吐哈油田魯克沁地區(qū)稠油氮?dú)馀菽?qū)認(rèn)識(shí)與實(shí)踐

張永，裴玉彬，杜華君

（1.山東瑞恒興域石油技術(shù)開發(fā)有限公司，山東 青島 266000；2.山東達(dá)維石油技術(shù)有限公司，山東 東營(yíng) 257200）

魯克沁油田的多數(shù)區(qū)塊都屬于稠油油藏，埋藏深度為中深層或深層。在多年的開發(fā)中，形成了配套的注水開發(fā)工藝，主要以注水、分層系和調(diào)剖為手段。但是在開發(fā)過(guò)程中存在2個(gè)突出問(wèn)題：一是普通水驅(qū)開發(fā)采收率低；二是儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，稠油油藏含水上升速度快，區(qū)塊整體開發(fā)采收率偏低，只有13%～16%。

氮?dú)馀菽?qū)將氣驅(qū)和泡沫驅(qū)2個(gè)增產(chǎn)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，既具有氮?dú)怛?qū)油的特點(diǎn)，降低稠油開發(fā)的油流度比、改善水驅(qū)黏性指進(jìn)現(xiàn)象，又具有泡沫驅(qū)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)調(diào)驅(qū)作用。氮?dú)馀菽?qū)具有調(diào)剖和驅(qū)油的雙重功能，實(shí)現(xiàn)“邊調(diào)邊驅(qū)”的效果。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)油田的應(yīng)用，已經(jīng)驗(yàn)證了其是一種具有提高采收率的高效技術(shù)，有著很強(qiáng)的推廣價(jià)值。針對(duì)于魯克沁地區(qū)中部油藏的目前情況，在現(xiàn)有注水、分層系和調(diào)剖開發(fā)方式下，采收率提高的效果不明顯。通過(guò)開展氮?dú)馀菽?qū)技術(shù)的研究及應(yīng)用，可幫助魯克沁區(qū)塊提高深層稠油開發(fā)的采收率，對(duì)油田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)起到重要的作用。

1 地質(zhì)油藏情況

魯克沁采油廠的稠油區(qū)塊主要有玉北-連木沁構(gòu)造帶和魯克沁構(gòu)造帶，面積約900 km2，主要的產(chǎn)油油層為二疊系梧桐溝組和三疊系克拉瑪依組。構(gòu)造上分為4個(gè)區(qū)塊，其中中西區(qū)塊有2 套含油儲(chǔ)層疊置分布，北東區(qū)含油儲(chǔ)層主要在二疊。本次研究的氮?dú)馀菽?qū)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)就位于中區(qū)。

研究區(qū)域在魯克沁油田玉東203井區(qū)，試驗(yàn)區(qū)區(qū)域構(gòu)造圖見圖1。

圖1 吐哈油田魯克沁地區(qū)區(qū)域構(gòu)造圖

本區(qū)共部署4口注入井和19口采油井，總含油面積為0.54 km2，油層厚度約60 m，地質(zhì)儲(chǔ)量為4.543×106t，平均孔隙度為23.5%，平均滲透率為0.23 μm2。儲(chǔ)層埋藏深度為2 600～3 200 m，地層溫度約為80℃，地下原油黏度283～584 mPa·s，原油密度0.962 9 g·cm-3，原始?xì)庥腕w積比12.99，地層水礦化度100 252～174 925 mg·L-1，斷塊構(gòu)造發(fā)育，水體主要位于油層下部與邊部，屬于中孔中滲、厚層、斷塊型邊底水普通稠油砂礫巖深層油藏（圖2）。

圖2 魯克沁中區(qū)203井組油層剖面圖

2 注水開發(fā)主要問(wèn)題

魯克沁油田中部區(qū)塊開發(fā)多年以后，處于高含水開發(fā)階段，水驅(qū)矛盾嚴(yán)重，具體表現(xiàn)為：①油水黏度比大，油層垂向非均質(zhì)性強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致平面和剖面上矛盾嚴(yán)重，水驅(qū)波及體積很小，含水上升率增長(zhǎng)快；②水驅(qū)開發(fā)雖然使得三疊系的動(dòng)用效率得到提升，但是采收率要遠(yuǎn)低于預(yù)測(cè)的數(shù)值，采收率為5.22%，綜合含水為68%。

