李寧，楊志興，陳自立

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335)

白美麗

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067)

擬示蹤劑在凝析油注采研究中的應(yīng)用

李寧，楊志興，陳自立

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335)

白美麗

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067)

凝析油回注是海上油氣田開發(fā)過程中為應(yīng)對海底輸油管線故障而采取的一種工程應(yīng)急措施。海上油氣田輸油管道出現(xiàn)故障后，油井被迫全部關(guān)停，氣井照常生產(chǎn)，氣井產(chǎn)生的凝析油無法處理，只能回注油層。通過回注井篩選確定回注可行性并選擇合適的回注井；通過試驗研究明確回注對地層產(chǎn)生的影響；通過擬示蹤劑法對凝析油注采過程進行分析，研究凝析油滲流范圍，分析凝析油對地層滲流的影響，確定不同液量的凝析油回采率。研究結(jié)果符合實際，準(zhǔn)確可靠，對后續(xù)海上油氣田的凝析油回注具有借鑒和參考意義。

海上油氣田；凝析油；回采；擬示蹤劑

海上油氣田輸油管道出現(xiàn)故障后，為避免海上溢油，油井被迫全部關(guān)停。為了保證油氣田產(chǎn)量不要損失太多，氣井要維持生產(chǎn)，通過氣海管輸送到陸地終端，氣井產(chǎn)生的凝析油無法處理，只能回注油層[1，2]。

X油氣田位于我國海域，2012年輸油海管破裂，急需選擇一口油井回注氣井產(chǎn)生的凝析油。筆者利用Pipesim井筒管流軟件、試驗方法及Eclipse數(shù)值模擬軟件分別對凝析油注采進行研究，取得了較好的效果。

1 回注井篩選

該海上油氣田有10口油井，長期生產(chǎn)實踐中形成以下回注井選井原則：①單層開采，采出程度較高；②儲層較厚，物性較好；③地層能量充足；④油井處于生產(chǎn)后期，產(chǎn)量貢獻小。具體每口井選井原則適用性見表1。

表1顯示同時滿足4個選井原則的只有A3井和A5井，進一步對A3和A5井的地質(zhì)油藏概況(表2)進行分析，選擇最優(yōu)井進行回注。A3井與A5井均為水平井，儲層類型相似(中高滲、常壓儲層)，儲層厚度都在10m左右，地層能量充足，十多年生產(chǎn)史，儲層壓降均小于2%。

鑒于2口井地質(zhì)油藏狀況比較相近，引入Pipesim軟件，建立A3和A5井的凝析油回注模型(圖1)，進一步對2口井進行凝析油回注可行性分析。分析步驟為：定義井模型；編輯注入源、井筒及水平段；評估井底流動條件；運行系統(tǒng)分析。

表2 A3、A5井參數(shù)對比表

根據(jù)分析結(jié)果，凝析油回注A3井的可行性較高。在井口壓力6MPa，注入量300m3/d的情況下，A3井注入指數(shù)J注入=353m3/(d·MPa)，井底壓力為23.26MPa，高于地層壓力0.85MPa(圖2)。而A5井只有井口壓力在8MPa以上才能注入地層。綜合考慮，最終選擇A3井作為回注油井。

圖1 A3井Pipesim凝析油回注模型 圖2 A3井系統(tǒng)分析計算結(jié)果示意圖

A3井于2012年8月開始回注凝析油，其回注分為2個階段(圖3)。第1階段回注：2012年8月至2013年4月，回注246d，日均注入量300m3，累計注入6.38×104m3；第2階段回注：2014年10月至2015年3月，回注166d，日均注入量500m3，累計注入8.78×104m3。A3井注入狀況良好，注入全程油壓穩(wěn)定在5.5MPa。

2 試驗研究

為探討回注對今后生產(chǎn)動態(tài)的影響，室內(nèi)試驗研究以X油氣田C2層為主要研究的目的油層，模擬試驗力求最大限度逼近生產(chǎn)實際，從研究凝析油回注對油藏表面性質(zhì)、毛細(xì)管壓力特征、滲流特征和水驅(qū)動態(tài)的影響，來評價凝析油回注的可行性，為凝析油回注的決策和回注參數(shù)的優(yōu)化提供試驗依據(jù)。

