劉英 周鳳軍 張迎春 王惠芝 王迪

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院)

渤海油田中高含水期聚合物驅(qū)實(shí)踐
——以錦州X油田西區(qū)為例

劉英 周鳳軍 張迎春 王惠芝 王迪

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院)

以渤海錦州X油田西區(qū)為例，開(kāi)展了海上油田中高含水期聚合物驅(qū)實(shí)踐，通過(guò)提高注聚粘度、增加注水井、實(shí)施酸化、調(diào)整產(chǎn)液結(jié)構(gòu)等措施有效保證了聚合物開(kāi)發(fā)及增油效果，同時(shí)在實(shí)踐中形成了較為完善的動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)整及效果評(píng)價(jià)體系。錦州X油田中高含水期聚合物驅(qū)實(shí)踐為海上類(lèi)似油田高速高效開(kāi)發(fā)提供了參考依據(jù)。

渤海油田中高含水期聚合物驅(qū)動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)整效果評(píng)價(jià)

聚合物溶液的注入可使驅(qū)替相的粘度增加以及聚合物溶液在巖石表面的吸附、滯留效應(yīng)引起的水相滲流能力降低，這種效應(yīng)主要體現(xiàn)在:一方面減輕了注入相的粘性指進(jìn)，提高了層內(nèi)波及系數(shù);另一方面降低了高滲層段的流體總流度，縮小了高低滲層段水線推進(jìn)速度差，調(diào)整了吸水剖面，提高了層間波及系數(shù)。我國(guó)以大慶油田為代表的聚合物驅(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，為老油田的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)［1］。礦場(chǎng)實(shí)踐表明，高濃度小井距的聚合物驅(qū)能夠進(jìn)一步提高采收率［2-3］。近年來(lái)，以王德民院士為代表的學(xué)者提出了粘彈性聚合物溶液提高微觀驅(qū)油效率的觀點(diǎn)［4］。海上油田由于受到平臺(tái)壽命的限制，采油速度較高，追求在平臺(tái)有限期內(nèi)盡可能提高采收率，這是與陸地油田的顯著區(qū)別。在周守為院士模糊二、三次采油界限的指導(dǎo)下［5］，渤海綏中M油田于2003年開(kāi)展了單井組礦場(chǎng)試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上依據(jù)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提高采收率方法對(duì)適合注聚開(kāi)發(fā)的油田進(jìn)行了篩選，并分別于3個(gè)油田開(kāi)展了不同含水階段的早期聚合物驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)不同含水階段聚合物驅(qū)開(kāi)采特征及開(kāi)發(fā)效果。其中，錦州X油田西區(qū)于2007年底開(kāi)始了中高含水期的聚合物驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)，聚合物驅(qū)實(shí)施4年來(lái)，取得了顯著的降水增油效果，為海上油田中高含水期控水穩(wěn)油起到了重要作用。本文是對(duì)渤海錦州X油田西區(qū)中高含水聚合物驅(qū)實(shí)踐成果的總結(jié)。

1油田概況及聚合物驅(qū)方案

錦州X油田位于渤海遼東灣北部海域，油田構(gòu)造簡(jiǎn)單，為北東—南西向展布的狹長(zhǎng)帶狀斷裂背斜。該油田主要含油層系為東營(yíng)組東二下段和東三段，油藏埋深1 570.0～1 960.0m;儲(chǔ)層主要為湖相三角洲前緣沉積的中-細(xì)粒砂巖，儲(chǔ)層物性為中高孔滲，測(cè)井滲透率1 320.8 mD，孔隙度26.8%;地層原油粘度5.5～26.0 mPa·s，為常規(guī)中粘原油;原始溶解氣油比31～59 m3/m3，飽和壓力12.85～15.10 MPa，地飽壓差1.75～3.82 MPa;油藏類(lèi)型主要為縱向上發(fā)育多套油氣水系統(tǒng)的層狀構(gòu)造油氣藏，部分油組發(fā)育巖性油藏。

錦州X油田于1999年投產(chǎn)，采用反九點(diǎn)400 m井距面積井網(wǎng)注水開(kāi)發(fā)，目前油田綜合含水為77%，年采油速度1.5%，采出程度18%。該油田西區(qū)儲(chǔ)層平面發(fā)育穩(wěn)定，油水井對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，注采井網(wǎng)完善，開(kāi)發(fā)層系相對(duì)合理，單層平均厚度大于2 m，油藏流體分布相對(duì)簡(jiǎn)單，受氣頂、邊底水影響小，最終確定在整個(gè)西區(qū)8個(gè)井組全面實(shí)施聚合物驅(qū)，聚驅(qū)控制原始地質(zhì)儲(chǔ)量約為1 500萬(wàn)m3。注聚方案于2007年在錦州X油田西區(qū)8口井(W4-2、W4-4、W5-3S、W6-4、W6-6、W7-3、W8-4、W8-6井)實(shí)施，注入速度為0.045 PV/a，連續(xù)注入5年，聚合物注入濃度800 mg/L，設(shè)計(jì)地下粘度7.5 mPa·s。錦州X油田西區(qū)注聚井位示意圖如圖1所示。

