Ⅰ組油層三元復(fù)合驅(qū)前置段塞注入?yún)?shù)優(yōu)選

李麗麗,梁云龍,劉遠(yuǎn)亮,宋考平,高 麗

(1.中油大慶油田有限責(zé)任公司,黑龍江 大慶 163318;2.中油大慶輸油氣分公司,黑龍江 大慶 163458;3.中油吉林油田公司,吉林 松原 138000;4.提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 東北石油大學(xué),黑龍江 大慶 163318;5.中石化江蘇油田分公司,江蘇 揚(yáng)州 225009)

大慶油田南一區(qū)葡Ⅰ組油層三元復(fù)合驅(qū)前置段塞注入?yún)?shù)優(yōu)選

李麗麗1,梁云龍2,劉遠(yuǎn)亮3,宋考平4,高 麗5

(1.中油大慶油田有限責(zé)任公司,黑龍江 大慶 163318;2.中油大慶輸油氣分公司,黑龍江 大慶 163458;3.中油吉林油田公司,吉林 松原 138000;4.提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 東北石油大學(xué),黑龍江 大慶 163318;5.中石化江蘇油田分公司,江蘇 揚(yáng)州 225009)

在室內(nèi)配方和先導(dǎo)性礦場(chǎng)試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,結(jié)合大慶油田南一區(qū)西西塊的地質(zhì)開發(fā)特征,確定三元復(fù)合驅(qū)前置聚合物段塞分子質(zhì)量、濃度、礦場(chǎng)注入速度的合理范圍。利用數(shù)值模擬方法,優(yōu)選前置聚合物段塞分子質(zhì)量、濃度、段塞注入體積孔隙倍數(shù)等注入?yún)?shù)。結(jié)果表明：前置段塞中聚合物的濃度、段塞注入孔隙體積倍數(shù)均存在合理取值,聚合物的分子質(zhì)量對(duì)采收率的影響最大,但應(yīng)考慮到油層注入能力的限制,避免發(fā)生堵塞。該研究成果為該區(qū)塊的合理開發(fā)提供了理論依據(jù),對(duì)于提高Ⅰ類油層的挖潛能力、改善開發(fā)效果具有重要意義。

三元復(fù)合驅(qū);前置段塞;數(shù)值模擬;提高采收率;Ⅰ類油層;南一區(qū)葡Ⅰ組油層

引 言

南一區(qū)西西塊是大慶油田Ⅰ類油層 125 m井距三元復(fù)合驅(qū)的第 1個(gè)工業(yè)化區(qū)塊,馬上面臨三元復(fù)合驅(qū)開采。前置聚合物段塞是三元復(fù)合驅(qū)的主要組成部分,按照三元復(fù)合驅(qū)設(shè)計(jì)的要求,根據(jù)對(duì)前置聚合物段塞大小,配方等問題的室內(nèi)研究結(jié)果,結(jié)合該區(qū)塊油層發(fā)育特征及空白水驅(qū)階段動(dòng)態(tài)特征,借鑒已開展高濃度試驗(yàn)區(qū)經(jīng)驗(yàn),對(duì)前置段塞進(jìn)行優(yōu)化,編制南一區(qū)一類油層強(qiáng)堿體系三元復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)前置聚合物段塞注入方案[1-5]。

1 三元復(fù)合驅(qū)模型

1.1 地質(zhì)模型

三元復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)區(qū)為薩中開發(fā)區(qū)南一區(qū)西西3號(hào)注入站,目的層為葡Ⅰ1-4油層組,屬河流 -三角洲沉積體系,平均砂巖厚度為 18.0 m,有效厚度為 12.8 m,平均有效滲透率為 0.561μm2。采用五點(diǎn)法面積井網(wǎng)布井,注采井距為 125 m,共有油水井 103口,石油地質(zhì)儲(chǔ)量為 366.76×104t。自1960年投入開發(fā),目前采出程度為 41.05%,綜合含水率達(dá) 96.8%,進(jìn)入特高含水期開采階段。利用 Petrel軟件建立該區(qū)塊精細(xì)地質(zhì)模型,X、Y方向網(wǎng)格步長(zhǎng)均為 25 m,網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)共有 25 125個(gè),水驅(qū)階段歷史擬合全區(qū)符合率達(dá)到 95%以上,單井符合率在 80%以上。

1.2 化學(xué)驅(qū)模型

三元復(fù)合驅(qū)數(shù)值模擬使用三維多組分化學(xué)驅(qū)模型 STARSTM,模型描述了化學(xué)驅(qū)過程中所有主要的化學(xué)反應(yīng)和物理化學(xué)現(xiàn)象。段塞注入方式為：前置調(diào)剖段塞 +三元主段塞 +后置保護(hù)段塞。經(jīng)過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究,得到的三元復(fù)合驅(qū)體系為 0.3%(S)+1.2%(NaOH)+2 300 mg/L(P),可比水驅(qū)提高采收率 20個(gè)百分點(diǎn)。數(shù)值模擬主要參數(shù) (如界面活性圖、化學(xué)劑的吸附滯留量、體系的工作黏度、殘余阻力系數(shù)以及相對(duì)滲透率曲線等)均由室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。