先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)井組203井組2008年3月開始注水開發(fā)，自注水開發(fā)后，液量上升迅速，但由于含水也增長(zhǎng)迅速，產(chǎn)量沒(méi)有較大提升，水驅(qū)效果日益衰退，提高采收率效果差，水淹情況嚴(yán)重，導(dǎo)致井區(qū)含水居高不下，見圖3。為了更好地提高魯克沁中區(qū)稠油的采收率，對(duì)該井組開展氮?dú)馀菽?qū)試驗(yàn)，力求擴(kuò)大波及體積，提高驅(qū)油效率。

圖3 玉東203區(qū)前期注水開發(fā)特征

3 氮?dú)馀菽?qū)效果分析

3.1 稠油油藏氮?dú)馀菽?qū)機(jī)理

泡沫驅(qū)技術(shù)是近幾年開始應(yīng)用的提高采收率的新技術(shù)，泡沫作為調(diào)剖劑和驅(qū)油劑，將泡沫驅(qū)和氣驅(qū)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了“邊調(diào)邊驅(qū)”的效果，可以解決油水流度比大、儲(chǔ)層非均質(zhì)嚴(yán)重引起的水驅(qū)指進(jìn)、波及體積小等問(wèn)題，作為單純水驅(qū)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的技術(shù)，具有很好的發(fā)展前景，并且是已經(jīng)被證明的一種提高采收率新技術(shù)，優(yōu)于單純的氮?dú)怛?qū)和泡沫驅(qū)。

3.1.1 宏觀驅(qū)油機(jī)理

泡沫提高縱向波及效率：泡沫流體進(jìn)入地層后，會(huì)優(yōu)先進(jìn)入滲流阻力小的儲(chǔ)層，流入高滲流通道，泡沫本身具有較高的視黏度，可以對(duì)高導(dǎo)流通道起到封堵作用，迫使后面進(jìn)入儲(chǔ)層的流體進(jìn)入導(dǎo)流能力較差的儲(chǔ)層，從而起到調(diào)剖的目的，改善層間或?qū)觾?nèi)之間的干擾關(guān)系，提高油層的波及體積，解決注水開發(fā)出現(xiàn)的剖面突進(jìn)嚴(yán)重的問(wèn)題。

提高油層波及體積：泡沫的運(yùn)移過(guò)程是在多孔介質(zhì)中不斷的起泡—消泡—起泡的過(guò)程，特別是當(dāng)應(yīng)用氣液交替的注入方式時(shí)，在泡沫破滅或泡沫較少的情況下，氣體的滲透能力遠(yuǎn)大于液體注入的滲流能力，迫使氣體進(jìn)入低滲透通道，可以將水驅(qū)波及不到的低滲透儲(chǔ)層，尤其是在不同沉積環(huán)境下搭接連通的儲(chǔ)層，把難開發(fā)、未動(dòng)用的剩余油驅(qū)替出來(lái)，從而提高儲(chǔ)層的波及體積。

降低油水流度比：稠油在常規(guī)水驅(qū)開發(fā)的過(guò)程中，由于油水黏度比差異較大，使得油水產(chǎn)生過(guò)大的流度比，注水開發(fā)容易形成黏性指進(jìn)的現(xiàn)象，出現(xiàn)水驅(qū)效果不均衡、波及體積小的情況。目前魯克沁油田中部區(qū)塊含水率在73%，油水流度比為200～300，原油采出程度低于5%。增加驅(qū)替液的黏度可以改善流度比，較高視黏度的泡沫在巖心中流動(dòng)時(shí)的泡沫流動(dòng)的有效黏度遠(yuǎn)高于原油黏度，有利于控制油水流度，改善水驅(qū)矛盾突出的問(wèn)題，進(jìn)一步提高驅(qū)油效率。

3.1.2 微觀驅(qū)油機(jī)理

乳化攜帶機(jī)理：由于表面活性劑的加入，油滴可以溶解到膠束中，產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，形成水包油型乳化液，在壓差的作用下，乳化液攜帶溶解的油滴沿壓降方向運(yùn)移（圖4）。在水驅(qū)程度較高的孔隙中，可明顯見到這種乳化和攜帶油珠滲流的現(xiàn)象。

圖4 泡沫對(duì)稠油乳化和攜帶作用

剝離油膜作用：孔隙表面潤(rùn)濕性的非均質(zhì)性和原油中的重組分的作用，導(dǎo)致了有部分油滴或油段殘留在孔隙壁上。如圖5所示，在表面活性劑的降低油水界面張力和改變?cè)偷牧髯冃缘淖饔孟?，大量的油滴和油段被剝離成呈分散的細(xì)粉狀或絲狀，隨水流動(dòng)，被驅(qū)出孔隙。

