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        大慶油田三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況分析

        2016-12-17 02:16:07王帥孫國紅
        關(guān)鍵詞:效率

        王帥,孫國紅

        (中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶 163712)

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        大慶油田三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況分析

        王帥,孫國紅

        (中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶 163712)

        研究大慶油田5個區(qū)塊三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井的水洗資料。水洗結(jié)論表明5個區(qū)塊中E區(qū)塊的三元復(fù)合驅(qū)效果最好,驅(qū)油效率提高幅度為17.3%,同時三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映,因此提高水洗比例和水洗程度可以提高三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效率。分析三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井在主流線的相對位置,表明在主流線中間位置的密閉取心井驅(qū)油效率提高幅度高于靠近生產(chǎn)井的;儲層的韻律、夾層和滲透率等非均質(zhì)性參數(shù)數(shù)據(jù)表明在不均勻型和均勻型的同類型儲層里,內(nèi)部相對非均質(zhì)性越強,三元復(fù)合驅(qū)效果越好。

        三元復(fù)合驅(qū);密閉取心井;水洗比例;水洗程度;非均質(zhì)性;驅(qū)油效率

        1 5個區(qū)塊基本情況

        大慶油田從20世紀(jì)80年代開始三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)攻關(guān),目前建立了較為完善的配套工藝技術(shù)。已有的礦場試驗結(jié)果表明,三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)可以在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高原油采收率20%以上[1~5]。選取大慶油田5個典型的三元復(fù)合驅(qū)區(qū)塊作為研究對象,基本情況如下:

        A區(qū)塊位于大慶S油田北部,目的層位SⅡ1-9(S代表大慶油田薩爾圖油層組,在油層組內(nèi)部,按照從頂?shù)降讋澐秩舾缮皫r組,以Ⅰ、Ⅱ…編號;在油藏的精細描述中,砂巖組內(nèi)部含油部位從頂?shù)降拙幪枮?、2…;SⅡ1-9表示薩二組1至9號層),三元采用強堿體系。區(qū)塊含油面積25.79km2。2005年開展強堿體系三元復(fù)合驅(qū)試驗,采用125m×125m五點法面積井網(wǎng)。

        B區(qū)塊位于大慶S油田中部,目的層位PⅠ1-2(P代表葡萄花油層組,Ⅰ砂層組1至2小層),三元采用強堿體系。區(qū)塊含油面積12.0km2,地質(zhì)儲量5069×104t。2005年開展強堿體系三元復(fù)合驅(qū)試驗,采用125m×125m五點法面積井網(wǎng)。

        C區(qū)塊位于大慶S油田南部,目的層位SⅡ10-12(薩爾圖油層組Ⅱ砂層組10至12小層),三元采用弱堿體系。區(qū)塊含油面積1.21km2,地質(zhì)儲量776.90×104t。2005年開展弱堿體系三元復(fù)合驅(qū)試驗,采用125m×125m五點法面積井網(wǎng)。

        D區(qū)塊位于大慶X油田,目的層位PⅠ2-3(葡萄花油層組Ⅰ砂層組2小層至3小層)。區(qū)塊含油面積3.25km2,地質(zhì)儲量1405.48×104t。1998年開始三元復(fù)合驅(qū)試驗,平均注采井距250m,五點法面積井網(wǎng)。2006年2月開始注入后續(xù)聚合物段塞。2008年開展三類油層復(fù)合驅(qū)礦場試驗,利用現(xiàn)有一類油層三元復(fù)合驅(qū)試驗井,在試驗區(qū)內(nèi)自西向東部署注采井距125m五點法面積井網(wǎng)。

        E區(qū)塊位于大慶L油田,目的層位SⅢ4-10(薩爾圖油層組Ⅲ砂層組4至10小層),三元采用強堿體系。區(qū)塊面積1.42km2,地質(zhì)儲量1189.10×104t。三元復(fù)合驅(qū)采用120m井距五點法面積井網(wǎng)。

        2 5個區(qū)塊水洗總體情況

        三元復(fù)合驅(qū)油是通過在注入水中加入一定比例的堿-表面活性劑-高相對分子質(zhì)量的聚合物,降低油水界面張力,增加注入水的黏度,從而降低油水的流度比,擴大油層宏觀和微觀、平面和縱向上的波及體積,驅(qū)替油層中的殘余油,降低剩余油飽和度,最終提高驅(qū)油效率和原油采收率[4,5]。