2 注入?yún)?shù)優(yōu)化

2.1 前置聚合物段塞注入?yún)?shù)設(shè)計(jì)

2.1.1 前置聚合物段塞分子質(zhì)量設(shè)計(jì)

由表 1可以看出,該區(qū)塊有效滲透率大于0.500μm2的厚度比例達(dá)到 67.2%,與已注高濃度的南一區(qū)西東塊較接近。南一區(qū)西東塊注入前置聚合物段塞分子質(zhì)量為 3 500×104。因此,可以選擇在注三元主段塞前,采取分子質(zhì)量為 3 800×104的高分子段塞實(shí)施整體調(diào)剖。

表 1 南一區(qū)西西塊與高濃度試驗(yàn)區(qū)不同滲透率厚度比例對(duì)比

2.1.2 前置聚合物段塞濃度設(shè)計(jì)

借鑒已開展高濃度試驗(yàn)區(qū)經(jīng)驗(yàn),注入濃度 2 000 mg/L時(shí),南一區(qū)東塊 1號(hào)站注入壓力上升幅度為101.7%,考慮南一區(qū)西西塊油層發(fā)育條件及連通狀況明顯好于其他 2個(gè)試驗(yàn)區(qū)塊,河道砂控制程度達(dá)到 81.1%,較南一區(qū)西東、南一區(qū)東塊 1號(hào)站分別高出 2.4和 5.2個(gè)百分點(diǎn) (表 2)。因此,注入濃度可以按 2 000～2 500 mg/L設(shè)計(jì)。

表 2 不同區(qū)塊河道砂控制程度對(duì)比

2.1.3 注入速度設(shè)計(jì)

從中區(qū)西部和南一區(qū)東部高濃度試驗(yàn)區(qū)的礦場(chǎng)實(shí)踐來看,Ⅰ類油層注高濃度后視吸水指數(shù)下降幅度較大,分別下降了 59.2%和 55.0%。由于南一區(qū)西西塊注采井距小,油層物性參數(shù)好,因此,注聚后視吸水指數(shù)下降幅度不會(huì)超過試驗(yàn)區(qū)塊。目前南一區(qū)西西塊 3號(hào)注入站空白水驅(qū)視吸水指數(shù)為 9.54 m3/(d·MPa),油層破裂壓力為 14.4 MPa。由不同注入速度井口允許的最高注入壓力計(jì)算結(jié)果得出：125 m井距在視吸水指數(shù)下降 30%～40%幅度條件下,當(dāng)注入速度在 0.15～0.25 PV/a之間時(shí),注入壓力均不會(huì)超過破裂壓力 (表3)。該方案設(shè)計(jì) 125 m井距三元復(fù)合驅(qū)注入速度0.25 PV/a,并以此對(duì)試驗(yàn)井進(jìn)行配產(chǎn)配注,在實(shí)際生產(chǎn)過程中根據(jù)動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行調(diào)整。

表 3 不同注入速度條件下的井口最高壓力

2.2 數(shù)值模擬研究結(jié)果

2.2.1 前置段塞大小對(duì)驅(qū)油效果的影響

當(dāng)前置段塞大小為 0.01 PV時(shí),采收率提高值為 17.27%,而當(dāng)前置段塞大小增加 0.01 PV時(shí),采收率增加到 17.36%,僅增加 0.09%;從 0.05 PV后,采收率增幅逐漸降低 (圖 1),確定聚合物前置段塞為 0.05 PV較適宜。

2.2.2 前置聚合物段塞分子質(zhì)量對(duì)驅(qū)油效果的影響當(dāng)前置聚合物分子質(zhì)量為 3 800×104時(shí),提高采收率值可達(dá) 17.72%,相比分子質(zhì)量為 2 500×104、1 900 ×104采收率分別提高 1.23、2.48個(gè)百分點(diǎn),提高幅度值較大。該油層地質(zhì)特征分析及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,注入分子質(zhì)量為 3 800×104的前置聚合物段塞對(duì)油層不會(huì)發(fā)生堵塞。因此,確定前置段塞的聚合物分子質(zhì)量為 3 800×104。

圖1 前置段塞大小對(duì)驅(qū)油效果的影響

2.2.3 前置段塞聚合物濃度對(duì)驅(qū)油效果的影響

隨著聚合物濃度的增大,驅(qū)油效果逐漸變好,當(dāng)濃度大于 2 300 mg/L以后增幅減緩 (圖 2)。同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)性和油層注入能力的限制,當(dāng)注入前置段塞聚合物濃度為 3 000 mg/L時(shí),西部油水過渡帶的注水井井口壓力超過油層的破裂壓力,確定前置段塞的聚合物濃度為 2 300 mg/L。

圖2 前置段塞聚合物濃度對(duì)驅(qū)油效果的影響

3 三元復(fù)合驅(qū)開發(fā)效果預(yù)測(cè)

