貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)不同階段技術(shù)政策優(yōu)化及應(yīng)用

沈煥文，陳建宏，曹 麗，王碧濤，饒?zhí)炖?，李化?/p>

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)技術(shù)綜合氣驅(qū)和泡沫驅(qū)的技術(shù)優(yōu)勢，具有快速補(bǔ)充地層能量、封堵高滲帶提高波及體積的雙重效果[1，2]。不同階段開發(fā)技術(shù)政策的制定調(diào)整要區(qū)別于水驅(qū)更需要充分考慮氣驅(qū)和泡沫驅(qū)的驅(qū)替作用機(jī)理，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)合礦場實(shí)驗(yàn)效果，認(rèn)為貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)技術(shù)初期以泡沫液封堵高滲層作用為主，后期以氣驅(qū)擴(kuò)大波及體積作用為主，同時氣體具有快速補(bǔ)充地層能量的作用，因此技術(shù)政策的優(yōu)化調(diào)整要考慮不同階段技術(shù)作用機(jī)理基礎(chǔ)上，要突出分析氣液兩相的注入量、注入速度即氣液比、注采比與地層能量恢復(fù)速度之間的匹配關(guān)系，確定合理的注入政策，才能最大限度發(fā)揮改善水驅(qū)、降水增油、提高采收率的效果。

1 技術(shù)作用機(jī)理

1.1 理論研究

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，空氣具有較好注入性，相比水驅(qū)注入能力要高30%～50%，能進(jìn)入更細(xì)小的基質(zhì)孔隙，有效補(bǔ)充地層能量；泡沫驅(qū)能夠有效封堵高滲層、擴(kuò)大氣體波及體積，起到降低含水的作用[3]；注入氣體存在超覆作用，在泡沫推進(jìn)過程中向上運(yùn)移，并在儲層上部聚集，能有效動用構(gòu)造上部注入水未能波及到以及微細(xì)孔隙中的剩余油。通過低溫氧化實(shí)驗(yàn)表明，初期以泡沫液封堵高滲層作用為主，后期以氣驅(qū)擴(kuò)大波及體積作用為主（見圖1）。

圖1 不同驅(qū)替作用對采收率的貢獻(xiàn)圖

1.2 礦場實(shí)踐

1.2.1 動態(tài)監(jiān)測資料響應(yīng)特征 吸水剖面測試統(tǒng)計資料表明，注入后5 年內(nèi)剖面吸水厚度增加，低滲不吸水層段參與吸水，水驅(qū)儲量動用程度由60.0%上升到68.5%，吸水形態(tài)由尖峰狀、指狀吸水變均勻，剖面改善效果顯著，認(rèn)為以泡沫液封堵作用為主；后期吸水剖面特征顯示，吸水剖面下移、吸水形態(tài)變差，認(rèn)為隨著氣體累計注入量的增加，受氣體超覆作用影響及重力影響，泡沫液下移，氣體驅(qū)替頂部低滲層段，擴(kuò)大縱向低滲層段的波及體積為主。

吸氣剖面測試成果表明（見表1），在氣液同注情況下，泡沫液優(yōu)先進(jìn)入底部物性較好層段，吸液比例達(dá)到70%左右，說明泡沫液封堵底部高滲層段，而頂部受氣體超覆作用，頂部儲層物性較差層段吸氣比例達(dá)到80%左右，說明氣體有效驅(qū)替頂部低滲層段剩余油，擴(kuò)大了波及體積。

表1 試驗(yàn)區(qū)兩口典型井吸氣剖面測試結(jié)果表

1.2.2 油井動態(tài)響應(yīng)特征 貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)歷經(jīng)十年的礦場實(shí)驗(yàn)，油井動態(tài)見效特征分三個階段。見效增油階段，注入5 個月后見效，地層能量保持水平由107.7%上升到119.8%，見效比例達(dá)95.2%，持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)近5.6 年，剖面吸水厚度增加、形態(tài)變好，動態(tài)表現(xiàn)為降水增油，認(rèn)為以泡沫液封堵高滲層段作用為主；效果變差階段，地層能量保持水平持續(xù)上升，壓力保持水平達(dá)到121.9%，剖面下移特征明顯，動態(tài)表現(xiàn)為含水上升，控水效果變差，認(rèn)為注入政策過大，地層能量過高導(dǎo)致效果變差；精細(xì)調(diào)整效果好轉(zhuǎn)階段，以合理地層能量保持水平為目的，通過突出降泡沫液注入量、提高注氣量的精細(xì)調(diào)整，地層能量保持水平由121.9%下降到120.5%，含水下降，降水效果明顯[4，5]，結(jié)合吸氣剖面資料，認(rèn)為氣體有效驅(qū)替低滲層段，擴(kuò)大波及體積作用為主。

