提高高含水期油氣田油氣采收率的研究

劉光輝（西安石油大學(xué)， 陜西 西安 710065）

提高高含水期油氣田油氣采收率的研究

劉光輝（西安石油大學(xué)， 陜西 西安 710065）

本文主要針對(duì)油氣田在高含水期狀態(tài)下，根據(jù)分析油氣田的狀態(tài)，給出提高在高含水狀態(tài)下，降低生產(chǎn)成本，提高油氣田中石油和天然氣采收率的技術(shù)手段，為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

高含水期油氣田;不穩(wěn)定注水;優(yōu)選管柱排水

石油及天然氣資源做為現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)及人們?nèi)粘Ｉ钏仨毜脑牧?，是至關(guān)重要的國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備。目前我國(guó)主要采取對(duì)油氣田加壓注水的方式開(kāi)采石油及天然氣，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)采，我國(guó)各大主要油氣田均已成為高含水油氣田，井下含油量低，且油水分布不均勻，開(kāi)采出的油氣含水量也越來(lái)越高，開(kāi)采成本逐步加大，對(duì)此現(xiàn)象，必須采用新的開(kāi)采技術(shù)取代原有的注水加壓采油方式，提高油氣采收率，降低成本，本文主要針對(duì)目前石化行業(yè)的高含水油氣田采收技術(shù)進(jìn)行研究，供相關(guān)從業(yè)人員參考。

1 不穩(wěn)定注水技術(shù)研究

不穩(wěn)定注水技術(shù)是一種將周期注水和液流方向隨時(shí)變化的技術(shù)結(jié)合而創(chuàng)新產(chǎn)生的新工藝。即按照注水井組輪流改變其注入方式，在油層中建立不穩(wěn)定的壓力降，促使原來(lái)未被水波及到的儲(chǔ)層、層帶和區(qū)段投入開(kāi)發(fā)，從而提高非均質(zhì)儲(chǔ)層的波及系數(shù)和掃油效率，即提高原油采收率。

傳統(tǒng)的井下石油開(kāi)采是向井下注入加壓水流，通過(guò)水的壓力，將井下的石油壓出井外，但隨著石油開(kāi)采作業(yè)時(shí)間的延長(zhǎng)，油井下的水含量越來(lái)越高，且呈現(xiàn)井下油層分布不均的狀況，由于水流在使用傳統(tǒng)工藝時(shí)無(wú)法真正到達(dá)地下原油高滲透層位置，開(kāi)采出的原油水含量越來(lái)越高，導(dǎo)致注水壓油的原油采收率越來(lái)越低，因此，必須改變傳統(tǒng)石油開(kāi)采模式，加大高滲透層的采油率。而我國(guó)目前針對(duì)提高高含水油井采取的最主要措施就是采用不穩(wěn)定注水技術(shù)，不穩(wěn)定注水是一種通過(guò)不間斷地、不停改變注水量及注水方向的方法，使注入的水流能夠均勻地流向地下儲(chǔ)油層的各個(gè)區(qū)域的技術(shù)。地下油層的滲透率不同，在采用傳統(tǒng)加壓注水工藝時(shí)，地下高滲透油層由于吸水性能良好，吸水量極大，壓力上升快，而低滲油層吸水量低，壓力上升不明顯。采用不穩(wěn)定注水，在高低滲透層注水量相同時(shí)停止注水，可使高滲透層的水快速向低滲透層流動(dòng)，加強(qiáng)各滲透層中毛管的吸滲作用，加強(qiáng)高低滲透層之間原油的流動(dòng)性，利用毛管的吸滲作用將水更好地流入地滲透層，使低滲透層的原油流向高滲透層。另外，低滲透率的油層，由于毛管半徑小，而導(dǎo)致其毛管的壓力較大；而高滲透層的情況則與之相反，在采取不穩(wěn)定注水時(shí)，可降低甚至取消毛管力的壓差，從而增強(qiáng)毛管力的驅(qū)油能力，由于高滲透層的毛管壓力小，對(duì)水流阻力小，水流就會(huì)隨著高滲透層的毛管流向低滲透層，使水的壓力將低滲透層的原油排出流至高滲透層，再由水壓一起于高滲透層的原油一起排出井外。

