蒸汽驅(qū)+高溫氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)研究及應(yīng)用

薛成鋼

【摘 要】遼河油田齊40塊蒸汽驅(qū)于2003年7月轉(zhuǎn)入7個(gè)擴(kuò)大試驗(yàn)井組，在蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中個(gè)別汽驅(qū)井組出現(xiàn)油汽比和采注比較低、汽竄等問(wèn)題。為了進(jìn)一步提高汽驅(qū)井組的油汽比，防止汽竄加劇的現(xiàn)象，在對(duì)齊40區(qū)塊油井進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗(yàn)并研制取得成功的基礎(chǔ)上，引進(jìn)實(shí)施蒸汽驅(qū)+高溫氣體驅(qū)油技術(shù)，實(shí)施后汽驅(qū)井組見(jiàn)到了很好的生產(chǎn)效果。為全塊整體轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)后進(jìn)一步提高汽驅(qū)井組油汽比奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為其他蒸汽驅(qū)區(qū)塊開(kāi)發(fā)提供了借鑒。

【關(guān)鍵詞】蒸汽驅(qū)+高溫氣體驅(qū)油技術(shù);研究及應(yīng)用

一、前言

高溫氣體驅(qū)油技術(shù)主要是利用注入到地層內(nèi)的化學(xué)驅(qū)油體系，在地層條件下發(fā)生反應(yīng)生成的CO2氣體、及其反應(yīng)生成物、表面活性劑的協(xié)同效應(yīng)，達(dá)到提高蒸汽波及體積和提高驅(qū)油效率的作用，提高油井產(chǎn)量。高溫氣體驅(qū)油劑生成的CO2和NH3與表面活性劑形成很好的驅(qū)油體系。對(duì)齊40塊進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，通過(guò)大量試驗(yàn)得知：CO2-堿-表面活性劑體系對(duì)齊40塊蒸汽驅(qū)井組的驅(qū)油率達(dá)到13%以上。應(yīng)用該技術(shù)能夠極大地提高齊40塊蒸汽驅(qū)井組的原油采收率。

二、區(qū)塊開(kāi)采現(xiàn)狀

注汽井由于采取籠統(tǒng)注汽，由于蒸汽的超覆作用，油層縱向動(dòng)用程度僅為63%，且蒸汽進(jìn)入高滲透層導(dǎo)致高滲透層出現(xiàn)高含水和汽竄現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了油井的正常生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)齊40-9-029注汽井的吸汽剖面分析該井油層有11.3m不吸汽，該井組對(duì)應(yīng)的3口生產(chǎn)井汽驅(qū)效果較差，2口生產(chǎn)井高含水且井口溫度達(dá)到了110℃以上。為了進(jìn)一步改善汽驅(qū)井組開(kāi)發(fā)效果，改善注汽井的吸汽剖面和驅(qū)替效果，引進(jìn)研制和應(yīng)用蒸汽驅(qū)+高溫氣體驅(qū)油技術(shù)。

三、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

3.1.室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究及效果評(píng)價(jià)

對(duì)制備好的巖心進(jìn)行200℃蒸汽驅(qū)至殘余油狀態(tài)（產(chǎn)出液含水達(dá)98%以上）;然后注入0.3PV的需要評(píng)價(jià)的高溫氣體驅(qū)油劑，恒溫靜置24h;再進(jìn)行200℃蒸汽驅(qū)至產(chǎn)出液含水達(dá)到98%以上;計(jì)算兩個(gè)過(guò)程的驅(qū)油效率，然后對(duì)二者進(jìn)行比較，最后評(píng)價(jià)出提高驅(qū)油效率幅度大的高溫氣體驅(qū)油劑。

高溫氣體驅(qū)油劑提高蒸汽驅(qū)油效率試驗(yàn)包括：

1）高溫氣體驅(qū)油劑中的表面活性劑不同對(duì)蒸汽驅(qū)油效率的影響;

2）高溫氣體驅(qū)油劑尿素+硝石+聚合物用量的不同對(duì)蒸汽驅(qū)油效率的影響;