2 不同階段技術(shù)政策優(yōu)化及應(yīng)用

在結(jié)合技術(shù)作用機(jī)理基礎(chǔ)上突出與礦場應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，著重對不同階段影響效果的氣液比、注采比、地層能量合理保持水平等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析，制定了貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)不同階段合理技術(shù)政策界限，且現(xiàn)場應(yīng)用降水增油效果進(jìn)一步提升。

2.1 注入初期技術(shù)政策優(yōu)化

注入初期，主要是泡沫液封堵水驅(qū)高滲層段作用為主，因此以快速補(bǔ)充地層能量、建立驅(qū)替系統(tǒng)為目的，加大泡沫液的注入量，充分發(fā)揮泡沫液封堵原水驅(qū)高滲帶突進(jìn)的優(yōu)勢通道，現(xiàn)場效果表明，通過突出大氣量、大液量，低氣液比調(diào)整思路，即氣液比保持在1.2:1～1.5:1，氣液折合注采比保持在2.0～2.5，地層能量快速上升，由107.7%上升到119.8%，油井大面積見效，以凈增油為主，年對年階段遞減由19.47%下降到4.41%，年對年含水上升率由10.31%下降到2.82%，穩(wěn)產(chǎn)期達(dá)到5.6 年。

2.2 驅(qū)替系統(tǒng)建立后的技術(shù)政策優(yōu)化

有效驅(qū)替系統(tǒng)建立后，參考注水開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為確保合理的地層能量保持水平是控水穩(wěn)油的關(guān)鍵，但注氣開發(fā)又不同于注水開發(fā)，因此，在現(xiàn)場技術(shù)政策調(diào)整優(yōu)化過程中，為探索氣驅(qū)合理的地層能量保持水平，持續(xù)堅持大液量、低氣液比注入的思路，地層壓力保持水平達(dá)到121.5%，現(xiàn)場效果表現(xiàn)為含水快速上升，遞減加大，控水效果變差。結(jié)合動態(tài)監(jiān)測資料分析認(rèn)為此時因地層能量保持水平過高，剖面吸水下移、地層微裂縫開啟，泡沫液封堵作用變差，導(dǎo)致注入水沿高滲帶突進(jìn)所致。

針對含水上升問題，及時調(diào)整技術(shù)思路，突出以控制能量恢復(fù)速度為目的，通過大氣量、低液量，大氣液比調(diào)整，單井日注氣量保持在30 m3左右，單井注液量由25～30 m3下調(diào)到10～12 m3，即氣液比由1.54:1～1.87:1 提高到2.5:1～3.5:1，注采比由1.86 下調(diào)到1.65，地層能量逐步下降，由121.9%下降到120.5%，調(diào)整后年對年遞減由15.72%下降到7.79%，年對年含水上升率由5.95%下降到-2.96%，降水效果顯著提升。通過提高氣液比調(diào)整認(rèn)為，此階段以氣驅(qū)發(fā)揮主導(dǎo)作用為主，動態(tài)表現(xiàn)與機(jī)理特征相匹配。

不同開發(fā)階段合理的地層能量保持水平是注入技術(shù)政策調(diào)整的關(guān)鍵，要圍繞地層能量保持水平精細(xì)調(diào)整，才能持續(xù)保持降水效果。通過注入初期及建立驅(qū)替系統(tǒng)后的動態(tài)特征及動態(tài)監(jiān)測資料和技術(shù)作用機(jī)理綜合考慮，認(rèn)為貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)合理的地層能量保持水平為117.0%（見表2）。

表2 貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)合理的地層能量保持水平計算表

3 結(jié)論及認(rèn)識

（1）貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)作用機(jī)理為，注入初期以泡沫液封堵原水驅(qū)高滲帶作用為主，后期以氣體擴(kuò)大低滲層段的波及體積作用為主。

（2）結(jié)合技術(shù)作用機(jī)理，注入初期以恢復(fù)地層能量、建立驅(qū)替系統(tǒng)為目的，通過提高注液量提高封堵能力，合理的氣液比保持在1.2:1～1.5:1，能夠達(dá)到降水增油的效果，但當(dāng)壓力保持水平超過120%后要突出降液量、增大注氣量的調(diào)整思路，合理的氣液比保持在2.5:1～3.0:1，持續(xù)改善開發(fā)效果。

（3）不同開發(fā)階段合理的地層能量保持水平是注入技術(shù)政策調(diào)整的關(guān)鍵，要圍繞地層能量保持水平精細(xì)技術(shù)政策優(yōu)化調(diào)整，才能持續(xù)保持降水效果，認(rèn)為貧氧空氣泡沫輔助驅(qū)合理的地層能量保持水平為117.0%。