圖1 錦州X油田西區(qū)注聚井位示意圖

2聚合物驅(qū)特征與跟蹤調(diào)整措施

2.1 聚合物驅(qū)特征

(1)注聚井特征

錦州X油田西區(qū)實(shí)施注聚后，注聚井的注入壓力表現(xiàn)出上升、下降、穩(wěn)定的過(guò)程。注聚前該油田西區(qū)井口注入壓力平均約為11.0 MPa，注聚后穩(wěn)定壓力約為12.2 MPa，平均上升1.2 MPa，上升幅度為10.6%。從霍爾曲線分析得到，阻力系數(shù)介于1.11～ 1.27之間，均值為1.17，阻力系數(shù)較小，注聚后建立了一定的滲流阻力，但注聚井注入壓力及上升幅度較陸地油田要小，這主要是由于:一方面海上油田注采井距較大，注水井注入能力受到限制，注入速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于陸地油田;另一方面受到海上平臺(tái)空間限制，聚合物溶液到達(dá)井口時(shí)粘度損失較大。

資料分析得到，錦州X油田西區(qū)注聚后吸水剖面并未得到明顯改善，一方面是由于儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性較為嚴(yán)重，采用洛倫茲曲線法計(jì)算非均質(zhì)系數(shù)為0.79;另一方面是由于注入速度低、粘度損失大，建立的滲流阻力較小，并未顯著縮小高低滲透層段的水線推進(jìn)速度。

(2)采油井特征

由于錦州X油田西區(qū)注聚井逐步實(shí)施注聚，中心井的動(dòng)態(tài)變化特征較為復(fù)雜，因此選取邊部油井W7-6井的產(chǎn)量、聚合物溶液濃度及含水率變化曲線進(jìn)行分析，如圖2所示。由圖2可以看出，注聚后采油井W7-6井產(chǎn)液量略有升高、含水上升、動(dòng)液面開(kāi)始下降，然后產(chǎn)液量開(kāi)始降低、產(chǎn)油量增加、含水下降、動(dòng)液面開(kāi)始恢復(fù);采油井見(jiàn)效時(shí)間為6～12個(gè)月，采油井見(jiàn)效后聚合物溶液濃度上升很快。

圖2 錦州X油田西區(qū)采油井W 7-6生產(chǎn)特征曲線

2.2 跟蹤調(diào)整措施

(1)調(diào)整注聚濃度，改善注入工藝，保障了聚驅(qū)效果

從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的注入情況來(lái)看，聚合物的溶解、熟化及混合工藝受到平臺(tái)空間設(shè)備限制，聚合物溶液到達(dá)井口的粘度較低，大約為實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)粘度的40%，未能達(dá)到方案設(shè)計(jì)要求，因此初期采用提高注入濃度的辦法來(lái)提高井口聚合物溶液粘度，同時(shí)不斷改進(jìn)配置及混合工藝，保證了聚合物溶液的地下工作粘度。

(2)增加注水井點(diǎn)，緩解了注水壓力

由于海上油田稀井網(wǎng)大井距的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，錦州X油田反九點(diǎn)井網(wǎng)開(kāi)采方式造成了注水井“點(diǎn)強(qiáng)面弱”的局面，并且聚合物溶液經(jīng)過(guò)篩管后會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的剪切，使得聚合物溶液在地下的工作粘度降低，因此將反九點(diǎn)面積井網(wǎng)逐步轉(zhuǎn)為行列注采井網(wǎng)(對(duì)W5-3S、W7-3井實(shí)施了轉(zhuǎn)注)，一方面降低了注水井壓力與注入強(qiáng)度，使聚合物溶液受到的剪切作用減小，有利于聚合物溶液在油藏深部建立滲流阻力，擴(kuò)大了波及體積;另一方面可使壓力平衡區(qū)的采油井間的剩余油得到動(dòng)用，起到了擴(kuò)大平面波及面積的作用。

(3)實(shí)施酸化工藝，保障了注入效果

受到海上平臺(tái)聚合物注入系統(tǒng)(注入水質(zhì)、管線垢、聚合物熟化、污泥回注等)的限制，聚合物在近井地帶產(chǎn)生的堵塞更加復(fù)雜，井下堵塞物除了膠狀的聚合物外，還有聚合物包裹的無(wú)機(jī)物以及粘土礦物，這對(duì)酸化工藝提出了更高要求?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，拔管柱反吐洗井并不能根本解決近井地帶堵塞問(wèn)題(恢復(fù)注聚后注入壓力很快回升，有效期較短)，而采取先溶解包裹無(wú)機(jī)物及粘土的聚合物再溶解無(wú)機(jī)物及粘土的策略，并穩(wěn)定多價(jià)離子，避免產(chǎn)生酸化后的二次污染，可成功實(shí)施堵塞注入井的酸化作業(yè)，達(dá)到降壓增注的目的。2012年3月錦州X油田成功實(shí)施了注入井W4-4井的酸化作業(yè)，井口壓力由14.0 MPa下降到11.5 MPa，酸化效果顯著，酸化有效期有待觀察。

