泡沫輔助空氣驅(qū)不同相態(tài)滲流規(guī)律及調(diào)整應(yīng)用

沈煥文，王艷玲，馬云成，饒?zhí)炖罨?，郭文?/p>

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

長慶油田特低滲透油藏屬典型的“低壓、低滲、低產(chǎn)”特征，早期注水有效補(bǔ)充了地層能量、擴(kuò)大了波及效率，但進(jìn)入中高含水階段后，受儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、天然微裂縫較發(fā)育影響，注水沿原水驅(qū)優(yōu)勢通道運(yùn)移，注水無效循環(huán)加劇，導(dǎo)致含水上升速度加快，最終采收率較低。泡沫輔助空氣驅(qū)技術(shù)具有泡沫封堵高滲層，氣體驅(qū)替低滲層擴(kuò)大波及體積的雙重效果，歷經(jīng)十年的現(xiàn)場試驗(yàn)，改善驅(qū)替、降水增油效果顯著，但改變驅(qū)替介質(zhì)注氣后，儲(chǔ)層中油、氣、水三種相態(tài)滲流運(yùn)移規(guī)律刻畫仍然是短板。近年，隨動(dòng)態(tài)測試技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步，通過氣驅(qū)吸氣剖面、氣體示蹤劑等動(dòng)態(tài)監(jiān)測的測試成果，結(jié)合數(shù)值模擬和開發(fā)動(dòng)態(tài)，綜合分析研究，明確了油、氣、水三種相態(tài)在地層平面、縱向的運(yùn)移特征，同時(shí)結(jié)合滲流特征，開展現(xiàn)場注入?yún)?shù)優(yōu)化調(diào)整，波及體積、降水增油效果進(jìn)一步提升，提高采收率效果顯著。

1 泡沫輔助空氣驅(qū)不同相態(tài)滲流規(guī)律

泡沫輔助空氣驅(qū)技術(shù)機(jī)理表明，泡沫液能夠有效封堵高滲層，改善驅(qū)替效果，起到降低含水的作用，注入氣體存在超覆作用，在泡沫液推進(jìn)過程中向上運(yùn)移，并在儲(chǔ)層上部聚集，能有效動(dòng)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[1-3]。通過對試驗(yàn)區(qū)吸氣剖面、氣體示蹤劑測試成果認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，與數(shù)值模擬和開發(fā)動(dòng)態(tài)三結(jié)合研究方法，明確了縱向上氣、油、水三相自上而下的賦存特征，平面上泡沫液封堵原水驅(qū)高滲部位、氣體擴(kuò)大低滲部位波及的滲流特征，與技術(shù)作用機(jī)理相匹配[4，5]。

1.1 縱向滲流規(guī)律

1.1.1 吸氣剖面 應(yīng)用Sondex 八參數(shù)吸氣剖面測井技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際注入方式，在氣液混相、純氣相兩種相態(tài)條件下，對試驗(yàn)區(qū)4 口井吸氣剖面測試結(jié)果表明，在氣液混相狀況下，受重力及沉積韻律影響，物性較好的油層底部以吸液為主，泡沫液貢獻(xiàn)比達(dá)70%以上，說明泡沫液以封堵高滲層段為主，而油層頂部儲(chǔ)層物性較差的層段以吸氣為主，氣體的貢獻(xiàn)比達(dá)80%左右，說明氣體超覆作用有效驅(qū)替了低滲層段剩余油；在純氣相狀況下，油層頂部儲(chǔ)層物性較差層段吸氣貢獻(xiàn)比達(dá)94.5%（見表1）。由此，說明混相狀況下，氣相受超覆作用主要賦存在物性較差的油層頂部，驅(qū)替了低滲層剩余油，擴(kuò)大了縱向波及體積，而液相主要賦存在物性較好的油層中部和底部，起到封堵高滲層的作用。

1.1.2 數(shù)值模擬 為準(zhǔn)確分析泡沫輔助空氣驅(qū)驅(qū)替過程中流體的相態(tài)特征，利用CMG-WinProp 相態(tài)軟件模擬注水狀態(tài)、氣液混相狀況下的注入剖面看出，混相狀況下，油、氣、水縱向分異明顯，三相共存，氣相主要位于油藏頂部，油相主要位于油藏中部，底部含水較高，同時(shí)對比水驅(qū)狀態(tài)下油水驅(qū)替特征看，氣液混相驅(qū)后泡沫液有效封堵了底部物性較好的層段，氣體不規(guī)則狀態(tài)賦存在油層頂部驅(qū)替低滲層剩余油，擴(kuò)大了波及體積。

1.2 平面滲流規(guī)律

1.2.1 氣體示蹤劑 氣體示蹤劑井間監(jiān)測技術(shù)是在注入井中注入一種氣體示蹤劑，用以評價(jià)空氣泡沫驅(qū)開發(fā)過程中注入流體推進(jìn)方向、推進(jìn)速度、波及體積、注采受效關(guān)系等，根據(jù)試驗(yàn)區(qū)特征，選用五氟乙烷示蹤劑監(jiān)測2 口，測試成果表明，井組3 口見劑井均為側(cè)向低產(chǎn)井，平均見氣時(shí)間12 d，氣驅(qū)速度22.47 m/d，見劑井井間優(yōu)滲層平均滲透率為319.42 mD，優(yōu)滲層厚度19.39 cm，優(yōu)滲層平均波及體積1 708.68 m3（見表2），結(jié)合見效特征，認(rèn)為氣驅(qū)后由原來單一裂縫驅(qū)替向側(cè)向多向波及體積轉(zhuǎn)變，平面調(diào)驅(qū)效果明顯，歷經(jīng)十年的注入，氣驅(qū)前緣已超過170 m。

