杜210塊注空氣輔助蒸汽吞吐開采技術(shù)研究與應(yīng)用

李峻宇

摘要：針對(duì)杜210區(qū)塊高周期、高采出程度、地層壓力低等情況，進(jìn)一步完善并應(yīng)用了注空氣輔助蒸汽吞吐開采整體技術(shù)。該技術(shù)在杜210塊實(shí)施后，油井周期吞吐效果得到改善，增油效果顯著，為普通稠油區(qū)塊中后期開發(fā)提供借鑒意義，應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：注空氣；杜212塊；輔助蒸汽吞吐；開采

前言

曙光油田以稠油開發(fā)為主，目前已經(jīng)進(jìn)入稠油開發(fā)中后期，“兩高三低”矛盾日益突出，急需高效的輔助措施，提高油井產(chǎn)能。注空氣輔助蒸汽吞吐開采技術(shù)2008年在曙光油田進(jìn)行前期試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：該項(xiàng)技術(shù)具有成本低、施工工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，能夠有效補(bǔ)充地層能量，改善油井周期吞吐效果。尤其對(duì)于氣竄不嚴(yán)重的低壓油藏效果更加顯著。

1 杜210塊區(qū)塊

1.1區(qū)塊概況

杜210塊位于曙一區(qū)西南部，是曙光油田普通稠油主力區(qū)塊之一。該區(qū)塊經(jīng)歷了基礎(chǔ)井網(wǎng)實(shí)施階段，井網(wǎng)加密調(diào)整階段：產(chǎn)量遞減階段：2000-2012年，階段末采油速度只有0.36%，采出程度25.94%。

1.2 區(qū)塊矛盾分析

1.2.1 高周期、高采出程度、地層壓力低

（1）高周期

目前區(qū)塊平均吞吐周期為12.5，其中61%的油井在12周期以上，9%的油井周期在9-11周期，13%的油井在6-8周期，17%的油井在5周期以內(nèi)。

（2）高采出程度

杜210塊地質(zhì)儲(chǔ)量1338萬噸，可采儲(chǔ)量376萬噸，目前累積采油347萬噸，采出程度達(dá)到25.94%，可采儲(chǔ)量采出程度已經(jīng)達(dá)到92.43%。

（3）地層壓力低

目前地層壓力只有1.17Mpa，壓力系數(shù)0.12，只有原始?jí)毫Φ?1.5%。

1.2.2 低油汽比、低產(chǎn)能井逐年增多

杜210塊目前油汽比大于0.4的油井只有9%，0.2-0.4之間的油井有17%，小于0.2的油井達(dá)到了74%。而平均日產(chǎn)能大于2噸的油井有16%，1-2噸的有20%，低于1噸的達(dá)到了64%。

1.2.3井況逐年變差

杜210塊井下技術(shù)狀況有問題總井?dāng)?shù)為123口，占總井?dāng)?shù)的52.3%。

2 注空氣輔助蒸汽吞吐開采技術(shù)研究

對(duì)其增產(chǎn)機(jī)理進(jìn)行研究，同時(shí)進(jìn)行安全防控技術(shù)研究，保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全，最后對(duì)其配套技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，完善整體技術(shù)。

2.1 增產(chǎn)機(jī)理研究

在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的同時(shí)，通過物模實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算，系統(tǒng)研究了空氣助排采油技術(shù)增產(chǎn)機(jī)理。明確其具有增壓助排、提高熱效率及重力分異三項(xiàng)增產(chǎn)機(jī)理。

2.1.1 增壓助排作用

注入空氣具有明顯的增壓作用，對(duì)于5MPa的高壓油藏，蒸汽和氣體可使油藏壓力提高5%左右；對(duì)于1MPa的低壓油藏，蒸汽和氣體可使油藏壓力提高50%～100%；氣體的增壓作用與蒸汽相當(dāng)；油藏開發(fā)后期采用注空氣方法增壓助排作用明顯。

2.1.2 提高熱效率作用

與注蒸汽相比，注入空氣可明顯增大加熱腔體積和油藏壓力，原因在于氣體能夠降低蒸汽分壓及氣體本身的熱載體作用。采蒸汽+空氣加熱腔平均溫度要低于蒸汽加熱腔，分別為152℃和176.7℃。另外，注蒸汽+空氣形成高壓區(qū)體積要明顯大于注蒸汽，是其3倍以上，增壓效果明顯。

2.2 安全防控技術(shù)研究

2.2.1 理論計(jì)算

對(duì)目前國內(nèi)外氧含量爆炸極限計(jì)算方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，優(yōu)選三種適合曙光油田的計(jì)算方法進(jìn)行理論計(jì)算。分別是按照完全燃燒時(shí)的化學(xué)理論濃度進(jìn)行計(jì)算、根據(jù)碳原子數(shù)進(jìn)行計(jì)算、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，分別計(jì)算注空氣、注蒸汽-燜井階段、開采階段，各階段不能發(fā)生爆炸。