        2.1 水洗特征

        為檢查三元復(fù)合驅(qū)油效果,在三元復(fù)合驅(qū)試驗結(jié)束后,在三元復(fù)合驅(qū)前的密閉取心井附近部署新密閉取心井進行對比分析。應(yīng)用鉆取的5對密閉取心井的水洗狀況數(shù)據(jù),可以檢查每個區(qū)塊的水洗特征(表1)。從表1可以看出5個區(qū)塊三元復(fù)合驅(qū)油都取得了效果,三元復(fù)合驅(qū)后不僅提高了油層的水洗厚度或者水洗比例,而且改善了油層的水洗程度。5個區(qū)塊水洗厚度總體由三元復(fù)合驅(qū)前的37.50m提高到三元復(fù)合驅(qū)后的44.07m,提高6.57m;平均水洗比例由81.0%提高到94.4%,提高幅度為13.4%;平均驅(qū)油效率由45.7%提高到54.7%,提高幅度為9.0%。

        表1 三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況

        注:以區(qū)塊B中PⅠ21和PⅠ22為例,精細描述層位均為PⅠ2,只是由于中間存在巖性夾層或者物性夾層,加上、下標(biāo) 以示區(qū)分。

        2.2 水洗規(guī)律

        1)油層驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映。比如三元復(fù)合驅(qū)前水洗比例低的油層,雖然三元復(fù)合驅(qū)后水洗比例提高幅度明顯,但因為水洗程度提高不明顯,驅(qū)油效率提高幅度不明顯;三元復(fù)合驅(qū)前水洗比例高的油層,三元復(fù)合驅(qū)后水洗比例提高幅度不明顯,但因為水洗程度提高明顯,驅(qū)油效率提高幅度也明顯。

        區(qū)塊A三元復(fù)合驅(qū)前的水洗比例,與其余4個區(qū)塊相比較低(表2)。SⅡ3-4、SⅡ7-8和SⅡ8-9這3個小層三元復(fù)合驅(qū)后水洗比例提高幅度分別為24.1%、51.0%和29.7%。平均水洗比例提高幅度為34.7%,但平均驅(qū)油效率提高幅度僅為4.1%。區(qū)塊E平均水洗比例由三元復(fù)合驅(qū)前的95.5%提高至三元復(fù)合驅(qū)后的97.9%,水洗比例提高幅度較??;驅(qū)油效率由三元復(fù)合驅(qū)前的42.3%提高至三元復(fù)合驅(qū)后的59.6%,驅(qū)油效率提高幅度為17.3%。對比區(qū)塊A、E的水洗比例和水洗程度數(shù)據(jù),區(qū)塊A水洗比例雖然提高幅度明顯,但是三元復(fù)合驅(qū)前水洗比例低。區(qū)塊E雖然水洗比例提高不明顯,但是三元復(fù)合驅(qū)前水洗厚度(水洗比例)就高達95.5%,比區(qū)塊A高41.1%;而且三元復(fù)合驅(qū)后水洗程度區(qū)塊E比區(qū)塊A更好,平均強水洗比例79.6%,中水洗比例18.6%,都比區(qū)塊A高(表2)。

        2)提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效率。油層驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映,所以提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效率。

        通過提高油層的水洗比例來提高驅(qū)油效率[6~8]。區(qū)塊A水洗厚度由三元復(fù)合驅(qū)前的5.55m提高到三元復(fù)合驅(qū)后的9.39m(提高3.84m),相應(yīng)水洗比例由51.4%提高到86.1%(提高幅度為34.7%),最終驅(qū)油效率由42.2%提高到46.3%(提高幅度為4.1%)。區(qū)塊C水洗厚度由三元復(fù)合驅(qū)前的3.4m提高到三元復(fù)合驅(qū)后的6.4m(提高3.00m),相應(yīng)水洗比例由68.6%提高到97.0%(提高幅度為28.4%),驅(qū)油效率由53.1%提高到65.9%(提高幅度為12.8%)(表1)。