(4)調(diào)整產(chǎn)液結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了聚驅(qū)效果

注入井實(shí)施地面分注，分層酸化與分層調(diào)剖相結(jié)合。從對(duì)注入井的壓力特征、吸水剖面特征以及霍爾曲線法所求得的阻力系數(shù)的綜合分析中可以得到，受到儲(chǔ)層非均質(zhì)性、聚合物溶液注入狀況、井網(wǎng)井距等多因素的影響，聚合物溶液對(duì)于改善層間矛盾的效果有限。借鑒陸地油田注聚經(jīng)驗(yàn)(如注聚中后期吸水剖面甚至出現(xiàn)吸液反轉(zhuǎn)現(xiàn)象［6］)，對(duì)錦州X油田西區(qū)8口注入井采用地面多管分注工藝，及時(shí)實(shí)施了地面分層注入。由于海上油田大段防砂的開(kāi)采特點(diǎn)，實(shí)施分注后層間矛盾顯著改善，但層內(nèi)矛盾逐步顯現(xiàn)，因此在加強(qiáng)動(dòng)態(tài)跟蹤的情況下，對(duì)初期聚竄井找準(zhǔn)聚竄層位，開(kāi)發(fā)單井組實(shí)施單層調(diào)剖，后期由于多點(diǎn)聚竄而開(kāi)始實(shí)施整體調(diào)剖措施，以擴(kuò)大整體波及，控制聚竄及單井產(chǎn)聚濃度，為平臺(tái)產(chǎn)出液的處理創(chuàng)造有利條件。

錦州X油田西區(qū)在中高含水期開(kāi)展注聚，依據(jù)該油田無(wú)因次采油采液指數(shù)理論曲線，適宜開(kāi)展提液措施，已達(dá)到穩(wěn)油的目的。通過(guò)優(yōu)化，對(duì)有提液潛力的采油井實(shí)施了提液生產(chǎn)，且在后期對(duì)產(chǎn)聚濃度較低、受效方向單一的采油井實(shí)施酸化及進(jìn)一步提液措施，獲得了較為均勻的聚驅(qū)前緣推進(jìn)，達(dá)到了擴(kuò)大聚驅(qū)效果的目的。

3聚合物驅(qū)效果評(píng)價(jià)

(1)開(kāi)發(fā)效果

水驅(qū)指數(shù)與存水率是評(píng)價(jià)水驅(qū)效果的重要指標(biāo)［7］，其中水驅(qū)指數(shù)是指每采出單位地下體積原油時(shí)地下的存水量，存水率指累積注水量與累積產(chǎn)水量之差與注水量之比。理論分析認(rèn)為，在油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著原油采出量的增加，綜合含水不斷上升，注入水則不斷被排出，且含水越高，排出水量越大，地下存水率越來(lái)越小，階段水驅(qū)油的效果變差。

根據(jù)錦州X油田典型相滲曲線得到該油田水驅(qū)指數(shù)與含水率以及存水率與含水率的關(guān)系圖版，并將實(shí)際的數(shù)據(jù)點(diǎn)投到圖版上，如圖3、4所示。從圖3、4中可以看出，注聚后水驅(qū)指數(shù)及存水率均高于理論曲線值，這說(shuō)明存水率、水驅(qū)指數(shù)增加，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果變好，從側(cè)面反映出水驅(qū)擴(kuò)大了波及體積。

含水率與采出程度曲線是評(píng)價(jià)階段開(kāi)發(fā)效果最明顯的指標(biāo)。將錦州X油田西區(qū)實(shí)際曲線與理論曲線進(jìn)行對(duì)比，注聚后實(shí)際曲線向X軸發(fā)生偏折，且含水長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，開(kāi)發(fā)效果顯著改善，如圖5所示。在產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整及注聚的雙重作用下，“十一五”期間錦州X油田年自然遞減率控制在5%以?xún)?nèi)，綜合遞減呈負(fù)遞減，為建設(shè)“海上大慶油田”發(fā)揮了重要作用。

