朱元超,喻高明 (長江大學石油工程學院,湖北武漢430100)

阿布都沙拉木·艾合買提 (中石油新疆油田分公司重油開發(fā)公司,新疆克拉瑪依834000)

曹杉杉,桂繼,王鵬 (長江大學石油工程學院,湖北武漢430100)

提高克拉瑪依油田九1-九5區(qū)T2k稠油蒸汽吞吐效果研究

朱元超,喻高明 (長江大學石油工程學院,湖北武漢430100)

阿布都沙拉木·艾合買提 (中石油新疆油田分公司重油開發(fā)公司,新疆克拉瑪依834000)

曹杉杉,桂繼,王鵬 (長江大學石油工程學院,湖北武漢430100)

分析了克拉瑪依油田九1-九5區(qū)塊的生產(chǎn)動態(tài),在此基礎上,運用數(shù)值模擬軟件,對主要生產(chǎn)區(qū)塊九2區(qū)吞吐參數(shù)進行優(yōu)化研究,并且提出了一種新的吞吐方式——分組式組合吞吐,同時對分組式組合吞吐的參數(shù)進行了優(yōu)化,為該區(qū)塊稠油蒸汽吞吐開發(fā)提供了合理的注汽參數(shù),可為后期開發(fā)調(diào)整提供有力依據(jù)。

淺層稠油;蒸汽吞吐;分組式組合吞吐

我國擁有巨大的稠油資源,如何更好、更有效地開采這些稠油,是現(xiàn)今面臨的一大任務。我國主要依據(jù)黏度和相對密度把稠油分為普通稠油、特稠油以及超稠油[1～3]。目前稠油熱力開采在強化采油中仍處于主導地位[4,5],熱力開采日產(chǎn)量約占強化采油量的60%,同時在熱力開采中,注蒸汽開采的產(chǎn)量約占97%[6]。對于普通稠油,可以采用熱水驅(qū),也可以進行注蒸汽吞吐生產(chǎn)[7]。克拉瑪依油田九1-九5區(qū)塊稠油吞吐生產(chǎn)主要存在汽竄嚴重以及高輪次吞吐效果差的問題。為此,筆者主要運用CMG數(shù)值模擬軟件的熱采模塊STARS,針對克拉瑪依油田九2區(qū)三疊系克拉瑪依組 (T2k)淺層稠油油藏注蒸汽吞吐的主要參數(shù)進行了優(yōu)化,優(yōu)選出最適合的注汽強度、注汽速度以及燜井時間,并提出了分組式組合吞吐這種新的開采方式。

1 油藏地質(zhì)概況

克拉瑪依油田九1-九5區(qū)T2k油藏位于克拉瑪依市以東45km處的白堿灘地區(qū)。油藏西部與六東區(qū)相連,東部和北部大多數(shù)面積與九區(qū)齊古組重疊,且齊古組已經(jīng)動用。在六、九區(qū)分界斷裂白堿灘北斷裂與九區(qū)中部斷裂所夾持的三角地帶,克拉瑪依組頂部構造形態(tài)單一,基本上為西北向東南緩傾的單斜,構造傾角為5～12°,油藏埋深240～350m,平均320m?？死斠澜M為砂礫巖及泥巖組合的正旋回沉積,沉積厚度2～69m,平均沉積厚度46m。砂層厚度0～36m,平均15m,向南砂層厚度逐漸變小。克拉瑪依組單井鉆遇平均油層有效厚度7.13m,呈薄互層狀,油層平均有效孔隙度22.15%,滲透率297m D,屬低孔、中低滲透儲層。九1-九5區(qū)克拉瑪依組動用含油面積3.79km2,地質(zhì)儲量303.71×104t,歷史采出程度23.56%。

