縫洞型油藏注氮氣吞吐影響因素研究

趙冰冰，張承洲，游津津，胡振華，張公社 （長江大學石油工程學院，湖北武漢430100）

馬清杰 ，楊利萍 （中石化西北油田分公司工程技術研究院，新疆 烏魯木齊830011）

縫洞型碳酸鹽巖油藏以大型溶洞、溶蝕孔洞及裂縫為主要儲集空間，分布受沉積、構造、古地貌以及多期巖溶作用控制，非均質性極強，其主要特點包括儲集體空間分布不連續(xù)、有效儲集空間尺度差異大、內部結構與縫洞接觸關系復雜、不同的儲集單元存在不同的油水分布關系［1］。由于地層水礦化度高及油藏溫度高，使得已成功用于砂巖油藏的聚合物驅、三元復合驅、微生物法、熱力采油等提高采收率技術，均不能直接用于縫洞型碳酸鹽巖油藏。注氮氣不僅可以有效提高采收率，在某些情況下，可以彌補注水開發(fā)的不足［2－3］。為此，筆者對縫洞型油藏注氮氣吞吐影響因素進行了研究，以便為該類型油藏的開發(fā)提供參考。

1 試驗部分

1.1 試驗材料及設備

1）試驗材料。①原油。從縫洞型油藏油井井口取回脫氣油樣品，根據現(xiàn)場油樣的黏度（油樣取自S67井），按地層條件下的原油黏度，用脫氣原油和伴生氣復配地層油，密度為0.8965mg／L，黏度13.0mPa·s（80℃）。試驗時，在恒定溫度下，將復配油注入到長巖心中建立束縛水飽和度。②地層水。根據油田地層水含量，配置試驗用地層水。飽和水和注入水礦化度200000mg／L。③試驗巖心。根據油藏巖心巖石的滲透率和孔隙度，采用均勻的石英砂，按照一定的配比（120目∶60目＝2∶1）進行填砂。④長巖心填砂管。工作壓力80MPa，內徑25.4mm，長度300mm，容積為152ml；填砂后，孔隙體積（PV）在57～61ml。此外，針對油田的地質狀況，采用石英砂巖與灰?guī)r適量組合的方式，孔隙度為40%。

2）試驗設備。主要有HSB－1雙缸恒壓恒速泵、高溫高壓填砂管、中間容器（耐80MPa高壓）、精密壓力傳感器、數(shù)值壓力表（0～100MPa）、回壓閥、轉向閥、增壓泵、圍壓泵、儲氣罐、氣液流量裝置等。

1.2 試驗方法

試驗中設定以下條件：①地層溫度80℃，目前地層壓力62MPa，最小混相壓力18MPa，初始試驗壓力40MPa，結束壓力20MPa；②原油溶解氣油比70.58m3／t。具體試驗方法如下。

1）將長巖心填砂管中填充一定量均勻的石英砂后壓實，抽空飽和地層水后計量多孔介質的孔隙體積，測定原始滲透率。

2）長巖心填砂模型束縛水飽和度的建立。將配制好的模擬油以0.2ml／min的速度從填砂模型的一端注入，進行油驅水，從另一端記錄被驅出的水量，直到不再出水時提高注油速度，并再次進行油驅水，記錄被驅出的水量，直至巖心出口端再不出水，最終計算被驅出的總水量即為巖心中的含油量。

3）將長巖心填砂管直立并模擬原始地層壓力下進行衰竭開采，利用回壓調節(jié)裝置調節(jié)長巖心填砂管出口端壓力，建立一定生產壓差后，在長巖心填砂管出口端計量采出的油量，當壓力下降到設定壓力20MPa時，停止生產，計算階段采收率。衰竭開采后進行注水吞吐開采，注水吞吐開采后將氮氣以一定注入壓力注入填砂管，注入一定量后關閉井口開關，燜井一段時間后開井生產，記錄采出的油、氣、水量。在研究燜井時間對注氣效果影響的試驗中，必須保證每組試驗時長巖心填砂管中多孔介質孔隙度、飽和油量、束縛水飽和度等工藝參數(shù)一致，同時保持注氣壓力、注氣量一致。