使用不穩(wěn)定注水技術(shù)向井內(nèi)注水的初期，注入的水流由于不規(guī)則壓力的影響，使水流能夠均勻地流入地下油層的低滲透層和高滲透層的低滲透區(qū)域，從而使傳統(tǒng)工藝施工時(shí)無(wú)法使之流動(dòng)的低滲透區(qū)域的原油，能夠隨著水流而流動(dòng)；另一方面，隨著水流的不斷加大，會(huì)使得高滲透層中大口徑毛管中的水流流入小口徑毛管，使低滲透層獲得更大的彈性動(dòng)能，彈性動(dòng)能會(huì)隨著注水量的加大而增強(qiáng)，在足夠大的動(dòng)能的作用下，可使低滲透層的原油流動(dòng)，便于原油的采收。對(duì)于藏在地下油層邊緣的小型區(qū)域，采用傳統(tǒng)工藝很難控制其儲(chǔ)量流動(dòng)，因此在采用不穩(wěn)定注水時(shí)，應(yīng)對(duì)處于邊緣區(qū)域的油層施加最大注水壓力，當(dāng)注水結(jié)束后，由于此區(qū)域的壓力會(huì)向其他區(qū)域轉(zhuǎn)移而使水流流動(dòng)，從而帶動(dòng)該區(qū)域的原油流出。

2 優(yōu)選管柱排水采氣技術(shù)研究

優(yōu)選管柱采氣技術(shù)適用于天然氣采收的中后期，此階段然氣井內(nèi)水含量較高，氣井內(nèi)壓力低，此時(shí)采取傳統(tǒng)的大口徑井管開(kāi)采作業(yè)，井內(nèi)氣體流動(dòng)速度明顯降低，無(wú)法與井內(nèi)液流速度一致，從而導(dǎo)致井內(nèi)積液過(guò)多，形成高含水天然氣井，使天然氣開(kāi)采的效率下降。這是由于天然氣氣水比重不穩(wěn)定，無(wú)法做到連續(xù)將井內(nèi)液體帶出井外。對(duì)此，面對(duì)此種狀態(tài)必須及時(shí)調(diào)整開(kāi)采工藝，將原先的大口徑管柱改為小口徑管柱鉆探作業(yè)，即采用優(yōu)選管柱采氣作業(yè)法。

其工作原理是，通過(guò)縮小管柱口徑來(lái)降低其截面積，減少管徑內(nèi)氣流滑脫損失，以提高管柱內(nèi)氣體的流動(dòng)速度，確保管柱的氣流速度與井內(nèi)液流速度相一致，再利用采氣井內(nèi)自有的能量使管柱能夠?qū)⒘魅牍芫囊毫魅繋С?。此種工藝方法僅需改變管井口徑，無(wú)需再使用額外的設(shè)備，生產(chǎn)成本較低，且整改時(shí)間較短，對(duì)天然氣生產(chǎn)不造成較大影響。將管柱口徑改小可以以通過(guò)提高天然氣流速的方式來(lái)提高井內(nèi)液流的流動(dòng)效率，使井內(nèi)積液快速排出的同時(shí)將天然氣帶出井外，不降低其生產(chǎn)效率。選擇井管時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況精確計(jì)算出井管口徑，避免由于選擇的管徑較小而導(dǎo)致管井內(nèi)摩擦阻力過(guò)大，從而限制了井底流壓，影響管井出氣產(chǎn)量。選擇管井時(shí)應(yīng)充分考慮氣井連續(xù)排液所需最低流速時(shí)的所承受的氣體密度、液體密度及界面的張力。

3 結(jié)論

石油及天然氣做為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要能源，有著不可忽視的重要作用，而隨著采用傳統(tǒng)注水加壓法對(duì)石油及天然氣開(kāi)采的時(shí)間的推移，高含水油氣田在我國(guó)已是普遍存在現(xiàn)象，研究針對(duì)高含水期的油氣田的施工工藝，有利于提高油氣采收效率，降低生產(chǎn)成本，為國(guó)家的工業(yè)發(fā)展和居民生活水平的提高做出貢獻(xiàn)。

［1］梁毅，石海霞，魏韋，趙春，樊松.安塞油田中高含水期剩余油有效動(dòng)用技術(shù)研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2014，28（6）.

［2］李才學(xué)，沈曦，賈衛(wèi)平，毛立華，朱黎明.高含水期油藏液流方向優(yōu)化及流線模擬［J］.斷塊油氣田，2015，22（5）.

劉光輝（1984- ）男， 安徽阜南人，漢族 ，工程師 ，研究方向：石油與天然氣工程 ，提高采收率理論與技術(shù)。