陳 偉
(中海油研究總院)
陸上A稠油油藏蒸汽吞吐開發(fā)效果評(píng)價(jià)及海上稠油油田熱采面臨的挑戰(zhàn)
陳 偉
(中海油研究總院)
對(duì)陸上A稠油油藏采用蒸汽吞吐開采方式的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,對(duì)其開發(fā)效果進(jìn)行了評(píng)價(jià),并對(duì)其采收率進(jìn)行了預(yù)測(cè),以期為即將進(jìn)行的海上稠油油田熱采提供指導(dǎo)。指出了海上稠油油田熱采面臨的挑戰(zhàn)。
海上稠油油田 熱采 蒸汽吞吐
隨著SZ36-1、QHD32-6等海上稠油油田開發(fā)進(jìn)入中后期,如何提高采收率成為提高開發(fā)效益的關(guān)鍵。我國(guó)陸上油田具有豐富的稠油熱采經(jīng)驗(yàn),比如遼河油田[1-2]在室內(nèi)二維平板模擬熱采實(shí)驗(yàn)、三維熱采井網(wǎng)部署模擬實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,綜合應(yīng)用SAGD稠油熱采技術(shù)取得了顯著效益;勝利油田[3]也開展了蒸汽吞吐方面的研究。本文重點(diǎn)分析了國(guó)內(nèi)陸上A稠油油藏蒸汽吞吐熱采開發(fā)效果,并對(duì)其采收率進(jìn)行了預(yù)測(cè)。陸上稠油油田熱采的成功經(jīng)驗(yàn)可為海上稠油熱采提供借鑒,同時(shí)指出了海上稠油油田熱采面臨的挑戰(zhàn)。
陸上A稠油油藏蒸汽吞吐試驗(yàn)區(qū)域基本情況為:油藏原油粘度為5000~8000 mPa·s;平均孔隙度為31.0%;平均含油飽和度為62.0%;有效厚度為11.5 m。采用蒸汽吞吐開采以來(lái),已累積產(chǎn)油55.18×104t,累積注汽20.59×104m3,采出程度達(dá)到15.7%。
該稠油油藏試驗(yàn)區(qū)域開始采用蒸汽吞吐開采至今,共投產(chǎn)試驗(yàn)井25口,其中20口井取得了預(yù)期效果;這20口井中,除2口井吞吐生產(chǎn)了6個(gè)周期、2口井第一周期尚未結(jié)束外,其余各井正在進(jìn)行第三、四周期的吞吐試驗(yàn)。為了準(zhǔn)確分析蒸汽吞吐開發(fā)效果,將全試驗(yàn)區(qū)20口見(jiàn)效井各周期的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表1)。
該油藏蒸汽吞吐生產(chǎn)具有以下特征:①周期注汽量依次逐漸增加;②周期生產(chǎn)時(shí)間逐漸變短;③周期產(chǎn)油量、油汽比逐漸降低;④周期平均日產(chǎn)油及采注比逐漸降低;⑤周期含水率、回采水率逐漸增大,特別是第一周期的含水率就超過(guò)40%,與蒸汽吞吐的理論生產(chǎn)特征不一致,說(shuō)明有可能存在外來(lái)水的影響。
圖1為A油藏的lg Wp~Np關(guān)系曲線??梢钥闯?,二者之間具有較好的直線關(guān)系,說(shuō)明該油藏具有水驅(qū)開發(fā)的特征,同時(shí)也證實(shí)了存在外來(lái)水的影響。
該稠油油藏試驗(yàn)區(qū)累積產(chǎn)油55.18×104t,累積產(chǎn)水89.07×104m3,累積產(chǎn)氣473.24×104m3,累積注汽熱水當(dāng)量20.59×104m3。該試驗(yàn)油藏開發(fā)單元目前地層壓降為4 MPa,根據(jù)物質(zhì)平衡原理[4]計(jì)算得到該開發(fā)單元外來(lái)物質(zhì)(水)侵入量為110×104m3。
稠油注蒸汽開發(fā)的實(shí)踐表明:對(duì)于蒸汽吞吐開采的油藏,在井網(wǎng)保持相對(duì)穩(wěn)定并具有2個(gè)周期以上的生產(chǎn)歷程后,其累積產(chǎn)油量和累積注汽量之間,在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上具有較好的線性關(guān)系,即注采特征曲線,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
將式(1)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得
由于Qo/Qs為油藏蒸汽吞吐階段的瞬時(shí)油汽比(OSR),則有
將式(3)代入式(1)得
油汽比是反映油田開發(fā)和工藝技術(shù)水平的綜合性經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。我國(guó)稠油油藏蒸汽吞吐階段的經(jīng)濟(jì)極限油汽比,按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定為0.25。由此利用式(4)得到原油采收率(ER)計(jì)算公式為
利用注采特征曲線法做出A油藏蒸汽吞吐的注采特征曲線,見(jiàn)圖2,回歸出的關(guān)系式為lg Zs=0.78+0.0094 Np,可計(jì)算出蒸汽吞吐階段的采收率為39.18%。
圖2 陸上A油藏蒸汽吞吐注采特征曲線
從蒸汽吞吐開發(fā)效果的分析可以看出:由于存在外來(lái)水的影響,該試驗(yàn)區(qū)蒸汽吞吐開采具有類似水驅(qū)開發(fā)的特點(diǎn)。因此可用水驅(qū)曲線法對(duì)該油藏的采收率進(jìn)行預(yù)測(cè)。
所用的水驅(qū)曲線公式如下:
應(yīng)用上述公式對(duì)該油藏的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸和預(yù)測(cè),見(jiàn)表2。
