二元復(fù)合驅(qū)提高石油采收率技術(shù)研究

江偉 張鈺 張小榮 郭啟峰 付國(guó)超

延長(zhǎng)油田股份有限公司定邊采油廠 陜西 榆林 718699

三元復(fù)合驅(qū)能大幅度提高老油田的采收程度，但是也帶來了諸多問題：傷害儲(chǔ)層、井筒結(jié)垢、油水乳化嚴(yán)重等。為了克服這些問題聚/表二元復(fù)合驅(qū)被人們廣泛應(yīng)用。但是單一的二元驅(qū)后，剩余油量依舊很高且對(duì)于大部分老油田一旦二元復(fù)合驅(qū)結(jié)束，剩余油如何繼續(xù)開采，到目前為止還沒有成熟的技術(shù)。

1 油田提高采收率技術(shù)現(xiàn)狀

XZ油田油藏類型復(fù)雜、儲(chǔ)層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)，部分油藏裂縫發(fā)育，注水開發(fā)效果差，標(biāo)定采收率低，因此，亟需開展提高采收率技術(shù)攻關(guān)研究。

1.1 儲(chǔ)層物性差，驅(qū)替阻力大，不利于提高波及體積和驅(qū)油效率

XZ油田主要開發(fā)對(duì)象為侏羅系油藏和三疊系特低滲透、超低滲透油藏，其中侏羅系油藏邊低水豐富，極易造成邊低水及注入水突進(jìn)引起的高含水現(xiàn)象，而三疊系特低滲透、超低滲透油藏儲(chǔ)層滲透率低，啟動(dòng)壓力梯度大，水驅(qū)和其它驅(qū)替介質(zhì)驅(qū)油阻力大，難以建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)，不利于提高波及體積和驅(qū)油效率，見圖1。

圖1 主力開發(fā)油田滲透率分布

1.2 地層壓力低，補(bǔ)充地層能量與擴(kuò)大波及體積矛盾突出

一方面油藏原始地層壓力低（9～20MPa），壓力系數(shù)低（0.6～0.7），需要注水（注氣）補(bǔ)充地層能量；另一方面，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，裂縫發(fā)育，注入水（氣）沿裂縫和高滲條帶竄流和突進(jìn)，導(dǎo)致波及體積低。

2 XZ 油田油藏提高采收率面臨挑戰(zhàn)

2.1 侏羅系油藏

XZ油田侏羅系油藏主要為延安組油層，儲(chǔ)層特征為河流相沉積為主，儲(chǔ)層物性好（孔隙度：14～19%，滲透率15～50mD），以構(gòu)造或巖性-構(gòu)造油藏為主，水驅(qū)油效率較高，開發(fā)特征及矛盾為整體處于高含水開發(fā)階段，目前該油區(qū)已進(jìn)入“雙高”開發(fā)階段，綜合含水88.5%，可采儲(chǔ)量采出程度24.4%，中高含水期以后含水上升速度加快，采油速度低，剩余油分布復(fù)雜，挖潛難度大。如何更好的實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水成為提高采收率的關(guān)鍵。

2.2 三疊系特低滲透油藏

三疊系特低滲透油藏儲(chǔ)層特征為三角洲前緣亞相沉積為主，儲(chǔ)層物性較差（孔隙度：10%～14%，滲透率1～4mD）。以巖性油藏為主，儲(chǔ)層微裂縫較發(fā)育。整體處于中含水開發(fā)階段，水驅(qū)油效率一般（目前含水81%，可采儲(chǔ)量采出程度20.6%）。部分油藏存在裂縫滲流特征，平面和縱向水驅(qū)不均，穩(wěn)油控水難度大。中高含水采油期含水上升加快，進(jìn)一步提高水驅(qū)采收率尚需研究、試驗(yàn)。

2.3 三疊系超低滲透油藏

三疊系超低滲透油藏儲(chǔ)層特征為三角洲前緣亞相沉積為主，儲(chǔ)層物性差（孔隙度：9%～13%，滲透率<1mD）。以巖性油藏為主，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。儲(chǔ)層微裂縫較發(fā)育。整體處于中含水開發(fā)階段，綜合含水50.9%。儲(chǔ)層物性差，部分油藏高壓欠注，地層能量不能得到有效補(bǔ)充，難以建立有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)，產(chǎn)量遞減快。含水上升快，低產(chǎn)低效井多，水驅(qū)采收率低，見圖2。