2 地質(zhì)模型建立與歷史擬合

切取九2區(qū)中的一個區(qū)塊作為模擬區(qū)域,區(qū)內(nèi)包括37口吞吐井,地質(zhì)儲量30.1×104t,累計產(chǎn)油5.75×104t,油汽比為0.16,單井平均回采水率為81.91%,歷史采出程度19.11%,平均單井吞吐5.7輪次。平面上采用均勻網(wǎng)格系統(tǒng)(35×26),網(wǎng)格步長20m,在縱向上細分為8個小層,網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為7280個。建模后進行了地質(zhì)儲量和生產(chǎn)動態(tài)擬合,生產(chǎn)動態(tài)擬合主要進行了全區(qū)累計產(chǎn)油量、日產(chǎn)油量、含水率和單井日產(chǎn)油量等指標的擬合,擬合精度較高。吞吐井油藏基礎參數(shù)見表1。

表1 吞吐井的油藏基礎參數(shù)

3 常規(guī)吞吐參數(shù)優(yōu)化

3.1 吞吐基本參數(shù)計算

對所選區(qū)塊的37口吞吐井的平均厚度、注汽時間、周期注氣量、注汽強度、注汽速度以及燜井時間進行平均統(tǒng)計,結(jié)果見表2。

表2 吞吐基本參數(shù)結(jié)果

3.2 周期注汽強度優(yōu)化

根據(jù)關系式:注汽強度×平均厚度=注汽速度×注汽時間的單位換算關系,在油藏工程計算的基礎上,對注汽強度取50、70、90、110m3/m共4個水平。注汽速度取170m3/d、燜井時間取3d,在原有基礎上繼續(xù)吞吐3個周期,結(jié)果見圖1。

從圖1可以看出,當注汽強度為70m3/m時,累計產(chǎn)油量明顯出現(xiàn)拐點,并且此時也有較高的油汽比,故最優(yōu)的注汽強度為70m3/m。

3.3 注汽速度優(yōu)化

在油藏工程基礎上,對注汽速度取150、170、190、210、230m3/d共5個水平,注汽強度取70m3/m、燜井時間取3d,在原有基礎上繼續(xù)吞吐3個周期,結(jié)果見圖2。

圖1 常規(guī)吞吐注汽強度優(yōu)化結(jié)果

圖2 常規(guī)吞吐注汽速度優(yōu)化結(jié)果

從圖2可以看出,當注汽速度為210m3/d時,累計產(chǎn)油量明顯出現(xiàn)拐點,并且此時油汽比也較高,故最優(yōu)的注汽速度為210m3/d。

3.4 燜井時間優(yōu)化

在油藏工程基礎上,對燜井時間取2、3、4d共3個水平,注汽強度取70m3/m、注汽速度取210m3/d,在原有基礎上繼續(xù)吞吐3個周期,結(jié)果見圖3。

從圖3可以看到,方案累計產(chǎn)油量和油汽比隨燜井時間的變化不大,但都在燜井時間為3d時達到最大,故最優(yōu)的燜井時間為3d。

通過上面的吞吐參數(shù)優(yōu)化可以知道,區(qū)塊繼續(xù)進行常規(guī)吞吐開發(fā),最優(yōu)的注汽強度為70m3/m,注汽速度為210m3/d,燜井時間為3d,從2013年8月1日到2015年1月1日,累計產(chǎn)油量為2.76×104m3,油汽比為0.194。

圖3 常規(guī)吞吐燜井時間優(yōu)化結(jié)果

4 分組式組合吞吐參數(shù)優(yōu)化

分組式組合吞吐是指:單井經(jīng)多輪次吞吐后,將每輪注汽時間點相近的井組合在一起進行吞吐生產(chǎn)。根據(jù)前面吞吐的注汽時間點,可以將區(qū)塊內(nèi)的井分為5個小組進行組合吞吐。