2.2.2 尾氣燃爆實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行了工況條件下氧含量爆炸極限實(shí)驗(yàn)，取不同區(qū)塊的尾氣進(jìn)行燃爆試驗(yàn)，，結(jié)果表明：氧含量爆炸極限為12.35%。確定氧含量爆炸極限為12.35%，考慮稠油區(qū)塊氣竄因素，便于生產(chǎn)組織，確定氧含量預(yù)警值為5%。

2.3 配套技術(shù)研究

在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中，通過與高校合作或自主研發(fā)了一系列配套技術(shù)，逐步完善了注空氣輔助蒸汽吞吐開采技術(shù)。

2.3.1 研制了新型催化劑配方

開展了催化劑作用機(jī)理研究，并研制成功了新型催化劑配方。優(yōu)選出催化劑的用量。

2.3.2 研制了氧含量在線監(jiān)測(cè)裝置

注空氣強(qiáng)化采油技術(shù)措施實(shí)施過程中，周圍油井套管氣中的氧氣監(jiān)測(cè)是重要的安全控制點(diǎn)。隨著措施井次的增加，監(jiān)測(cè)工作量在不斷加大，人力監(jiān)測(cè)存在失誤和監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)，有可能導(dǎo)致爆炸、中毒等事故的發(fā)生。針對(duì)以上問題，研制開發(fā)了油井套管氣時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)。該技術(shù)具有連續(xù)、時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，超標(biāo)預(yù)警、通知，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢等功能。通過安全控制技術(shù)的提升消除安全隱患，并指導(dǎo)采油站合理利用自產(chǎn)氣，降低天然氣浪費(fèi)和污染環(huán)境。

2.3.3 研制了空氣剖面測(cè)試裝置

通過注空氣剖面和措施前、后蒸汽剖面對(duì)比，可清晰判斷空氣和蒸汽注入目的層，是深入研究空氣增產(chǎn)機(jī)理、實(shí)施方案確定重要的數(shù)值依據(jù)。研制了消泡式旋翼流量壓差剖面測(cè)試儀，并設(shè)計(jì)了地面校驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行校驗(yàn)，測(cè)試誤差小于5%。目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用狀況良好。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

3.1現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

截止目前，累計(jì)實(shí)施43井次，累注空氣470×104Nm3，其中可對(duì)比38井次，同期對(duì)比凈增油11591.4噸，平均單井増油305噸，増油幅度達(dá)83.7%。

3.2 典型井例

曙1-25-369井1997年投產(chǎn)，隨著開發(fā)時(shí)間的增長，周期產(chǎn)油量及油汽比均大幅度下降，18周期累產(chǎn)油只有308噸，平均日產(chǎn)只有0.88噸，油汽比只有0.154，19周期實(shí)施空氣助排采油技術(shù)。周期對(duì)比増油1328噸，油汽比提高0.664，平均日產(chǎn)提高1.64噸，注汽壓力提高1.53MPa，措施效果顯著。

3.3效果分析

（1）調(diào)整吸汽剖面

空氣進(jìn)入并暫堵低壓層，提高了該區(qū)域注汽啟動(dòng)壓力，迫使蒸汽進(jìn)入中低滲透層，注蒸汽壓力有所升高，對(duì)比措施前后提高0.7MPa，層間動(dòng)用有所改善。

通過曙1-026-0368井措施前后吸汽剖面對(duì)比可以看出，原本不吸汽的31號(hào)層開始吸汽，而原來吸汽較強(qiáng)的30、36、40號(hào)層得到抑制，其他吸汽較差的層吸汽量均有所增加，調(diào)整吸汽剖面作用明顯。

（2）油汽比大幅度提高

可對(duì)比的38井次，階段油汽比由措施前的0.168提高到措施后的0.300，提高0.132，油井周期吞吐效果得到明顯改善。

（3）恢復(fù)長停井

恢復(fù)長停井8口，周期對(duì)比増油4304.3噸，平均單井増油538噸，長停井恢復(fù)效果好。

4 結(jié)論及建議

（1）注空氣輔助蒸汽吞吐開采技術(shù)在杜210塊實(shí)施后，同期對(duì)比凈增油11591.4噸，油井周期吞吐效果得到改善。

（2）研制了新型催化劑配方、空氣剖面測(cè)試裝置等配套技術(shù)，進(jìn)一步完善了注空氣輔助蒸汽吞吐開采技術(shù)。

（3）注空氣輔助蒸汽吞吐開采技術(shù)成本低、施工工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益可觀，應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中油遼河油田分公司曙光采油廠工藝研究所）