彭松水(中石化勝利油田分公司純梁采油廠,山東 博興 256504)
CO2混相驅(qū)采油是提高采收率技術(shù)的發(fā)展方向之一,具有較高的開發(fā)價值和廣闊的應用前景[1,2]。勝利正理莊油田屬于特低滲透油藏,儲層薄、物性差,平均孔隙度13.9%,滲透率0.43~7.2mD。依靠彈性能量開發(fā)則壓力下降快,產(chǎn)量遞減快,但采出液含水少,適合開展CO2混相驅(qū)采油[3,4],2008年開展了CO2驅(qū)油試驗。該區(qū)塊采用五點法、注采井距230~350m的面積井網(wǎng)實施CO2驅(qū)開發(fā),目前開采油井16口,日產(chǎn)液水平50.7t,日產(chǎn)油水平48.1t,綜合含水5.4%;開注氣井9口,日注水平146t,平均單井日注水平16.3t,已累計注氣8.28×104t,平均單井累積注氣0.92×104t,注采比1.8。按照指數(shù)遞減,區(qū)塊已累計增油2.2×104t,提高采收率1.25%,實際驅(qū)油效率達到每4tCO2可以驅(qū)出1t原油。實施CO2驅(qū)油以來效果明顯,但氣竄現(xiàn)象嚴重,氣竄已成為制約CO2驅(qū)增油的主要因素。通過采取波動注氣、間開間注、控制注入速度等多種方法有效地抑制了氣竄,提高了CO2驅(qū)油的開發(fā)效果,為特低滲透油藏CO2驅(qū)氣竄治理提供了較好的實踐經(jīng)驗。
從現(xiàn)場驅(qū)油試驗效果來看,周圍一線井全部見效,見效率為100%,其中有5口井氣竄,占60%。數(shù)值模擬研究表明油井是否氣竄主要從油井的生產(chǎn)規(guī)律、氣油比變化情況和采出氣組分來確定[5,6]。從油井的生產(chǎn)規(guī)律來看,氣竄油井產(chǎn)量呈突然性的線性遞增規(guī)律,油井無穩(wěn)產(chǎn)期,產(chǎn)量上升后迅速下降;從氣油比變化規(guī)律來看,油井氣油比急劇上升,數(shù)值模擬計算當氣油比大于200m3/m3時,氣體首次突破地層原油;而后氣油比繼續(xù)上升突破井底,達到頂點時,氣油比與油井產(chǎn)量均上升至最高,后氣油比也開始下降,但下降幅度不大,氣竄的嚴重程度與氣油比的大小呈正比關(guān)系[7];從采出氣組分來看,氣竄后CO2體積分數(shù)上升,一般穩(wěn)定在50%以上且無下降趨勢。如高891-7井氣竄前氣油比一直穩(wěn)定在80m3/m3左右,后氣油比在12個月內(nèi)上升至516m3/m3,產(chǎn)量在氣竄前呈遞減趨勢至10.6t,氣竄后5個月內(nèi)產(chǎn)量上升至峰值15.9t,后產(chǎn)量下降至6t趨于穩(wěn)定,采出氣組分中CO2體積分數(shù)由氣竄前的10%上升至氣竄后的85%,如圖1所示。
圖1 高891-7井氣竄特征變化規(guī)律圖
從高89-1塊氣竄井的平面分布位置來看,CO2驅(qū)氣竄主要受儲層非均質(zhì)性、注采井距、裂縫方向、采出程度狀況及注入井投產(chǎn)方式、注氣速度的影響。
1)儲層非均質(zhì)性影響 儲層的非均質(zhì)性使溶劑前緣以不穩(wěn)定的狀態(tài)、不規(guī)則的指進方式穿入原油,使氣體過早突破,降低驅(qū)油效率。從高89-1塊滲透率分布來看,平面非均質(zhì)性強,高89-11區(qū)域儲層物性較好,導致高89-11井在注氣見效4個月后就氣竄。
2)注采井距的影響 當注采井距過大時,油氣井建立不起有效的驅(qū)替壓差;注采井距過小,油井容易過早氣竄。通過數(shù)值模擬表明高89-1塊合理的注采井距為350m,因此當注采井距小于350m時易出現(xiàn)氣竄,見氣時間早晚跟注采井距呈正相關(guān)的關(guān)系。高89S1井組注采井距330m,見效后4個月開始見氣,見氣后產(chǎn)量下降但幅度較緩;高89S3井組注采井距280m,見效后30d開始見氣,隨后產(chǎn)量下降快。
3)裂縫方向的影響 從高89-1塊油井的見效特征來看,裂縫方向上的油井易與氣井形成優(yōu)勢通道,使油井見效快,見氣早,氣油比上升快,易產(chǎn)生氣竄。非裂縫方向上的油井見效慢,見氣晚,不易氣竄。
4)采出程度的影響 采出程度較高時累計虧空大,地層壓力保持水平降低。當?shù)貙訅毫Φ陀谧钚』煜鄩毫r,地層原油呈近混相或非混相狀態(tài),氣體容易早期突破,產(chǎn)生氣竄。當?shù)貙訅毫Ω哂谧钚』煜鄩毫r,地層原油與CO2實現(xiàn)混相,氣體突破時間晚,氣竄時間晚。從高891-7井的氣竄規(guī)律來看,井區(qū)采出程度高,地層壓力低于最小混相壓力,屬非混相狀態(tài)。注氣見效后2個月見氣。
