復雜油藏注氣提高采收率配套技術(shù)研究與應用

摘要：油田部分油藏具有井深、井距大、高溫、高壓、高鹽、地質(zhì)條件復雜等特點，原油產(chǎn)量遞減加大，應積極開展提高采收率方法研究及先導性試驗。由于特殊的油藏、地質(zhì)條件，面臨諸多問題和技術(shù)挑戰(zhàn)，無法有效解決油藏面臨的問題。研究表明，注氣提高采收率技術(shù)在油田具有較好的適應性，然而由于該技術(shù)的復雜性，需要慎重、充分研究制約注氣開發(fā)和提高注氣開發(fā)效果的影響因素。為此，筆者結(jié)合分析了注氣開發(fā)過程中可能遇到的問題，并提出相關(guān)對策與建議。

關(guān)鍵詞：高壓油藏；地質(zhì)特征；注氣開發(fā)；適應性研究；采收率；配套技術(shù)

1 復雜油藏開發(fā)現(xiàn)狀及技術(shù)需求

研究區(qū)油藏具有構(gòu)造相對簡單且完整、油藏類型多、含油層系多的地質(zhì)特征。儲層物性及原油物性好，油水粘度比低，有利于復雜開發(fā)油藏均質(zhì)段復雜采出程度接近 60%。盡管目前原油產(chǎn)量遞減得到一定控制，但遞減率仍然較高。油藏儲層縱向上非均質(zhì)性相對嚴重，很多油藏復雜后殘余油飽和度約為40%。殘余油主要集中在物性較差的儲層頂部及夾層附近，呈現(xiàn)總體分散、局部富集的特點，稀井網(wǎng)條件下有效動用難度較大。在目前開發(fā)水平下，超深井精細分層注水、高溫高鹽油藏堵水調(diào)剖和深部調(diào)驅(qū)、水平井堵水調(diào)剖、化學驅(qū)等高溫高鹽油藏提高采收率的主體技術(shù)還不配套。從提高采收率的角度分析，采用聚合物驅(qū)難度較大，表面活性劑驅(qū)對溫度、壓力及礦化度又比較敏感。由于油田具有天然氣資源豐富的優(yōu)勢，注氣或注氣泡沫驅(qū)技術(shù)具有較大的提高原油采收率潛力。

2 注氣提高采收率的優(yōu)勢

氣體具有滲流阻力低，注入能力強，易于驅(qū)替低滲透層剩余油的特點。隨著注氣機理和應用研究的不斷深入，注入氣體的類型也在不斷豐富，如二氧化碳、氮氣、天然氣、空氣和煙道氣等。根據(jù)具體油藏條件的不同，開發(fā)方式也不盡相同，有混相驅(qū)、非混相驅(qū)、近混相驅(qū)和注氣維持地層壓力驅(qū)油等。氣驅(qū)采油包括多項復雜的機理，例如抽提、溶解、蒸發(fā)、凝析和增溶等多種改變原油相態(tài)特征的作用機理。對于常規(guī)復雜后的油藏，注氣提高采收率幅度可達10%～15%。氣體作為驅(qū)油介質(zhì)比其他驅(qū)油劑、調(diào)剖劑具有更好的耐溫性，尤其是天然氣和氮氣在特高溫度條件下仍具有良好的驅(qū)油性質(zhì)，對油藏溫度適應范圍非常寬。然而，任何技術(shù)在發(fā)揮其優(yōu)勢的同時，都不能否定和忽視其局限性和不利因素。注氣開發(fā)的不利因素主要體現(xiàn)在：①易發(fā)生指進，非均質(zhì)性油藏的氣竄嚴重，波及效率低；②注二氧化碳和空氣存在腐蝕問題；③瀝青質(zhì)沉積問題等。此外，與復雜相比，注氣作業(yè)操作復雜，投資較大；由于具體油藏條件不同，技術(shù)穩(wěn)定性也較差。

3 關(guān)鍵問題及對策

3.1 氣體類型及試驗區(qū)選區(qū)

氣源是氣驅(qū)能否進行的基礎(chǔ)及成功的關(guān)鍵問題之一。考慮注氣成本，因地制宜地選擇氣源非常重要。研究區(qū)油田具有豐富的天然氣資源，而且烴類氣體具有易混相、腐蝕小、無產(chǎn)出氣的分離問題等優(yōu)點。室內(nèi)實驗研究表明：油田注烴氣基本能實現(xiàn)混相驅(qū)，預計比復雜提高采收率14%～16%。因此，建議選擇烴氣作為油田注氣的氣源。注氣試驗區(qū)選擇是另一個關(guān)鍵問題。由于滲透率太低，氣水交替注入困難，只能采用直接氣驅(qū)，注氣方式單一，易氣竄，影響注氣開發(fā)效果。因此，對于研究區(qū)油田來說，建議選擇條件適中的輕質(zhì)油油藏進行試驗，獲得技術(shù)突破后，再逐步向低滲透油藏推廣。綜合考慮各區(qū)塊的油藏條件和原油物性，篩選出27 個適合注氣開發(fā)單元，預計可增加可采儲量2 035×104 t，比復雜提高采收率12%。