圖5 錦州X油田西區(qū)含水率與采出程度關(guān)系曲線

(2)增油效果

錦州X油田西區(qū)注聚區(qū)對(duì)應(yīng)的受效采油井為22口，全部見(jiàn)到注聚效果。截至2012年7月底，凈增油法計(jì)算該油田聚驅(qū)累積增油量為28.6萬(wàn)m3，提高采收率為1.9%，而數(shù)值模擬法計(jì)算該油田聚驅(qū)累積增油量為37.24萬(wàn)m3，提高采收率達(dá)2.5%。

4聚合物驅(qū)展望

由于錦州X油田采用反九點(diǎn)大井距面積井網(wǎng)注水開(kāi)發(fā)，這種“點(diǎn)強(qiáng)面弱”的注水方式造成了注入速度低、注入困難等問(wèn)題。實(shí)踐表明，聚合物驅(qū)對(duì)改善層間非均質(zhì)矛盾的作用有限，但聚合物驅(qū)與產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合可有效地?cái)U(kuò)大聚合物驅(qū)效果。預(yù)計(jì)2014年錦州X油田將實(shí)施采油與注水井排內(nèi)部加密的綜合調(diào)整措施挖潛剩余油，在西區(qū)成功實(shí)施聚合物驅(qū)及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在中東區(qū)也將實(shí)施聚合物驅(qū)，增加注水井點(diǎn)，將面積井網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾辛芯W(wǎng)，在聚合物驅(qū)實(shí)施前開(kāi)展調(diào)剖及分注措施，以保證聚合物的有效注入，改善及擴(kuò)大聚合物驅(qū)效果。數(shù)值模擬方案預(yù)測(cè)，東區(qū)實(shí)施注聚后，采收率將提高4.1%。

5結(jié)論

(1)聚合物驅(qū)注入井、采油井特征表明，由于海上油田大井距的特點(diǎn)以及在注入聚合物溶液注入狀況、儲(chǔ)層非均質(zhì)性等因素的影響下，聚合物驅(qū)對(duì)改善層間矛盾的能力有限，但開(kāi)展分層配注以及后期采取分層調(diào)剖措施是改善聚驅(qū)注入效果的有效手段，并且要從單井組調(diào)剖向整體調(diào)剖過(guò)渡。

(2)優(yōu)化聚合物溶液配置及注入工藝，保證聚合物在地下的工作粘度，做好針對(duì)性的酸化解堵工藝，是保障聚合物有效注入的前提。

(3)在中高含水期，開(kāi)展有效的采油井提液措施，能夠擴(kuò)大聚驅(qū)效果。渤海錦州X油田注聚實(shí)踐顯著改善了中高含水期的開(kāi)發(fā)效果，為海上類(lèi)似油田高速高效開(kāi)發(fā)提供了寶貴的借鑒依據(jù)。

［1］王德民，程杰成，吳軍政，等，聚合物驅(qū)油技術(shù)在大慶油田的應(yīng)用［J］．石油學(xué)報(bào)，2005，26(1):74-78．

［2］由洪利．南中塊西部聚驅(qū)后注入方式優(yōu)化研究［J］．科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11(12):2807-2810．

［3］謝濱．南一區(qū)西東塊小井距高濃度注聚效果認(rèn)識(shí)［J］．科技風(fēng)，2011(3):133．

［4］夏惠芬，王德民，王剛，等．化學(xué)驅(qū)中粘彈性驅(qū)替液的微觀力對(duì)殘余油的作用［J］．中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2009，30(4):150-155．

［5］周守為．海上油田高效開(kāi)發(fā)新模式探索與實(shí)踐［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2007:139-181．

［6］徐新霞．聚合物驅(qū)“吸液剖面反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象機(jī)理研究［J］．特種油氣藏，2010，17(2):101-103．

［7］房育金，王茂顯．運(yùn)用存水率和水驅(qū)指數(shù)評(píng)價(jià)油田注水開(kāi)發(fā)效果［J］．吐哈油氣，2005，10(1):37-38．

(編輯:孫豐成)

A practice of polymer flooding during middle-high water cut in Bohai oilfields:a case of the western JZ-X oilfield

Liu Ying Zhou Fengjun Zhang Yingchun Wang Huizhi Wang Di
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

As an example，a practice of polymer flooding during middle-high water cut has been conducted in the western JZ-X oilfield．The effects of polymer developing and oil increasing were efficiently guaranteed by increasing polymer viscosity，adding injection wells，taking acid treatments and adjusting liquid production composition，and a more perfect system of tracking and adjusting the performance and evaluating the effects was established during the practice．This polymer flooding practice in JZ-X oilfield may provide a useful reference to high-speed and high-efficiency developments in similar offshore oilfields．

Bohai oilfield;middle-high water cut; polymer flooding;performance tracking and adjustment;effect evaluation

劉英，女，高級(jí)工程師，從事海上油氣田開(kāi)發(fā)研究。地址:天津市塘沽區(qū)609信箱(郵編:300452)。E-mail:liuying2@cnooc．com．cn。

2012-07-17