2.1 凝析油回注對油藏巖石潤濕性的影響

按照具體的試驗設(shè)計，試驗研究測定了2種狀態(tài)下油層巖石的潤濕性，以研究凝析油回注的影響。即恢復(fù)油層狀態(tài)后的原始潤濕性及經(jīng)凝析油回注污染后的潤濕性。結(jié)果見表3。由表3可以看出，凝析油回注不會改變油層原始親水的特征，且回注后油層的親水性略有增強。影響巖石潤濕性的是原油的組分以及巖石礦物組成等綜合因素。X油氣田C2層儲油巖石的礦物成分以硅酸鹽為主，石英、長石體積分?jǐn)?shù)達到83%，該類礦物在表面潔凈的情況下，一般是親水的。

表3 凝析油回注對油藏巖石潤濕性影響試驗數(shù)據(jù)表

2.2 凝析油回注對油層油水兩相滲流規(guī)律的影響

凝析油回注后，曲線的共滲點發(fā)生右移(圖3)，表明回注后模型的親水性有所加強，這與凝析油回注對油層潤濕性影響的試驗結(jié)果是相符的。

凝析油回注后水相滲流能力降低，對油相的滲流更加有利，表現(xiàn)為模型最大含水飽和度對應(yīng)的水相相對滲透率最大值在凝析油回注后要下降15%左右，回注后油相與水相滲透率比值上升(圖4)。

圖3 凝析油回注前、后相對滲透率曲線 圖4 回注前、后油相與水相滲透率比值變化曲線

2.3 凝析油回注前、后驅(qū)油效率及水驅(qū)動態(tài)的對比

凝析油回注前、后模型水驅(qū)油效率見表4。從中可以看出，油藏?zé)o水期驅(qū)油效率與最終期驅(qū)油效率均有所提高。

表4 凝析油回注前、后模型水驅(qū)油效率綜合數(shù)據(jù)表

利用相滲曲線計算采收率公式求得回注前后原油的采收率(表5)，發(fā)現(xiàn)回注后原油采收率由63.1%提高到了80.1%，回注后凝析油波及區(qū)域的原油采收率得到了提高。

表5 凝析油回注后水驅(qū)動態(tài)

3 擬示蹤劑法

傳統(tǒng)凝析油回采率計算方法是求取回注凝析油時的產(chǎn)油量(圖5紅色面積圖)與未回注凝析油時的產(chǎn)油量(圖5綠色面積圖)的差值作為凝析油產(chǎn)量，來求取回采率。

這種計算方法無法準(zhǔn)確顯示回注凝析油的滲流范圍，不區(qū)分回注的凝析油與地層原油；并且忽視回注凝析油對地層滲流的影響[3]；只考慮A3井的回采量，無法判斷A3井以外的井是否對凝析油回采造成影響，因此計算結(jié)果準(zhǔn)確度低。

圖5 傳統(tǒng)凝析油數(shù)模計算方法

C2層有4口生產(chǎn)井(A2、A3、A7、A11)(圖6)。分析發(fā)現(xiàn)，A2井在兩次回注凝析油后，產(chǎn)量均有顯著提高(圖7)，第1階段凝析油回注后，A2井產(chǎn)量由10m3/d提高到50m3/d，第2階段凝析油回注后，A2井產(chǎn)量由關(guān)停前的30m3/d提高到265m3/d，由此可以推斷A2井有凝析油產(chǎn)出，A3井的凝析油回注確實會對同層位其他油井造成影響。若采用傳統(tǒng)方法求取回采率，將不符合實際生產(chǎn)情況。因此，急需尋找一種能夠準(zhǔn)確顯示回注凝析油的滲流范圍，精確計算凝析油回采率的方法，筆者采用擬示蹤劑法進行凝析油回采率研究。擬示蹤劑是指并未在油田實際生產(chǎn)中注入，只是用于數(shù)值模擬研究的虛擬示蹤劑[4]。在認(rèn)為地質(zhì)模型準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，假定回注凝析油為示蹤劑，通過研究各生產(chǎn)井示蹤劑的產(chǎn)出特征，來確定凝析油流動方向、各井的回采情況。