3.2 驅(qū)替類型及注入方式

采用何種驅(qū)替類型（垂向驅(qū)還是面積驅(qū)）進行注氣開發(fā)至關(guān)重要。對于傾斜油層，注氣到構(gòu)造上傾部位，并以低速驅(qū)替，利用重力維持氣體與原油混合（垂向驅(qū)），抑制指進，可以提高波及效率。對于水平層狀油藏，水平驅(qū)（面積驅(qū)）可波及整個油層，采用面積布井方式，可減少油氣的重力分離，并易于對開發(fā)方式進行適當?shù)恼{(diào)整。對塔里木油田來說，既有符合垂向驅(qū)條件的油藏，也有符合水平驅(qū)條件的油藏，建議具體區(qū)塊具體分析，發(fā)揮優(yōu)勢，分別開展垂向驅(qū)及水平驅(qū)試驗。由于純氣驅(qū)易發(fā)生粘性指進，特別是在研究區(qū)的強非均質(zhì)性油藏，容易發(fā)生氣竄等問題，導致波及效率降低。氣水同注能極大緩解這一難題，但考慮到流度的穩(wěn)定性、完井費用、重力分異和操作的復雜性，目前 80%以上的注氣項目采用的是氣水交替注入，既能降低單純注氣的成本，又便于操作。

3.3 氣竄控制技術(shù)

由于氣體粘度小，流度比高，極易發(fā)生氣竄現(xiàn)象，導致體積波及系數(shù)偏低，整體采收率提高不明顯。粘性指進、重力分異和儲層非均質(zhì)性等是加劇氣竄發(fā)生的重要因素。在現(xiàn)場注氣過程中，由于對油藏了解不夠或油藏描述不確切，面對普遍發(fā)的超覆現(xiàn)象，經(jīng)常無法制定有效的應對措施，導致很多油井被迫提前關(guān)井，影響生產(chǎn)。一般來說，儲層越厚，重力分異引發(fā)氣竄越嚴重。因此，如何實現(xiàn)流度控制、減緩氣竄是油田實施注氣采油亟待解決的關(guān)鍵問題之一。建議在合適地區(qū)使用水平井、近井距單井組注入，可顯著提高波及效率，進而提高采收率。

3.4 注氣配套技術(shù)

注氣是一個涉及面廣的系統(tǒng)工程，須在多方面配合才能做好評價和實施工作，因此，應加大注氣配套技術(shù)研究。配套技術(shù)主要包括注入工藝、動態(tài)監(jiān)測、防氣竄和注采調(diào)控技術(shù)等。

研究區(qū)油田的地質(zhì)條件對現(xiàn)場壓縮機及出口壓力選擇、注氣管柱設計提出了更高的要求。由于注入壓力和排量的相關(guān)性，壓縮機選擇應在油藏工程方案確定后再進行。建議在研究區(qū)油田注氣目標區(qū)塊開展注氣、采氣平面和垂向監(jiān)測工作，通過 2個剖面的監(jiān)測對塔里木油田注氣過程中的氣體運移規(guī)律進行研究，為應對氣竄過早發(fā)生、制定合理的注氣方案、調(diào)整設計方案和尋找應對措施等提供第一手詳細資料。開展注氣防竄和改善波及效率的措施或注入方式時，常引起注入能力異?，F(xiàn)象，致使現(xiàn)場試驗無法按設計方案順利進行，因此應注意氣水交替注入過程中，三相流動、井筒溫度場變化等因素能使相對滲透率改變，從而使注氣過程中易在近井層產(chǎn)生沉淀物（水合物或瀝青），降低注入能力，產(chǎn)生結(jié)垢或壓迫損壞管線，破壞套管內(nèi)防腐層，導致產(chǎn)量降低甚至停產(chǎn)等問題，針對上述問題，開展注水注氣溫度差、氣水切換、腐蝕、結(jié)垢、瀝青質(zhì)水合物沉積等諸多問題研究，并制定針對性的措施。在氣驅(qū)開始時，注氣井附近大部分地區(qū)壓力均高于最小混相壓力，為混相驅(qū)，而生產(chǎn)井附近大部分區(qū)域為非混相驅(qū)。隨著氣體注入，地層能量得到補充，混相驅(qū)范圍不斷擴大；而一旦注入能力下降，地層壓力得不到有效補充，將會導致混相驅(qū)范圍縮小，提高采收率效果下降。因此，建議進行注入井、生產(chǎn)井井筒溫度和壓力剖面預測，分析其對混相程度的影響；優(yōu)化生產(chǎn)井工作制度，進行井底流壓控制。

參考文獻

[1高春革.石油地質(zhì)工程中改善高含水期油田注水開發(fā)的措施[J].化工管理，2018（2）：22-22.

作者簡介：張偉，身份證號碼：140602198604180050，男，2009年7月參加工作。目前就職于塔里木油田公司油氣田產(chǎn)能事業(yè)部塔北項目部，2016年參與東河塘油田注氣開發(fā)試驗地面工程，2017年參與建設哈拉哈塘外圍區(qū)塊地面骨架工程建設等都按期安全順利完成投產(chǎn)。

（作者單位：塔里木油田公司油氣田產(chǎn)能事業(yè)部塔北項目部）