一類(lèi)典型油藏注聚時(shí)機(jī)研究

劉雄志 （中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院，甘肅 蘭州730020）

張立娟，岳湘安 （中國(guó)石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102249）

胡慶賀 （中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院，遼寧 盤(pán)錦124000）

王 銳，柯文奇 （中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083）

一類(lèi)典型油藏注聚時(shí)機(jī)研究

劉雄志 （中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院，甘肅 蘭州730020）

張立娟，岳湘安 （中國(guó)石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102249）

胡慶賀 （中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院，遼寧 盤(pán)錦124000）

王 銳，柯文奇 （中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083）

聚合物注入時(shí)機(jī)會(huì)影響水驅(qū)后提高石油采收率效果。針對(duì)中孔、中滲、強(qiáng)非均質(zhì)性這一類(lèi)典型油藏，運(yùn)用數(shù)值模擬與物理模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究了注聚時(shí)機(jī)對(duì)聚合物驅(qū)油效果的影響規(guī)律。結(jié)果表明，對(duì)于中孔、中滲、強(qiáng)非均質(zhì)性油藏，在實(shí)際礦場(chǎng)生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)，注聚時(shí)機(jī)越早，原油采收率越高。在不同的含水率階段，注聚時(shí)機(jī)對(duì)提高原油采收率效果影響不同；在極限開(kāi)采情況下，采收率隨注聚時(shí)機(jī)延遲，幾乎呈單調(diào)遞減趨勢(shì)。早期注聚可以延長(zhǎng)無(wú)水采油期。注聚時(shí)機(jī)越早，采油速度越大。

注聚時(shí)機(jī)；采收率；采油速度；響應(yīng)時(shí)間；典型油藏

聚合物注入時(shí)機(jī)是影響聚合物驅(qū)油效果的關(guān)鍵因素之一［1～4］。非均質(zhì)油藏注聚時(shí)機(jī)研究結(jié)果表明［5，6］：總體上，注聚時(shí)機(jī)越早，驅(qū)油效果越好。筆者針對(duì)中等孔隙度 （20%）、中等滲透率 （150×10－3μm2）、較大滲透率變異系數(shù) （0.9）、中等原油粘度 （40mPa·s）這一典型油藏的注聚時(shí)機(jī)開(kāi)展研究。通過(guò)數(shù)值模擬和物理模擬方法分別研究了不同注聚時(shí)機(jī)對(duì)驅(qū)油效果 （采收率、采油速度、含水率及注聚響應(yīng)時(shí)間）的影響規(guī)律。

1 注聚時(shí)機(jī)數(shù)值模擬研究

1.1 所用軟件及物化參數(shù)

使用的數(shù)值模擬軟件為ECLIPSE。聚合物粘度與濃度關(guān)系、聚合物飽和吸附數(shù)據(jù)等物化參數(shù)均通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得。殘余阻力系數(shù)為2.5。聚合物溶液濃度為1200mg/L，注入量為0.05PV。

1.2 模型建立

建立3層非均質(zhì)正韻律網(wǎng)格模型，網(wǎng)格尺寸為25m×25m×25m。模型上層、中間層及下層X(jué)、Y方向的滲透率分別為20×10－3、150×10－3及280×10－3μm2；Z方向的滲透率為X 方向滲透率的0.2倍。孔隙度為20%，原始含油飽和度為73%，油藏溫度為65℃，原油粘度為40mPa·s。采用反五點(diǎn)井網(wǎng)，井距為450m，模型包括4口注水井和1口生產(chǎn)井。油田初期采油速度為2%，以定產(chǎn)油量方式進(jìn)行生產(chǎn)。

1.3 數(shù)值模擬結(jié)果及討論

在采出液含水率分別達(dá)到0%、10%、30%、50%、70%和90%時(shí)開(kāi)始注聚。圖1為不同注聚時(shí)機(jī)下采收率隨生產(chǎn)時(shí)間變化曲線。由圖1可知，注聚時(shí)機(jī)越早，采收率越高，但隨著生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，采收率差值越來(lái)越小。在含水率為0%時(shí)注聚，可使采收率一直保持較高值。圖2為采出液含水率在0%和90%條件下注聚，采收率之差隨生產(chǎn)時(shí)間變化曲線。在模擬時(shí)間內(nèi) （50年），生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，差值越小。若油田生產(chǎn)40～50年，則差值為4.7%～5%。