表2 A 井組氣體示蹤劑測試結(jié)果表

1.2.2 數(shù)值模擬 對比注水開發(fā)與注氣開發(fā)后數(shù)值模擬結(jié)果，注水開發(fā)受裂縫影響，注水單一方向突進(jìn)特征明顯，動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為主向井快速水淹，側(cè)向井低產(chǎn)低效，驅(qū)替系統(tǒng)未建立，泡沫輔助空氣驅(qū)后原水驅(qū)優(yōu)勢方向發(fā)生顯著變化，逐步向側(cè)向水驅(qū)未波及區(qū)域擴(kuò)大，說明泡沫封堵了原注水高滲帶，氣驅(qū)擴(kuò)大了低滲區(qū)域的波及范圍。

2 現(xiàn)場調(diào)整應(yīng)用效果

根據(jù)注氣混相驅(qū)在縱向、平面上油、氣、水三種相態(tài)的運(yùn)移規(guī)律，按照縱向提高低滲層動(dòng)用、平面上擴(kuò)大波及體積的思路，開展現(xiàn)場注入方式優(yōu)化、氣液比優(yōu)化以及調(diào)驅(qū)配套結(jié)合的調(diào)整措施，試驗(yàn)區(qū)控水增油效果顯著提升，有效指導(dǎo)了試驗(yàn)效果的提升。

2.1 注入方式優(yōu)選

根據(jù)泡沫輔助空氣驅(qū)技術(shù)作用機(jī)理、吸氣剖面測試成果，考慮現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行安全，采取氣液混注的注入方式，注入壓力較水驅(qū)僅上升2.0 MPa，且注入過程中視吸水、氣指數(shù)曲線保持平穩(wěn)，注入性良好，且歷經(jīng)十年注入，未發(fā)生氣竄井，確保了現(xiàn)場安全運(yùn)行。

2.2 注入?yún)?shù)優(yōu)化

根據(jù)混相狀況下，油、氣、水縱向分異明顯，氣相主要位于油藏頂部，油相主要位于油藏中部的滲流特征，采取大氣量、提高氣液比的調(diào)整思路，提高氣驅(qū)對縱向低滲層剩余油的波及程度，單井注氣量由20 m3/d 上升到35 m3/d，單井注液由8 m3/d 上升到10 m3/d，整體氣液比由1.65:1 上升到3.0:1，調(diào)整后試驗(yàn)區(qū)新增見效率達(dá)到69.2%，見效特征高液量井含水下降，低液量井提液為主，月度遞減率由0.14%下降到-0.01%，含水上升幅度由0.0 下降到-0.22%，調(diào)整后階段累增油達(dá)到1.21×104t。

2.3 微球調(diào)驅(qū)結(jié)合

針對氣驅(qū)前緣單向突進(jìn)明顯、側(cè)向波及窄的井組，為防止過早氣竄，開展微球驅(qū)與空氣驅(qū)的技術(shù)組合，進(jìn)一步封堵高滲層段，擴(kuò)大側(cè)向波及體積，開展微球調(diào)驅(qū)3 井組，井組含水由79.4%下降到77.8%，見效率63.6%，其中5 口高液量井降液降水為主，2 口低產(chǎn)井提液增產(chǎn)為主，達(dá)到了均衡平面采液控水的目的。

綜上，在滲流規(guī)律研究基礎(chǔ)上，以擴(kuò)大氣相波及體積為目的，突出大氣液比的參數(shù)優(yōu)化調(diào)整和調(diào)驅(qū)相結(jié)合的綜合治理，試驗(yàn)區(qū)階段遞減由14.81%下降到4.29%（見圖1），縱向波及系數(shù)由0.56 上升到0.62，綜合含水由78.5%下降到73.3%（見圖2），含水上升率由1.03%下降到-5.44%，儲(chǔ)量動(dòng)用程度由60.2%上升到65.8%，含水與采出程度關(guān)系曲線提高采收率發(fā)展趨勢良好，預(yù)測采收率提高10.2%。

圖1 試驗(yàn)區(qū)氣液比調(diào)整前后與遞減關(guān)系圖

圖2 調(diào)整前后波及系數(shù)、綜合含水變化圖

3 取得的認(rèn)識(shí)

（1）吸氣剖面、氣體示蹤劑等測井技術(shù)有效彌補(bǔ)了氣驅(qū)氣、液兩相監(jiān)測技術(shù)不足的短板，測試成果進(jìn)一步深化完善了泡沫輔助空氣驅(qū)技術(shù)作用機(jī)理。

（2）混相狀況下，油、氣、水三相縱向分異明顯，三相共存，氣相主要位于油藏頂部，油相位于油藏中部，底部含水較高，泡沫液主要封堵高滲層段或高滲通道，氣體受超覆作用主要驅(qū)替油層頂部及儲(chǔ)層物性差的微細(xì)孔隙中的剩余油。

（3）采取大氣量、提高氣液比的調(diào)整思路，有效提高了氣相對縱向低滲層剩余油的波及程度，縱向波及系數(shù)由0.56 上升到0.62，儲(chǔ)量動(dòng)用程度由60.2%上升到65.8%，且含水大幅下降，起到了降水增油的效果。

（4）針對部分井組氣驅(qū)前緣單向突進(jìn)、側(cè)向波及窄的問題，通過微球驅(qū)與空氣驅(qū)的技術(shù)組合，進(jìn)一步封堵高滲層段，擴(kuò)大側(cè)向波及體積，同時(shí)防止了氣竄的風(fēng)險(xiǎn)。