同樣對吞吐參數(shù)的周期注汽強度、注汽速度以及燜井時間進行優(yōu)化。

4.1 注汽速度優(yōu)化

注汽速度取110、150、190、230、270m3/d共5個水平,注汽強度取70m3/m、燜井時間取5d,在原有基礎上繼續(xù)吞吐3個周期,結(jié)果見圖4。從圖4可以看到,當注汽速度為230m3/d時,累計產(chǎn)油量達到最大,同時也有較高的油汽比,故最優(yōu)的注汽速度為230m3/d。

4.2 周期注汽強度優(yōu)化

注汽強度取70、90、110、130m3/m共4個水平注汽速度取230m3/d,燜井時間取5d,在原有基礎上繼續(xù)吞吐3個周期,結(jié)果見圖5。從圖5可以看到,當注汽強度為110m3/m時,累計產(chǎn)油量達到最大,同時也有較高的油汽比,故最優(yōu)的注汽強度為110m3/m。

4.3 燜井時間優(yōu)化

燜井時間取2、3、4、5d共4個水平,注汽速度、注汽強度分別取230m3/d和110m3/m,在原有基礎上繼續(xù)吞吐3個周期,結(jié)果見圖6。從圖6可以看到,當燜井時間為3d時,累計產(chǎn)油量和油汽比都達到最大,故最優(yōu)的燜井時間為3d。

通過上面的吞吐參數(shù)優(yōu)化可以知道,區(qū)塊進行組合式吞吐開發(fā),最優(yōu)的注汽強度為110m3/m,注汽速度為230m3/d,燜井時間為3d,從2013年8月1號到2015年1月1號,累計產(chǎn)油量為2.84× 104m3,油汽比為0.13。

圖4 組合吞吐注汽速度優(yōu)化結(jié)果

5 結(jié)論與認識

1)對常規(guī)吞吐的生產(chǎn)參數(shù)進行了優(yōu)化,并且預測了繼續(xù)吞吐3周期的生產(chǎn)狀況,可以看到優(yōu)化后油汽比顯著提高,達到0.194。

圖5 組合吞吐注汽強度優(yōu)化結(jié)果

圖6 組合吞吐燜井時間優(yōu)化結(jié)果

2)提出了一種新的吞吐方式——分組式組合吞吐,并且對分組式組合吞吐注汽參數(shù)進行了優(yōu)化,可以看到較常規(guī)吞吐雖然油汽比降低了,但是分組式組合吞吐累計產(chǎn)油量更多,建議可以分區(qū)塊實施分組式組合吞吐。

3)分組式組合吞吐可以有效抑制汽竄,提高蒸汽熱能利用率,改善動用狀況,提高油井周期產(chǎn)油量。

4)多井組合在一起進行吞吐時,一個大井組可以分2個或3個階段來實現(xiàn)注蒸汽,以提高油井的生產(chǎn)時率。

[1]劉文章.稠油注蒸汽熱采工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

[2]張銳.稠油熱采技術[M].北京:石油工業(yè)出版社,1999.29～30.

[3]于連東.世界稠油資源的分布及其開采技術的現(xiàn)狀與展望[J].特種油氣藏,2001,8(2):98～103.

[4]曾玉強,劉蜀知,王琴,等.稠油蒸汽吞吐開采技術研究[J].特種油氣藏,2006,13(6):5～9.

[5]劉文章.中國稠油熱采現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].世界石油工業(yè),1998,14(5):15～18.

[6]李卉.稠油油藏蒸汽吞吐參數(shù)優(yōu)化及效果預測[J].石油地質(zhì)與工程,2012,26(1):89～91.

[7]藺玉秋.楊純東,趙輝,等.普通稠油蒸汽吞吐轉(zhuǎn)換開發(fā)方式優(yōu)化研究[J].中外能源,2007,12(3):46～50.

[編輯] 黃鸝

TE357.44

A

1000-9752(2014)09-0137-04

2014-05-15

朱元超(1987-),男,2011年長江大學畢業(yè),碩士生,現(xiàn)主要從事油藏工程方面的學習和研究工作。

喻高明(1965-),男,教授,博士生導師;E-mail:ygm1210@vip.sina.com。