2 結果及分析

2.1 注氣量對注氮氣吞吐的影響

采用長巖心填砂管驅替裝置進行試驗。注氣替油2輪時，根據設定的注入壓力，將氣體以恒速注入填砂管，注入量分別為0.1、0.2、0.3和0.4PV，燜井時間均為10h，然后開井生產，當壓力下降到設定壓力20MPa時，停止生產并測出氣驅采收率。試驗結果如表1所示。從表1中可以看出，注氣采收率隨注氣量增大而升高，當注氣量達到一定量后，提高注氣量對提高采收率效果影響變小。這是因為注入氣量越大，地層內壓力越高，氣體溶解量更多，生產時壓力降大，所以采出程度高；當注氣量達到一定量后，氣體溶解量達到最大，再提高注氣量對提高采收率效果的影響甚微；同時，地層壓力會隨著注氣量的增加而增高，過高的地層壓力會超過底層的破裂壓力，從而影響注氣效果［4］。由此可知，適當?shù)淖饬繉μ岣卟墒章蕰泻芎玫男Ч诒ＷC經濟效益的同時，還能提高生產安全程度。

表1 注氮氣吞吐模擬試驗數(shù)據表

2.2 燜井時間對注氮氣吞吐的影響

采用長巖心填砂管驅替裝置進行試驗。注氣替油2輪時，根據設定的注入壓力，將氣體以恒速注入填砂管，注入量分別為0.2PV，燜井時間均為依次為2、3、4、5、10h，然后開井生產，當壓力下降到設定壓力20MPa時，停止生產。試驗結果如表2所示。從表2可以看出，在相同注入相同倍數(shù)孔隙體積的條件下，隨燜井時間的增加，當燜井時間為2h時采收率為1.87%，燜井時間4h后表明注氣采收率隨注氣量增大而升高，但燜井時間4h后采收率增長緩慢。這是因為燜井時間達到一定長度時，注入氣體和原油已能夠充分反應，若繼續(xù)增加燜井時間，氣體無法很好地擴散到單元體的原油中來增加原油彈性膨脹能，也不能完全形成油氣的重力分異，進而不能采出油藏頂部的剩余油［5］。

表2 注氮氣吞吐模擬試驗數(shù)據表

3 結論與建議

1）注氣量對注氮氣吞吐開發(fā)效果的影響顯著。周期注入量越多，油藏和地層流體的壓力補充就越大，原油中氮氣的溶入量增加后產生的抽提作用就越大，從而獲得較高的采收率。

2）燜井時間也是直接影響注氮氣吞吐生產過程的重要因素，適當提高燜井時間有利于提高采收率。

3）在制定開發(fā)方案時，應根據縫洞型油藏的實際情況設計合理的注氣量和燜井時間，在此基礎上確定注氣壓力、注氣輪次等工藝參數(shù)，確保注氮氣吞吐施工取得成效。

［1］ 康志江，李江龍，張冬麗，等 .塔河縫洞型碳酸鹽巖油藏滲流特征 ［J］.石油與天然氣地質，2005，26（5）：634－640.

［2］ 劉中春 .塔河油田縫洞型碳酸鹽巖油藏提高采收率技術途徑 ［J］.油氣地質與采收率，2012，19（6）：66－68.

［3］ 劉成 .氮氣技術在油氣生產中的應用 ［J］.斷塊油氣田，2001，8（4）：61－64.

［4］ 徐克彬，徐念平 .雁翎油田注氮氣提高采收率工藝技術 ［J］.石油鉆采工藝，1998，20（3）：69－75.

［5］ 李金宜，姜漢橋，李俊鍵 .縫洞型碳酸鹽巖油藏注氮氣可行性研究 ［J］.內蒙古石油化工，2008（23）：84－87.