圖2 延10、長(zhǎng)2和長(zhǎng)6油藏油井年遞減率對(duì)比柱狀圖

3 XZ 油田提高采收率技術(shù)對(duì)比

針對(duì)不同類型油藏所面臨的開發(fā)矛盾，通過基礎(chǔ)研究和礦場(chǎng)試驗(yàn)，明確了其提高采收率技術(shù)攻關(guān)方向和對(duì)策。近年來，提高采收率工作主要圍繞自適應(yīng)凝膠加空氣泡沫復(fù)合驅(qū)、凝膠泡沫綜合體系調(diào)驅(qū)、聚表二元驅(qū)等重大現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果提升，重點(diǎn)開展基礎(chǔ)研究、體系研發(fā)等攻關(guān)研究，進(jìn)一步深化機(jī)理認(rèn)識(shí)、持續(xù)體系優(yōu)化，促進(jìn)降本增效，不斷夯實(shí)低滲透油藏提高采收率機(jī)理認(rèn)識(shí)，提升現(xiàn)場(chǎng)效果，完善技術(shù)體系，支撐提高采收率任務(wù)目標(biāo)全面完成。

3.1 自適應(yīng)凝膠加空氣泡沫復(fù)合驅(qū)

自適應(yīng)凝膠加空氣泡沫復(fù)合驅(qū)在XZ油田6*3井區(qū)不同類型油藏均具有良好的注入性，改善驅(qū)替效果、提高采收率趨勢(shì)良好。自適應(yīng)凝膠加空氣泡沫復(fù)合驅(qū)技術(shù)在特低滲透及超低滲透不同類型油藏，均能快速補(bǔ)充地層能量、有效擴(kuò)大波及體積，控制含水上升，提高低滲層段儲(chǔ)量動(dòng)用程度。從試驗(yàn)過程分析來看，特低滲透油藏含水在40%左右時(shí)氣液比應(yīng)保持在1.5左右，含水50%～60%時(shí)氣液比保持2以上，含水60%以上時(shí)氣液比保持在2.5～3以上，高含水開發(fā)后期參數(shù)優(yōu)化主要方向是以降低注液量，增大注氣量，通過實(shí)施大氣液比或者純注氣的方式，來有效的改善開發(fā)效果。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析，明確了自適應(yīng)凝膠加空氣泡沫復(fù)合驅(qū)技術(shù)在不同類型油藏的主要作用：特低滲透油藏以擴(kuò)大波及體積，提高驅(qū)油效率為主；超低滲透油藏以快速有效補(bǔ)充地層能量、形成有效的驅(qū)替壓力系統(tǒng)為主，并輔以驅(qū)油效率的提高，從而實(shí)現(xiàn)有效開發(fā)。針對(duì)超低滲油藏主向油井易氣竄，建議開展轉(zhuǎn)排狀注氣試驗(yàn)，探索井網(wǎng)轉(zhuǎn)換+自適應(yīng)凝膠加空氣泡沫復(fù)合驅(qū)相結(jié)合有效補(bǔ)充頁(yè)巖油藏地層能量新方式。

3.2 凝膠泡沫綜合體系調(diào)驅(qū)

針對(duì)XZ油田油藏特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)水驅(qū)高滲帶的有效封堵和啟用動(dòng)用程度低的油層，結(jié)合凝膠的封堵能力較強(qiáng)，封堵率達(dá)90%，殘余阻力系數(shù)在1000以上，凝膠泡沫綜合體系的封堵能力較弱，封堵率達(dá)60%，殘余阻力系數(shù)一般在3～5，考慮凝膠泡沫綜合體系的深部運(yùn)移能力強(qiáng)于凝膠。體系上選擇能實(shí)現(xiàn)深部調(diào)剖、低爬坡壓力、封堵強(qiáng)度高的凝膠泡沫綜合體系進(jìn)行綜合調(diào)驅(qū)，通過凝膠泡沫綜合體系進(jìn)行深部調(diào)驅(qū)，凝膠泡沫主要用于高滲帶通道封堵。采取注入凝膠泡沫綜合體系初始粒徑為50nm，封堵率存在于85%～95%之間所對(duì)應(yīng)的凝膠泡沫綜合體系初始粒徑。結(jié)合2018—2020年在臨近油田同層位開展的凝膠泡沫綜合體系驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果，綜合考慮凝膠泡沫綜合體系調(diào)驅(qū)“小粒徑、低濃度、長(zhǎng)周期”的特征，在XZ油田6*5井區(qū)實(shí)施粒徑為50～300nm的凝膠泡沫綜合體系調(diào)驅(qū)，取得明顯調(diào)驅(qū)效果。