圖1 采收率隨生產(chǎn)時(shí)間變化曲線

圖2 生產(chǎn)時(shí)間對(duì)采收率差值影響

圖3為模擬生產(chǎn)時(shí)間分別為40、45、50及200年時(shí)，注聚時(shí)機(jī)對(duì)采收率的影響。前三者模擬礦場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)年限 （采出液含水率在75%～94%之間），后者模擬極限情況 （采出液含水率接近99%）。前三者均在含水率為10%左右和50%左右存在拐點(diǎn)，在低含水期 （含水率0%～10%），采收率較高，隨注聚時(shí)機(jī)延遲，采收率降低幅度較大；在中低含水期 （含水率10%～50%），采收率保持較高值，降幅明顯減緩；在中高含水期 （含水率50%～90%），采收率較低，降幅又開(kāi)始逐漸增大。在含水率小于50%以前注聚，可獲得較高采收率。模擬極限開(kāi)采條件下，采收率幾乎呈線性遞減趨勢(shì)，但降幅很小。

圖3 注聚時(shí)機(jī)對(duì)采收率影響

圖4 日產(chǎn)油量隨生產(chǎn)時(shí)間變化曲線

含水率為0%時(shí)注聚，可使穩(wěn)產(chǎn)期延長(zhǎng)8個(gè)月 （圖4），且早期日產(chǎn)油量明顯高于其他注聚時(shí)機(jī)下的產(chǎn)量，直到開(kāi)采中后期，由于含油飽和度下降，日產(chǎn)油量逐漸減小。因此，從加快開(kāi)采速度考慮，注聚時(shí)機(jī)越早越好。圖5表明，在含水率為0%時(shí)注聚，無(wú)水采油期 （含水率小于5%）延長(zhǎng)12個(gè)月。在含水率分別達(dá)到10%、30%、50%、70%及90%時(shí)，轉(zhuǎn)注聚合物，含水率先緩慢上升，然后下降，出現(xiàn)下降漏斗，這表明聚合物發(fā)揮作用需要一段時(shí)間。聚合物響應(yīng)時(shí)間 （含水率開(kāi)始下降）分別為10.6、11、11、11.6及11.2年，注聚時(shí)機(jī)對(duì)聚合物響應(yīng)時(shí)間影響不明顯，但聚合物響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，所以應(yīng)盡早注聚，防止在達(dá)到經(jīng)濟(jì)極限前注入的聚合物不能充分見(jiàn)效。從日產(chǎn)油量和無(wú)水采油期考慮，對(duì)于該種類(lèi)型的油藏，在低含水期注聚，提高原油采收率效果更明顯。

2 注聚時(shí)機(jī)物理模擬研究

2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)及過(guò)程

聚合物分子量為2200萬(wàn)，溶液濃度為1200mg/L。模擬油粘度為40mPa·s（65℃）。巖心為人造3層非均質(zhì)正韻律方巖心，巖心各層水測(cè)滲透率值分別為 （20±10）×10－3、（150±20）×10－3及 （280±20）×10－3μm2。實(shí)驗(yàn)溫度為65℃。首先，對(duì)飽和模擬油的巖心進(jìn)行水驅(qū)，當(dāng)采出液含水率分別達(dá)到0%、30%、50%、70%、90%及98%時(shí)，注入0.3PV的聚合物溶液，然后繼續(xù)水驅(qū)至含水率達(dá)到99%左右。