        表2 三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井水洗程度

        注:三元復(fù)合驅(qū)前水洗比例=三元復(fù)合驅(qū)前水洗厚度/三元復(fù)合驅(qū)前的有效厚度×100%;水洗厚度=強洗厚度+中洗厚度+弱洗厚度,強洗比例=強洗的有效厚度/水洗厚度×100%;中洗比例和弱洗比例同理,其中三元復(fù)合驅(qū)前強洗比例+中洗比例+弱洗比例=100%;三元復(fù)合驅(qū)后的數(shù)據(jù)同理。

        通過提高油層的水洗程度來提高驅(qū)油效率。水洗程度由強水洗、中水洗和弱水洗厚度三者占總水洗厚度百分比表示。三元復(fù)合驅(qū)的油層水洗程度,弱水洗或者中水洗比例降低,中水洗或者強水洗比例提高。C區(qū)塊三元復(fù)合驅(qū)驅(qū)油效率卻由三元復(fù)合驅(qū)前40.0%提高至三元復(fù)合驅(qū)后的49.3%,提高幅度為9.3%。原因是區(qū)塊C三元復(fù)合驅(qū)后油層的水洗程度提高,弱水洗比例由36.4%降低至14.0%,降低幅度為22.4%,強水洗比例由13.4%提高至29.6%,提高幅度為16.2%。區(qū)塊E水洗厚度三元復(fù)合驅(qū)后減小,水洗比例提高不明顯,但是水洗程度提高顯著,強水洗比例由三元復(fù)合驅(qū)前15.0%提高至79.6%,提高幅度為64.6%,最終驅(qū)油效率由42.3%提高到59.6%,提高幅度為17.3%。

        3 三元復(fù)合驅(qū)影響因素

        三元復(fù)合驅(qū)主要是將單一的聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)和堿驅(qū)有機的結(jié)合起來,充分發(fā)揮各化學(xué)劑的相互協(xié)同作用,既可以提高波及系數(shù),又可以增加洗油效率,從而提高原油采收率[9,10]。而三元復(fù)合驅(qū)的效果既與三元體系本身有關(guān),又與密閉取心井在主流線上的相對位置和區(qū)塊的非均質(zhì)程度等因素有關(guān)。

        3.1 密閉取心井在主流線上的相對位置

        主流線是采油井和注水井的連線。分析主流線上不同位置三元復(fù)合驅(qū)井的水洗狀況,以主流線上的密閉取心井靠近生產(chǎn)井和密閉取心井在主流線中間位置為例,區(qū)塊A、B三元復(fù)合驅(qū)前后的密閉取心井都在主流線上靠近生產(chǎn)井位置,區(qū)塊D三元復(fù)合驅(qū)前后的密閉取心井都在主流線中間位置(圖1)。因此3個區(qū)塊的數(shù)據(jù)可以對比分析三元復(fù)合驅(qū)前后主流線上不同位置的水洗狀況。區(qū)塊A和B驅(qū)油效率提高幅度分別為4.1%和1.8%,區(qū)塊D驅(qū)油效率提高幅度為12.8%,5個區(qū)塊都采用五點法面積井網(wǎng)(表3)。

        結(jié)果表明三元復(fù)合驅(qū)水洗狀況受密閉取心井在主流線上的位置影響,主流線中間位置的水洗狀況優(yōu)于靠近生產(chǎn)井的水洗狀況。分析原因:與主流線中間位置相比,靠近生產(chǎn)井的密閉取心井距離注水井較遠,三元復(fù)合驅(qū)前后受效都弱,因此三元復(fù)合驅(qū)后驅(qū)油效率與三元復(fù)合驅(qū)前相比提高幅度不明顯。

        表3 三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井基本情況

        圖1 三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井位置

        3.2 非均質(zhì)性

        韻律、夾層和滲透率等非均質(zhì)性特征參數(shù)是影響三元復(fù)合驅(qū)水洗效果的重要因素。

        正韻律油層三元復(fù)合驅(qū)油效果最好,復(fù)合韻律油層驅(qū)油效果次之,反韻律油層驅(qū)油效果最差。原因在于正韻律油層下部的滲透率高,受重力的影響水驅(qū)很難波及到油層上部的低滲透層,水驅(qū)效果差。此時正韻律油層的剩余油飽和度高,在進行三元復(fù)合驅(qū)時由于驅(qū)油體系的黏度高、界面張力低,三元復(fù)合驅(qū)效果較好。反韻律油層則由于油層中剩余油量減少使三元復(fù)合驅(qū)效果下降[11]。

