普通稠油油藏水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采的必要性和可行性

魏超平

（中國石化勝利油田分公司 地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營257015）

按照國家對稠油分類的標(biāo)準(zhǔn)，地層黏度大于50 mPa·s并且地面黏度小于10Pa·s的為普通稠油［1］。勝利油田普通稠油儲量為10.5億t，以注水開發(fā)為主，其中地下原油黏度大于100mPa·s的水驅(qū)儲量為3.75億t，預(yù)測采收率小于20%。有必要對提高水驅(qū)普通稠油采收率的開發(fā)方式及水驅(qū)后轉(zhuǎn)熱采的可行性進(jìn)行研究。

1 轉(zhuǎn)換開發(fā)方式的必要性

1.1 含水率上升快，水驅(qū)增油能力有限

普通稠油油藏水驅(qū)后單井動液面、含水率均上升明顯，能量得到及時補(bǔ)充。但由于水油流度比大，注入水快速突破形成水淹通道，水驅(qū)增油能力有限。如圖1：某一井組注水后三口油井的動液面均明顯上升，說明能量得到及時補(bǔ)充。B306-X3井，原油黏度2.793Pa·s，注水后日產(chǎn)油能力由3.0t提高到4.4t，含水率由5.9%上升到71.6%，水驅(qū)增油214 t；B509-X19井，原油黏度4.163Pa·s，注水后日產(chǎn)油能力由2.5t提高到2.9t，含水率由8.2%上升到66.4%，水驅(qū)增油52t；B306-2井，原油黏度6.257Pa·s，注水后日產(chǎn)油能力不變，含水率由23%上升到76%，水驅(qū)增液不增油。原油黏度越大，日產(chǎn)油能力提升幅度越小、遞減越快。當(dāng)原油黏度小于4.0Pa·s時，油井日產(chǎn)油雖能明顯上升，但其遞減快，見效期短，增油能力低。當(dāng)原油黏度超過4.0Pa·s時，注水不能提高日產(chǎn)油能力。

圖1 不同黏度水驅(qū)效果

1.2 水驅(qū)波及系數(shù)小，動用儲量低

由于水油流度的差異，水驅(qū)油并非是活塞式的推進(jìn)過程，水油流度比越大，指進(jìn)現(xiàn)象越嚴(yán)重，水驅(qū)前緣越不規(guī)則，水驅(qū)波及系數(shù)越?。?-4］。曾有學(xué)者做過不同油水流度比條件下水驅(qū)油室內(nèi)模擬試驗(yàn)（圖2）［5］。試驗(yàn)表明，水油流度比越小，注入水波及面積越大。當(dāng)水油流度比為71.5，油井與水井間形成水淹通道時，模型中有大量區(qū)域沒有被水波及到，水驅(qū)波及系數(shù)較小。勝利油田稠油在地層條件下水油流度比為100～500，遠(yuǎn)大于試驗(yàn)時的71.5，水驅(qū)波及系數(shù)更小。

圖2 不同水油流度比條件下水驅(qū)油試驗(yàn)驅(qū)替前緣分布示意圖

式中，N為水驅(qū)動用地質(zhì)儲量，萬t；B為水驅(qū)曲線的斜率。

利用式（1）計(jì)算勝利油田勝坨地區(qū)原油黏度為4.338和2.257Pa·s的兩處普通稠油油藏的水驅(qū)動用程度，結(jié)果分別為41.8%和51.4%，水驅(qū)動用程度較低。

1.3 隨水驅(qū)進(jìn)行原油變稠

前蘇聯(lián)對兩個長期注水開發(fā)的稠油油藏原油性質(zhì)進(jìn)行了跟蹤對比，分析后發(fā)現(xiàn)：隨著水驅(qū)的進(jìn)行，采出油輕組分含量高于剩余油，而剩余油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量比采出油高，隨水驅(qū)采出油量的增加，地下剩余油的黏度也不斷增加［9］。勝利油田多個稠油區(qū)塊的實(shí)際原油分析化驗(yàn)資料也證實(shí)了這一結(jié)論。勝利油田水驅(qū)普通稠油油井S328-2，1999年4月測得其原油黏度為1.780Pa·s，隨水驅(qū)進(jìn)行其原油黏度不斷上升，2011年5月其黏度上升到了4.188Pa·s，黏度增加了2倍多（圖3）。

水驅(qū)動用地質(zhì)儲量計(jì)算公式［6-8］為

圖3 S328-2井原油黏度隨時間變化

1.4 水驅(qū)后期增油困難

水驅(qū)后期，由于原油黏度變大，水油流度比進(jìn)一步擴(kuò)大，日產(chǎn)油能力的提升更加困難。以勝利油田某一普通稠油油藏中注采對應(yīng)好的一口油井和一口水井為例，注水初期，油井日產(chǎn)油能力由2.0t提升到4.6t。而后日產(chǎn)油能力快速遞減，含水率不斷上升。當(dāng)日產(chǎn)油能力遞減到1.8t、含水率上升到87%時，注入井日注量由33t提高至48t，生產(chǎn)井采取換大泵提液，日產(chǎn)液能力由18t提高到51t，日產(chǎn)油能力僅提高到2.0t。普通稠油油藏水驅(qū)后期，強(qiáng)化采油效果不明顯，日產(chǎn)油能力提高比前期更困難。