圖5 含水率隨生產(chǎn)時(shí)間變化曲線

2.2 物理模擬結(jié)果及討論

后續(xù)水驅(qū)含水率達(dá)99%時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，此時(shí)的采收率與上文數(shù)值模擬中極限采收率相對(duì)應(yīng)。圖6表明，隨注聚時(shí)機(jī)延遲，水驅(qū)采收率及水驅(qū)采收率與聚驅(qū)采收率之和均升高，由于后續(xù)水驅(qū)采收率逐步降低，導(dǎo)致總采收率幾乎呈單調(diào)遞減趨勢(shì)，這與數(shù)值模擬結(jié)果一致。在采出液含水率0%和90%條件下注聚，所得總采收率之差為9%，大于數(shù)值模擬結(jié)果，這是因?yàn)槲锢砟M聚合物注入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)值模擬聚合物注入量，從而擴(kuò)大了采收率之差。圖7表明，在含水率小于50%之前注聚，平均采油速度 （單位時(shí)間內(nèi)采出程度）可保持較高值；在含水率大于50%之后注聚，采油速度隨注聚時(shí)機(jī)延遲而急劇降低。

圖6 注入時(shí)機(jī)對(duì)采收率的影響

圖7 注入時(shí)機(jī)對(duì)平均產(chǎn)油速度的影響

3 結(jié) 論

1）對(duì)于中等孔隙度、中等滲透率及強(qiáng)非均質(zhì)性油藏，在含水率小于50%之前注聚，可延長(zhǎng)無(wú)水采油期，獲得較高的平均采油速度和總采收率。

2）在含水率大于50%之后注聚，采收率和采油速度隨注聚時(shí)機(jī)延遲而急劇降低。

3）對(duì)于中等孔隙度、中等滲透率及強(qiáng)非均質(zhì)性這一典型油藏，為使注入的聚合物充分見(jiàn)效，建議盡早注聚。

［1］Orbie K S.Polymer-Improved Oil Recovery ［M］.Florida：CRC Press Inc，1991.

［2］Han Ming，Xiang Wen-tao，Zhang Jian，et al.Application of EOR technology bymeans of polymer flooding in Bohai Oilfield［J］.SPE104432，2006.

［3］于少君，李斌會(huì)，李福全，等.不同注聚時(shí)機(jī)驅(qū)油效果室內(nèi)物理模擬評(píng)價(jià) ［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2007，（5）：288～290.

［4］陳祖華，牛學(xué)會(huì)，董文龍，等.聚合物驅(qū)合理注聚時(shí)機(jī)探討 ［J］.小型油氣藏，2004，9（2）：52～55.

［5］張賢松，孫福街，馮國(guó)智，等.渤海稠油油田聚合物驅(qū)影響因素研究及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn) ［J］.中國(guó)海上油氣，2007，19（1）：30～34.

［6］蔣珊珊，楊俊茹，孫福街，等.海上油田注聚合物時(shí)機(jī)研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 ［J］.中國(guó)海上油氣，2009，21（3）：37～42.

Polymer Injection Time in A Typical Reservoir

LIU Xiong-zhi，ZHANG Lij-uan，YUE Xiang-an，HU Qing-he，WANG Rui，KE Wen-qi （First Author’s Address：Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Northwest，PetroChina，Lanzhou730020，Gansu，China）

Polymer injection time affected displacing efficiency of polymer flooding after water flooding.The effectiveness of polymer flooding at various injection times for a typical reservoir was researched（medium porosity，medium permeability and strong inhomogeneity）by physical experiments and numerical simulation methods.The results indicate that during practical field production period，the earlier the injection time is，the higher the oil recovery is.The influence of injection time on enhanced oil recovery varies with production stage.At ultimate condition，oil recovery almost decreases monotonously along with the delay of injection time.In addition，earlier polymer injection can expand water free oil production period.The oil production rate is higher if polymer is injected earlier.

polymer injection timing；oil recovery factor；oil production rate；response time；typical reservoir

TE357

A

1000-9752（2012）02-0136-03

2011-05-30

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng) （2008ZX05024-002）。

劉雄志 （1983-），男，2007年中國(guó)石油大學(xué) （北京）畢業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事油藏工程工作。

［編輯］ 蕭 雨