表2 水驅(qū)曲線法預(yù)測(cè)陸上A稠油油藏采收率
因此,用水驅(qū)曲線法求出的A油藏采收率為37.14%。
SZ36-1油田是我國(guó)渤海海域第一個(gè)大型稠油油田,采用半海半陸式開發(fā)模式,即各個(gè)井口平臺(tái)采出液回接到中心平臺(tái)處理后通過(guò)長(zhǎng)約70 km的稠油-水混輸送管線輸送到陸上終端進(jìn)行處理。之后QHD32-6、旅大、BZ25-1等海上稠油油田逐步得以開發(fā),目前部分稠油油田已進(jìn)入開發(fā)中后期,正在進(jìn)行海上稠油油藏深度調(diào)剖和注聚提高采收率試驗(yàn),同時(shí)海上稠油熱采技術(shù)也逐步提上日程,其顯著的優(yōu)點(diǎn)是可以減少注聚開采所帶來(lái)的后期污水處理、地層保護(hù)等問(wèn)題。從陸上油田蒸汽吞吐試驗(yàn)及遼河等熱采試驗(yàn)效果可以看出,稠油油田應(yīng)用熱采技術(shù)開發(fā)效益顯著,陸上油田成功經(jīng)驗(yàn)可為海上該類油田的開發(fā)提供一定參考,但在海上平臺(tái)實(shí)施稠油熱采面臨著如下挑戰(zhàn):
(1)海上稠油油田開發(fā)逐漸進(jìn)入中后期,出水量逐年增加,從陸上油田蒸汽吞吐情況來(lái)看,蒸汽吞吐過(guò)程中將多產(chǎn)生一定量外來(lái)水,如何確定合理注采比、盡量減少外來(lái)水量成為提高海上稠油熱采綜合效率的關(guān)鍵之一。
(2)海上注熱開采方式需結(jié)合海上稠油油藏地質(zhì)條件來(lái)開展針對(duì)性技術(shù)方案研究,如熱采方式的選擇:驅(qū)替(一注一采、多注一采)和蒸汽吞吐比較;同時(shí)井網(wǎng)設(shè)計(jì)須綜合比較油藏邊緣注入和面積注入。
(3)如何減少海上注熱流程的熱損失是海上稠油熱采的關(guān)鍵,過(guò)高的熱采蒸汽溫度將導(dǎo)致蒸汽與油藏之間的溫差大、熱損失增加、能量利用效率低,如何選擇合適注采溫度需要深入研究;同時(shí)海上稠油熱采對(duì)海底注熱管線、井筒以及過(guò)熱設(shè)備的材質(zhì)也提出了更高的特殊要求。
(4)海上平臺(tái)空間限制,須加快研發(fā)占地小、效率高的海上稠油熱采設(shè)備。
總之,海上稠油油藏?zé)岵缮婕暗叵掠筒貪B流特性、多孔介質(zhì)傳熱特性、熱采方式、高效率的熱采設(shè)施、油田熱采安全性及經(jīng)濟(jì)性等多方面,需要各個(gè)專業(yè)緊密配合才有望取得預(yù)期效果,海上油田熱采還需要不斷探索和實(shí)踐,逐步積累經(jīng)驗(yàn),才能走向工業(yè)應(yīng)用。
符號(hào)注釋
Zs—油藏蒸汽吞吐階段各周期的累積注汽量,104t;
Np—油藏蒸汽吞吐階段各周期的累積產(chǎn)油量,104t;
N—油藏地質(zhì)儲(chǔ)量,104t;
Qo—油藏蒸汽吞吐階段的瞬時(shí)產(chǎn)油量,104t;
Qs—油藏蒸汽吞吐階段的瞬時(shí)注汽量,104t;
A1、B1—數(shù)理統(tǒng)計(jì)常數(shù);
Wp—累產(chǎn)水量,104m3;
Np—累產(chǎn)油量,104t;
Lp—累產(chǎn)液量,104m3;
fw—含水率,小數(shù);
A—直線的截距;
B—直線的斜率。
[1] 劉斌.遼河油田稠油采收率確定方法研究[J].石油勘探與開發(fā),1996,23(1):55-58.
[2] 李葵英,陳輝,楊東明,等.邊底水稠油油藏開發(fā)規(guī)律研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,30(3):93-96.
[3] 曾祥平.邊底水稠油油藏水侵預(yù)警分析與治理——以孤島油田中二北 Ng5為例[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(1):80-83.
[4] 姜漢橋,姚軍,姜瑞忠.油藏工程原理與方法[M].山東東營(yíng):中國(guó)石油大學(xué)出版社,2006.
An evaluation of huff and puff development effects for onshore heavy oil reservoir A and the challenges of thermal recovery to offshore heavy oil fields
Chen Wei
(CNOOC Research Institute,Beijing,100027)
For onshore heavy oil reservoir A,its field testing results of huff and puff development was analyzed,the development effects was evaluated,and the recovery factor was predicted,in anticipation of providing some directions for thermal recovery of offshore heavy oil fields.Finally,the challenges of thermal recovery to offshore heavy oil fields are pointed out.
offshore heavy oil field;thermal recovery;huff and puff
陳偉,男,高級(jí)工程師,1982年畢業(yè)于原華東石油學(xué)院,現(xiàn)任中海油研究總院院長(zhǎng)。地址:北京市東城區(qū)東直門外小街6號(hào)海油大廈(郵編:100027)。
2011-04-08
(編輯:楊 濱)