5)注入井投產(chǎn)方式的影響 從高89-1塊不同注入井投產(chǎn)方式對應的生產(chǎn)井氣竄情況統(tǒng)計結(jié)果來看,壓裂規(guī)模越大,油井見氣越早,氣油比越高,氣竄越嚴重;壓裂規(guī)模越小或不壓裂,油井見氣時間晚,氣油比較低。如高89-4井采用大型壓裂投注,對應的2口油井都早期氣竄,氣油比高;高89-17井未壓裂、高89-16井小型壓裂均能較好地滿足配注要求,對應的油井見氣時間晚,氣油比低。具體見表1。
表1 不同注入井投產(chǎn)方式對應油井氣竄情況統(tǒng)計表
國內(nèi)油田開展CO2驅(qū)的單元不多,在CO2驅(qū)氣竄治理方面的現(xiàn)場實踐較少。采用泡沫調(diào)堵體系治理氣竄是最有效的方式,但由于采出液還有少量水而使管線對防腐工藝要求高,實施難度大;因此探索采用動態(tài)調(diào)配的方式減緩氣竄。
1)波動注氣減緩氣竄 高891-7井及高89-1井由于采出程度高、裂縫方向的影響氣竄現(xiàn)象嚴重,為有效控制氣竄,對應的高89-4井、高89-16井采用波動注氣的方式,波動周期分別由10、15、20d進行調(diào)配,日配注量為20t。波動注氣后發(fā)現(xiàn)高891-7井與高89-1井主要來氣方向為高89-16井,同時波動周期為15d最優(yōu),因此單獨對高89-16井采用波動注氣,3個周期后,發(fā)現(xiàn)高891-7井與高89-1井的氣油比降低,產(chǎn)量下降速度減緩,使氣竄現(xiàn)象得到了抑制。
2)間開間注增油效果明顯 通過波動注氣雖然能有效地減緩氣竄,但不能抑制產(chǎn)量遞減。為此現(xiàn)場又探索了間開間注的調(diào)配方式。在高89-11井區(qū)對應的油氣井采用間開間注的方式:開氣井停油井,開油井停氣井,停井周期為20d。2個周期以后,高89-11井產(chǎn)量開始緩慢回升,產(chǎn)量由停井前的1.3t上升到開井后的2.4t,地層能量得到恢復。
3)控制注入速度減緩氣竄 CO2注入速度過低,難以維持地層壓力,達不到混相驅(qū)的效果;太高將使氣竄加劇,影響開發(fā)效果。通過數(shù)值模擬計算高89-1塊合理的注氣速度為20t/d,初期以2.0的注采比恢復地層能量,當?shù)貙訅毫Υ笥谧钚』煜鄩毫?,?.5的注采比生產(chǎn)。通過上述3種動態(tài)調(diào)配方式的實踐,現(xiàn)場表現(xiàn)為可有效地控制氣竄,平均單井增油0.8t,效果明顯。在新區(qū)還可以通過放大注采井距、控制壓裂規(guī)模、氣水交替等方式減緩氣竄,提高油藏采收率。
1)高89-1塊現(xiàn)場試驗表明,CO2驅(qū)氣竄特征主要表現(xiàn)為氣油比急劇上升,油井產(chǎn)量上升,有較短或無穩(wěn)產(chǎn)期,采出氣組分中CO2體積分數(shù)大于50%。
2)CO2驅(qū)氣竄主要受儲層非均質(zhì)性、注采井距、裂縫方向、采出程度狀況及注入井投產(chǎn)方式的影響。
3)通過波動注氣、間開間注、控制注氣速度等動態(tài)調(diào)配的方式可以有效地控制氣竄,提高氣驅(qū)效果,平均單井增油0.8t。
[1]ZHU Chunsheng,CHENG Linsong,CUI Shuheng.Study of CO2fooding for enhancement of oil recovery from low permeable reservoir[J].Journal of Shaanxi University of Science & Technology,2008,26(4):36~40.
[2]劉昌貴 .注氣提高石油采收率最優(yōu)控制的理論、方法和實現(xiàn) [D].南充:西南石油學院,2002.
[3]趙明國 .特低滲透油藏CO2驅(qū)室內(nèi)實驗及數(shù)值模擬研究 [D].大慶:大慶石油學院,2008.
[4]孫煥泉 .勝利油田低滲透油藏提高采收率技術(shù)對策 [J].油氣地質(zhì)與采收率,2002,9(2):10~13.
[5]張艷玉,崔紅霞,韓會軍 .低滲透油藏天然氣驅(qū)提高采收率數(shù)值模擬研究 [J].油氣地質(zhì)與采收率,2005,12(4):61~63.
[6]宋道萬.CO2混相驅(qū)數(shù)值模擬結(jié)果的主要影響因素 [J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(4):72~74.
[7]史華 .正理莊高89-1區(qū)塊CO2混相驅(qū)參數(shù)優(yōu)化數(shù)值模擬研究 [J].海洋石油,2008,28(1):68~73.