        夾層平面上改變厚油層內(nèi)部的連通狀況,縱向上對油水運動起分隔作用。在均質(zhì)韻律的厚油層內(nèi)部,在夾層附近的,特別是夾層下部的驅(qū)油效率明顯低于油層底部的驅(qū)油效率。

        物性比如滲透率在縱向上也會像粒度一樣分為滲透性正韻律、反韻律和復(fù)合韻律等。而滲透率變化可用變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差等參數(shù)刻畫。滲透率變異系數(shù)、突進系數(shù)、級差計算公式如下:

        (1)

        (2)

        式中:Tk為滲透率突進系數(shù),1;Kmax為層內(nèi)最大滲透率,D。

        (3)

        式中:Jk為滲透率級差,1;Kmin為最小滲透率,D。

        表4 三元復(fù)合驅(qū)前后物性資料

        滲透率變異系數(shù)取值越大,層內(nèi)非均質(zhì)性越強;滲透率突進系數(shù)和級差取值大于1,值越大,層內(nèi)非均質(zhì)性越強。分析5個區(qū)塊的非均質(zhì)參數(shù),結(jié)果見表4。由表4可見,滲透率變異系數(shù)表明區(qū)塊A、B、D為不均勻型,區(qū)塊C、E為較均勻型。

        同屬不均勻型,滲透率突進系數(shù)和級差表明區(qū)塊D的非均質(zhì)性強于區(qū)塊A、B,前者的三元復(fù)合驅(qū)效果好于后者;同屬較均勻型,滲透率突進系數(shù)和級差表明區(qū)塊E的非均質(zhì)性強于區(qū)塊C,前者的三元復(fù)合驅(qū)效果好于后者。因此在非均勻型和均勻型的同類型儲層里,內(nèi)部相對非均質(zhì)性越強,三元復(fù)合驅(qū)效果越好。分析原因是相對非均質(zhì)性強的儲層,三元復(fù)合驅(qū)前剩余油飽和度高,在進行三元復(fù)合驅(qū)時由于驅(qū)油體系的黏度高、界面張力低,三元復(fù)合驅(qū)效果較好。

        4 結(jié)論

        1)5個區(qū)塊三元復(fù)合驅(qū)受效最好的是區(qū)塊E,其水洗比例和水洗程度都是最好的。驅(qū)油效率由三元復(fù)合驅(qū)前的42.3%增加到59.6%,提高17.3個百分點。

        2)油層驅(qū)油效率是油層水洗比例和水洗程度的綜合反映,所以提高油層的水洗比例和水洗程度可以提高三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效率。

        3)與主流線中間位置相比,靠近生產(chǎn)井的密閉取心井距離注水井較遠,三元復(fù)合驅(qū)前后受效都弱,因此三元復(fù)合驅(qū)后驅(qū)油效率與三元復(fù)合驅(qū)前相比提高幅度不明顯。

        4)在非均勻型和均勻型的同類型儲層里,內(nèi)部相對非均質(zhì)性越強,三元復(fù)合驅(qū)效果越好。

        [1]鐘連彬.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)動態(tài)特征及其跟蹤調(diào)整方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2015,34(4):124~128.

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        [3] 楊懷軍,張杰,牛麗偉,等.流度控制作用對二元復(fù)合驅(qū)驅(qū)油效率影響[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2014,33(3):111~120.

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        [編輯] 黃鸝

        2016-05-31

        國家油氣重大專項 (2011ZX05010-001-006) 。

        王帥(1981-),男,工程師,長期從事開發(fā)地質(zhì)和密閉取心井綜合研究工作,wangshuai2008@petrochina.com.cn。

        TE357.4

        A

        1673-1409(2016)35-0061-05

        [引著格式]王帥,孫國紅.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)前后密閉取心井水洗狀況分析[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2016,13(35):61~65.

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