3）高溫氣體驅(qū)油劑中AEO+AOS的復(fù)配物濃度不同對(duì)蒸汽驅(qū)油效率的影響。

3.2藥劑量計(jì)算

（1）1t高溫氣體驅(qū)油劑在地層完全分解所產(chǎn)生的壓力。

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1t高溫氣體驅(qū)油劑能分解出1510.43m3氣體。

壓力計(jì)算公式如下：

式中：P1為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力;0.1 MPa;

V1為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積，m3;

T1為常溫，K;

P2為1t高溫氣體驅(qū)油劑在地層條件下產(chǎn)生的壓力，MPa;

V2為蒸汽波及體積，45399.69m3;

T2為油層溫度，423K;

R為普適氣體恒量，0.0082MPa·l/mol·k

由上式計(jì)算出1t高溫氣體驅(qū)油劑在地層內(nèi)產(chǎn)生的壓力：P2=0.0047MPa。

（2）1t高溫氣體驅(qū)油劑在地層內(nèi)完全分解產(chǎn)生的體積。計(jì)算公式如下：

式中：P1—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力，0.1 MPa;

V1—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積，1510.43m3;

T1—常溫，298k（25+273）;

P3—地層壓力，2.5MPa;

V3—1噸高溫氣體驅(qū)油劑在地層內(nèi)完全分解產(chǎn)生體積，m3;

T3—油層溫度，423k（150+273）;

R—普適氣體恒量，0.082atm·l/mol·k。

由上式計(jì)算出1t高溫氣體驅(qū)油劑在地層內(nèi)完全分解產(chǎn)生的體積為V3=85.76 m3。

（3）高溫氣體驅(qū)油劑用量計(jì)算。

根據(jù)齊40-9-029井的處理半徑、吸汽層厚度、地層孔隙度等情況，用下式計(jì)算出高溫氣體驅(qū)油劑在地層中產(chǎn)生氣體的體積。

式中：β為含油飽和度，0.47;

h為吸汽層厚度，23.8m;

φ為地層孔隙度，0.3;

R為油井處理半徑，50m

根據(jù)上述公式計(jì)算出高溫氣體驅(qū)油劑在地層內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積為29705.97m3。

從而計(jì)算出藥劑量=346t。

（4）346t高溫氣體驅(qū)油劑在地層中產(chǎn)生的壓力是1.63MPa。

3.3現(xiàn)場(chǎng)施工工藝

⑴施工車(chē)輛包括400型水泥車(chē)2臺(tái)，30m3罐車(chē)6臺(tái)。

⑵現(xiàn)場(chǎng)施工方法。

施工前停止注汽，施工管線(xiàn)正連接，試壓20MPa不刺不漏合格后，再開(kāi)始施工。一次性注入346t高溫氣體驅(qū)油劑，接著正替清水5 m3。然后蒸汽驅(qū)。

四、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

齊40-9-029汽驅(qū)井組實(shí)施蒸汽驅(qū)+高溫氣體驅(qū)油技術(shù)后，井組產(chǎn)液量和產(chǎn)油量有了很大的上升，特別是井組增油效果顯著，截至措施有效期內(nèi)井組累計(jì)增油8016t，措施效果十分明顯。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

高溫氣體驅(qū)油劑每噸按3340元計(jì)算，每噸原油價(jià)格按3000元計(jì)算，投入115.6×104元，增油8016t，產(chǎn)值為2404.8×104元，創(chuàng)效益2289.2×104元。

投入產(chǎn)出比為115.6∶2404.8=1∶20.8。

五、結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論：

通過(guò)對(duì)齊40-9-029汽驅(qū)井組實(shí)施蒸汽驅(qū)+高溫氣體驅(qū)油技術(shù)，井組的產(chǎn)油量得到了很大的提高，證明了蒸汽驅(qū)+高溫氣體驅(qū)油技術(shù)在齊40蒸汽驅(qū)注汽井的應(yīng)用是可行的，能夠大幅度的提高汽驅(qū)井組的油汽比，最終提高汽驅(qū)井組的采收率。

5.2 建議：

目前施工工藝為一次性注入后注汽井連續(xù)注汽，建議下步改為段塞式注入，其效果會(huì)進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

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[3]韓冬，沈平平. 表面活性劑驅(qū)油原理及應(yīng)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001.8 21—37頁(yè).

（作者單位：遼河油田公司開(kāi)發(fā)事業(yè)部）