1.5 普通稠油水驅(qū)采收率低

統(tǒng)計(jì)勝利油田多個區(qū)塊原油黏度與水驅(qū)采收率后發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊水驅(qū)采收率隨黏度增大呈指數(shù)下降（圖4），當(dāng)原油地層黏度大于100mPa·s時，其采收率小于20%。

圖4 勝利油田水驅(qū)采收率與原油黏度關(guān)系

2 水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采的可行性

2.1 一般稠油區(qū)塊滿足熱采篩選標(biāo)準(zhǔn)

隨著采油工藝的發(fā)展，特別是亞臨界鍋爐甚至超臨界鍋爐的使用，熱采的篩選標(biāo)準(zhǔn)不斷放寬。目前勝利稠油熱采篩選標(biāo)準(zhǔn)油藏深度已經(jīng)由1.6km增加到了2.0km，這樣越來越多的水驅(qū)普通稠油油藏滿足熱采的要求。

2.2 水驅(qū)后油藏剩余油富集

目前勝利水驅(qū)普通稠油油藏的采出程度一般在15%以下，即使到了特高含水期，油藏的采出程度仍不高，大量剩余油富集為水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。層間，滲透性好、吸水能力強(qiáng)的儲層水洗程度高，滲透性差的儲層剩余油富集；層內(nèi)，由于重力分異作用，底部水洗程度高，頂部剩余油富集；平面上，主流線與高滲區(qū)水洗程度高，非主流線與低滲區(qū)剩余油富集［10-12］。

2.3 成功案例

目前勝利油田已經(jīng)在多個水驅(qū)普通稠油區(qū)塊開展了水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采的工作， 并取得了顯著的效果，為其他區(qū)塊的水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采提供了很好的借鑒作用。

孤島油田中二中Ng5，油藏埋深1 280m，油層有效厚度13.5m，原油黏度4.938Pa·s，轉(zhuǎn)熱采前區(qū)塊含水大于90%，2004年開始轉(zhuǎn)熱采，轉(zhuǎn)熱采后平均單井日產(chǎn)油能力由2.8t提高到6.5t，采收率由24.1%提高到36.5%，采收率提高了12.4%。

3 水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采的意義

勝利油田水驅(qū)普通稠油儲量為9.1億t，水驅(qū)采收率低于20%，目前適合蒸汽驅(qū)的資源有2.16億t，若蒸汽驅(qū)可提高采收率10%，則可采儲量增加2 160×104t，將為勝利油田稠油上產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

普通稠油油藏水驅(qū)含水上升快、增油效果差、采收率低，對于這類油藏，特別是到高含水后期，應(yīng)及時轉(zhuǎn)換開發(fā)方式。理論分析和礦場實(shí)際表明，水驅(qū)轉(zhuǎn)熱采具有可行性，能有效地提高此類油藏的采收率，具有很強(qiáng)的推廣價值。

［1］霍廣榮，李獻(xiàn)民，張廣卿，等.勝利油田稠油油藏?zé)崃﹂_采技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999：3-5.

［2］陰艷芳.蒸汽吞吐在普通稠油油藏注水開發(fā)中后期的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2008，15（1）：84-86.

［3］姜維東，任艷濱，張運(yùn)來，等.稠油油田油水相對滲透率和水驅(qū)油效率研究［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（4）：50-53.

［4］岳清山，沈德煌.有關(guān)稠油油藏驅(qū)油效率的討論［J］.特種油氣藏，2002，9（1）：28-29.

［5］周英杰.勝利油區(qū)水驅(qū)普通稠油油藏注蒸汽提高采收率研究與實(shí)踐［J］.石油勘探與開發(fā)，2006，33（4）：479-483.

［6］王俊魁.對甲型與丙型水驅(qū)特征曲線的理論探討［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（3）：48-52.

［7］李煉文.預(yù)測水驅(qū)采收率方法的改進(jìn)與應(yīng)用［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報，2003，25（4）：106-108.

［8］朱文娟，嚴(yán)維鋒，劉湘，等.甲型水驅(qū)特征方程預(yù)測最終采收率［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008（12）：35-36.

［9］王遠(yuǎn)明.注水開發(fā)稠油油藏轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)提高采收率［J］.河南石油，2000，14（5）：22-24.

［10］司勇.高含水普通稠油油藏二次開發(fā)研究［J］.特種油氣藏，2007，14（3）：88-93.

［11］谷武，董曉玲，姜雪松，等.扶余油田東區(qū)水驅(qū)轉(zhuǎn)注蒸汽開發(fā)可行性研究及礦場實(shí)踐［J］.特種油氣藏，2010，17（1）：59-61.

［12］張為民，裘懌楠，田昌炳，等.重新認(rèn)識河道砂體儲層層內(nèi)非均質(zhì)性［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（5），45-48.