根據(jù)室內(nèi)研究成果及三元復(fù)合驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)規(guī)律,預(yù)測(cè)該區(qū)注 0.29 PV時(shí)含水下降到最低點(diǎn)61.7%,最大下降幅度為 35.30個(gè)百分點(diǎn);當(dāng)注入0.55 PV時(shí)含水達(dá)到 80%,低含水穩(wěn)定期 0.43 PV。當(dāng)注入 1.0 PV時(shí),含水回升至 96.6%轉(zhuǎn)入后續(xù)水驅(qū),后續(xù)水驅(qū)注入 0.21 PV,全過程注入 1.21 PV,含水回升至 98%,此時(shí)復(fù)合驅(qū)最終采收率62.83%,累計(jì)產(chǎn)油 230.44×104t,階段采出程度21.78%,提高采收率 19.58個(gè)百分點(diǎn) (圖 3)。

圖3 南一區(qū)西西塊 3號(hào)注入站含水及采出程度預(yù)測(cè)曲線

4 結(jié) 論

(1)南一區(qū)西西塊葡Ⅰ組油層 125 m井距前置聚合物段塞注入速度采用 0.25 PV/a。

(2)增加注入前置聚合物段塞的 PV數(shù)和濃度,驅(qū)油效果明顯提高,但達(dá)到一定值以后增幅略有減緩,確定聚合物前置段塞大小為 0.05 PV,濃度為 2 300 mg/L。

(3)前置聚合物段塞的分子質(zhì)量越大,采收率越高。滿足油層注入能力的條件下,盡量選擇分子質(zhì)量較高的前置聚合物段塞,因此,確定聚合物前置段塞分子質(zhì)量為 3 800×104。

(4)數(shù)值模擬研究結(jié)果表明,復(fù)合驅(qū)提高采收率 19.58個(gè)百分點(diǎn),含水下降 35.30個(gè)百分點(diǎn)。

[1]張可,秦積舜,王艦,等 .弱堿 ASP體系驅(qū)油效果實(shí)驗(yàn)研究[J].特種油氣藏,2010,17(1)：94-97.

[2]張可,支樹潔,陳興隆,等 .弱堿三元復(fù)合體系各組分作用關(guān)系研究[J].特種油氣藏,2009,16(1)：84-91.

[3]李士奎,朱焱,趙永勝 .大慶油田三元復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)研究[J].石油學(xué)報(bào),2005,26(3)：56-59.

[4]李建路,何先華,高峰,等 .三元復(fù)合驅(qū)注入段塞組合物理模擬實(shí)驗(yàn)研究 [J].石油勘探與開發(fā),2004,31(4)：126-128.

[5]楊普華,楊承志 .化學(xué)驅(qū)提高原油采收率[M].北京：石油工業(yè)出版社,1998：22-26.

Opt im ization of pre-slug injection parameters of alkali/surfactant/polymer flood ing for the Pu I reservoir in the Nan 1 area of the Daqing oilfield

LiLi-li1,L IANG Yun-long2,L IU Yuan-liang3,SONG Kao-ping4,GAO Li5
(1.Daqing O ilfield Com pany Lim ited,PetroChina,Daqing,Heilongjiang163318,China;2.Daqing O il and Gas Transportation Company,PetroChina,Daqing,Heilongjiang163458,China;3.Jilin O ilfield Com pany,PetroChina,Songyuan,Jilin138000,China;4.MOE Key Laboratory of Enhanced O il Recovery,Northeast Petroleum University,Daqing,Heilongjiang163318,China;5.Jiangsu O ilfield Com pany,SINOPEC,Yangzhou,Jiangsu225009,China)

The reasonable rangesofmolecularweight,concentration and injection rate of the polymerpre-slug has been determined based on laboratory formula and pilot field tests combiningwith the geological development features of the Nan 1 area,Daqing oilfield.The parameters of polymer pre-slug are optimized through numerical simulation,includingmolecularweight,concentration,injection pore volume,etc.The results show that there exist reasonable values for polymer concentration and injection pore volume.The molecularweight of polymer has the biggest effect on recovery factor,and reservoir injectivity shall be taken into account to avoid clogging.The achievementof this research provides theoretical basis for reasonable developmentof this block and improving the potential of Class I reservoir so as to improve development result.

alkali/surfactant/polymer flooding;pre-slug;numerical simulation;EOR;Class I reservoir;Pu I reservoir in the Nan 1 area

TE319

A

1006-6535(2011)01-0070-03

20100311;改回日期：20100315

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“油層多孔介質(zhì)內(nèi)納米滲流動(dòng)力學(xué)模型”(10172028),黑龍江省杰出青年基金“油層多孔介質(zhì)內(nèi)納觀滲流界面作用力研究”、黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃“聚合物驅(qū)改變驅(qū)油波及體積的機(jī)理研究”(CC05S305)

李麗麗 (1983-),女,助理工程師,碩士,2007年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè),現(xiàn)從事油氣田開發(fā)工作。

編輯姜 嶺