4 二元復(fù)合驅(qū)試驗(yàn)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

為探索低滲高礦化度油藏二元驅(qū)提高采收率技術(shù)，2021年至今在XZ油田6**井區(qū)開展二元驅(qū)重大開發(fā)試驗(yàn)，目前油井見效率100%，探索形成了侏羅系油藏“二三結(jié)合”的化學(xué)驅(qū)提高采收率技術(shù)路線。

4.1 試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

4.1.1 遞減和含水上升率遠(yuǎn)低于侏羅系同類油藏

二元驅(qū)后自然遞減5.05%，綜合遞減2.41%，含水上升率-0.1%；

侏羅系油藏平均：自然遞減11.55%，綜合遞減7.11%，含水上升率1.7%。

4.1.2 采油速度提升明顯

試驗(yàn)前，不規(guī)則反七點(diǎn)井網(wǎng)，井距為250～350m，采油速度為0.27%，加密后，五點(diǎn)井網(wǎng)，井距150m，采油速度0.26～0.57%；二元驅(qū)后，目前采油速度0.90%，二元驅(qū)增油效果顯著。6*5井區(qū)油井28口，見效井26口，見效率93%。根據(jù)見效有效期分為含水下降22口和含水先下降后上升4口兩類。根據(jù)下降幅度，將含水下降分三類：含水下降大于10%、5%～10%和小于5%三類。

4.1.3 增油效果明顯

累計(jì)注入0.58PV（設(shè)計(jì)0.65PV），完成設(shè)計(jì)的89.2%，與試驗(yàn)前相比，日產(chǎn)油由由15.6提升至19.7t，最高上升到21.5t；綜合含水91.5%下降至88.7%，且含水整體有持續(xù)下降趨勢(shì)，累增油0.79×104t。油藏實(shí)現(xiàn)了負(fù)遞減、硬穩(wěn)產(chǎn)，開發(fā)形勢(shì)持續(xù)向好。

4.2 取得的認(rèn)識(shí)

低滲透油藏二元驅(qū)以二元體系順利注入為前提，注入壓力上升幅度小（2MPa）。6*3井區(qū)水驅(qū)壓力高，注入井酸化時(shí)，進(jìn)入前置段塞，注入壓力由16上升至18MPa，主段塞后穩(wěn)步下降由18下降至13MPa），處于主段塞見效高峰階段，注入壓力保持平穩(wěn)。二元體系連續(xù)注入是試驗(yàn)效果的基本保障，2021年后注入連續(xù)，液量油量持續(xù)上升。剖面相對(duì)均勻注入井水驅(qū)動(dòng)用程度提高幅度大，自然遞減小，單井產(chǎn)量高，開發(fā)形勢(shì)相對(duì)較好。針對(duì)見效特征不明顯或二元驅(qū)后滲流阻力增大、液量下降明顯油井，適時(shí)采取酸化解堵、補(bǔ)孔復(fù)壓等措施增產(chǎn)。累計(jì)開展13井次油井，平均單井日增油0.8t，截止當(dāng)年底累計(jì)增油1840t。

5 結(jié)束語(yǔ)

空氣泡沫復(fù)合驅(qū)是三疊系特低滲、超低滲、致密油藏最具前景的技術(shù)方向，結(jié)合氣源、儲(chǔ)層特征，下一步重點(diǎn)提升空氣泡沫復(fù)合驅(qū)、凝膠泡沫綜合體系調(diào)驅(qū)等技術(shù)。加強(qiáng)新型表活劑技術(shù)攻關(guān)，儲(chǔ)備大幅提高驅(qū)油效率，穩(wěn)油控水，降低殘余油技術(shù)。