圖5 泡沫對(duì)稠油剝離油膜作用

降低界面張力：起泡劑多為表面活性劑，能降低油水界面張力，使束縛油變成可流動(dòng)油。當(dāng)泡沫體系被注入儲(chǔ)層后，該泡沫體系先進(jìn)入高滲透層段，由于該層段內(nèi)已經(jīng)過(guò)強(qiáng)水沖洗，含水飽和度達(dá)到很高，含油飽和度比較低，該層段內(nèi)容易生成穩(wěn)定的泡沫流體，大幅度地降低了流體的流度，增大了流動(dòng)阻力，從而調(diào)整了整個(gè)油層的注入剖面。同時(shí)，后續(xù)驅(qū)替液在泡沫與孔壁間的縫隙中流動(dòng)，剝落巖壁上的油膜，驅(qū)出小孔隙中的剩余油，提高了該層段的驅(qū)油效率。

3.2 玉東203井組氮?dú)馀菽?qū)效果分析

玉東203井組于2015年4月開始注氣，采用“氣液交替”注入的方式，開注后兩個(gè)月開始見效，液量維持平穩(wěn)下降，含水下降顯著且穩(wěn)定，產(chǎn)量提高顯著，截至2018年7月25 日，累計(jì)注泡沫液40 403 m3，累計(jì)注氮?dú)?84.73萬(wàn)m3，周圍受效井共計(jì)6口，累增油達(dá)3.1萬(wàn)t，平均有效期916 天。

3.3 玉東203井組單井效果分析

玉東2-121井為玉東203區(qū)典型見效井特征（圖7），前期表現(xiàn)為“高含水、高液量、低油量”，受氮?dú)馀菽?qū)影響，含水降幅大且波動(dòng)大（90%→30%），油量提升大且較為波動(dòng)（2.14→12.89 t），液量呈平穩(wěn)下降趨勢(shì)（24.6→13.67 m3），受鄰井玉東3-3 注水影響含水呈波動(dòng)模式，該井位于主應(yīng)力/裂縫方向，見效時(shí)間較砂體展布方向快，見效期54 d，有效期長(zhǎng)達(dá)1 164 d，累增油8 208.17 t。

圖6 玉東203區(qū)203井組注入與生產(chǎn)曲線

玉東3-121井也為玉東203區(qū)典型引效見效井特征（圖7），前期表現(xiàn)為“高含水、高液量、低油量”，開注后并未有明顯效果，而采取吞吐作業(yè)后，引效后呈現(xiàn)出該區(qū)明顯見效特征“降液降水提油”，因此對(duì)長(zhǎng)期不見效井可及時(shí)采取引效措施：封堵水、補(bǔ)改層與吞吐，這對(duì)于以后長(zhǎng)期不見效井有指導(dǎo)借鑒意義。

圖7 玉東203區(qū)203井組典型單井見效特征生產(chǎn)曲線

表1 玉東203井組單井見效數(shù)據(jù)表

4 結(jié)束語(yǔ)

魯克沁油田中部區(qū)塊經(jīng)多年開發(fā)后己進(jìn)入中高含水開發(fā)階段，水驅(qū)矛盾日益突出，水驅(qū)波及體積小，含水上升快，動(dòng)用儲(chǔ)量有限，采收率低。為改變魯克沁稠油水驅(qū)開發(fā)含水上升快、采收率低的問(wèn)題，開展了氮?dú)馀菽?qū)提高采收率技術(shù)的研究和試驗(yàn)，目前已覆蓋13個(gè)井組38口油井，見效井31口，見效率71%，見效井初期增油128.2 t·d-1，目前增油82.7 t·d-1，含水由78%下降至40%，直接累增油8.6萬(wàn)t，氮?dú)馀菽?qū)提高采收率技術(shù)在稠油開發(fā)中實(shí)現(xiàn)突破，創(chuàng)新效果明顯。

魯克沁油田氮?dú)馀菽?qū)試驗(yàn)區(qū)，增油降水效果顯著，預(yù)測(cè)提高采收率7.1%，證明了氮?dú)馀菽?qū)技術(shù)適合魯克沁油田深層稠油的開發(fā)，提高了油田開發(fā)的采出程度，是現(xiàn)階段改善稠油水驅(qū)開發(fā)效果的重要研究方向，對(duì)長(zhǎng)期不見效井可及時(shí)采取引效措施（封堵水、補(bǔ)改層與吞吐），對(duì)深層稠油的有效開發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。