圖6 C2層剩余油飽和度豐度疊合圖 圖7 A2井日產(chǎn)曲線

將回注凝析油標(biāo)示上虛擬示蹤劑，觀察示蹤劑在油藏中的滲流方向及滲流范圍，計算回采示蹤劑的采收率。凝析油回注結(jié)束后，由剩余油飽和度分布圖(圖8)可以看出，在平面上，凝析油主要滲流范圍在A3井水平段周圍；在剖面上，凝析油主要滲流范圍在C2層頂部A3井水平段周圍。

將生產(chǎn)C2層的A2井、A3井、A7井、A11井這4口井同時開井，觀察凝析油的產(chǎn)出運動規(guī)律，從不同時期凝析油剩余油飽和度圖(圖9、10)可以看出，大部分凝析油在1年內(nèi)被采出。

圖8 C2層回注凝析油剩余油飽和度分布圖

圖9 C2層回注凝析油1年后剩余油飽和度分布圖

圖10 C2層回注凝析油10年后剩余油飽和度分布圖

回采結(jié)束后，凝析油仍有部分剩余，主要分布在A3井西北方向。A3井西北方向區(qū)域構(gòu)造較低，泥質(zhì)隔夾層發(fā)育，易富集剩余油[5]。

數(shù)值模擬結(jié)果顯示凝析油最終回采率(10年回采率)介于84.5%～88.8%之間，符合試驗結(jié)果(表6)。且6個月回采率高達55.0%～68.1%，半年回采率較高，增加了回注的信心。

A3井液量越大，回采率越高，建議提高A3井回采液量。

表6 A3井凝析油回采效果模擬表

從圖11可以看出，凝析油99%由A2井、A3井采出，A7井、A11井基本無產(chǎn)出；且不同回采液量，各井回采比例不同，A3井回采液量越大，A3井貢獻比例越高，A2井貢獻比例越低。

圖11 A3井不同液量各井回采凝析油曲線

4 應(yīng)用效果

實際回采中A3井平均液量800m3左右，經(jīng)統(tǒng)計，實際3個月回采率為47%，6個月回采率為60%，與擬示蹤劑法預(yù)測的結(jié)果非常接近?；夭蓪嵺`表明擬示蹤劑法準(zhǔn)確可靠，凝析油最終回采率可達80%以上，凝析油回注A3井切實可行。

5 結(jié)論

1)利用Pipesim軟件進行回注凝析油井筒模擬，方法簡單可行，準(zhǔn)確度高。最終選擇C2層的水平生產(chǎn)井A3井作為凝析油回注井。

2)室內(nèi)試驗顯示凝析油回注不會改變油層原始親水的特征，且回注后油層的親水性略有增強；油藏?zé)o水期驅(qū)油效率與最終期驅(qū)油效率均有所提高，凝析油波及區(qū)域的原油采收率得到了提高。

3)運用擬示蹤劑法進行凝析油注采分析，研究凝析油滲流范圍，分析凝析油對地層滲流的影響，確定不同液量的凝析油回采率。研究結(jié)果符合實際，準(zhǔn)確可靠。

[1]楊耀忠，昌峰，張世明，等.平湖油氣田凝析油回注油藏對開發(fā)效果影響機理研究[J].礦物巖石，2003,23(1):93～97.

[2] 馬國新，昌峰.平湖油氣田凝析油回注研究及應(yīng)用[J].海洋石油，2003,15(12):73～77.

[3] 殷代印，張東.應(yīng)用虛擬示蹤劑方法研究側(cè)積體油水運移規(guī)律[J].特種油氣藏，2014，21(5):79～84.

[4] 薛小博. 采用擬示蹤劑追蹤油水運移規(guī)律研究[D].大慶：大慶石油學(xué)院，2010.

[5] 何賢科，涂齊催，宋春華. 海上特高含水油田剩余油分布規(guī)律研究[J].石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報)，2013，35(10):1～5.

[編輯] 黃鸝

2016-09-04

李寧(1985-)，男，碩士，工程師，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)、生產(chǎn)動態(tài)和數(shù)值模擬方面的工作，lining100@163.com。

TE349

A

1673-1409(2017)7-0075-07

[引著格式]李寧，楊志興，陳自立，等.擬示蹤劑在凝析油注采研究中的應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2017,14(7):75～81.