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        過熱汽驅(qū)提高稠油油藏采收率應(yīng)用實踐與認(rèn)識

        2020-04-22 09:15:12張川文發(fā)旺歐陽云麗徐金華宿云國中國石油新疆油田新港公司新疆克拉瑪依834000
        化工管理 2020年9期
        關(guān)鍵詞:蒸汽驅(qū)口井單井

        張川 文發(fā)旺 歐陽云麗 徐金華 宿云國(中國石油新疆油田新港公司,新疆 克拉瑪依834000)

        K 油田J 區(qū)Q 組油藏平均埋深240m,砂體厚度平均38.0m,油層厚度平均13.9m。油層縱向分布集中,平面連片分布,孔隙度平均30%,滲透率平均1780×10-3μm2,屬特高孔、高滲儲層。原油粘溫反應(yīng)敏感,當(dāng)溫度從20℃上升到50℃時,原油粘度可從5000mPa·s 下降到400mPa·s 左右。Q 組油藏先后經(jīng)歷了濕蒸汽吞吐開發(fā)、濕蒸汽基礎(chǔ)井網(wǎng)蒸汽驅(qū)及加密井網(wǎng)蒸汽驅(qū)階段,油藏階段采出程度47.93%,其中常規(guī)汽驅(qū)階段采出程度30.19%。2011 年10 月轉(zhuǎn)入過熱蒸汽驅(qū)開發(fā)后,階段提高采收率7%。本文通過在過熱蒸汽提高采收率機(jī)理認(rèn)識的基礎(chǔ)上,分析了淺層稠油油藏常規(guī)蒸汽驅(qū)后過熱汽驅(qū)的開發(fā)效果,并提出改善效果的認(rèn)識。

        1 過熱蒸汽提高采收率機(jī)理研究

        過熱蒸汽是水的一種特殊狀態(tài),即溫度高于相應(yīng)壓力下飽和溫度的蒸汽,超過的溫度值稱為過熱度。其提高采收率機(jī)理與常規(guī)蒸汽既有相同之處,又有其特別之處。

        (1)高溫降粘、熱膨脹作用。過熱蒸汽的熱焓比濕蒸汽高,因此蒸汽腔內(nèi)溫度高,降粘作用、熱膨脹作用強(qiáng),降低了油水流度比和原油的滲流阻力,有利于提高蒸汽波及體積。

        (2)蒸餾作用強(qiáng),驅(qū)油效率高

        與普通濕蒸汽相比,過熱蒸汽熱焓和比容值都高,蒸餾作用強(qiáng)。采用一維填砂管模型巖心驅(qū)替裝置,填砂管內(nèi)徑為25mm,長度為370mm,20℃原油粘度380mPa·s 實驗是在250℃的相同溫度下,在熱水驅(qū)的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)飽和蒸汽驅(qū)、再轉(zhuǎn)過熱蒸汽驅(qū)的實驗??刂乞?qū)替速度為2.609mL/min。

        (3)過熱蒸汽與原油間的水熱裂解反應(yīng)

        與過熱蒸汽作用后,原油的物理性質(zhì)發(fā)生了顯著變化:反應(yīng)后飽和烴與芳香烴增加,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量降低,反應(yīng)后原油中的碳原子含量降低,氫原子含量明顯增加,硫原子含量減小,表明發(fā)生了明顯的水熱裂解反應(yīng)。

        2 過熱汽驅(qū)開發(fā)效果分析

        (1)注汽井井下技術(shù)狀況改善

        據(jù)4口井溫度-壓力曲線測試結(jié)果分析,各井吸汽井段均為過熱蒸汽,過熱度12℃-60℃,井底蒸汽干度達(dá)到100%。其中9133井底壓力壓力0.19Mpa,平均溫度139℃,過熱度15℃;9016井底壓力平均為0.25MPa,平均溫度171℃,過熱度35℃;9016井底壓力0.62MPa,平均溫度225℃,過熱度60℃;9025井平均壓力0.96MPa,平均溫度191℃,過熱度12℃(圖1)。

        圖1 實測注汽井底溫度-壓力曲線圖

        (2)生產(chǎn)井生產(chǎn)平穩(wěn)

        由于是常規(guī)蒸汽驅(qū)后期轉(zhuǎn)為過熱蒸汽驅(qū),因此其整體受效比較溫和,未出現(xiàn)明顯的產(chǎn)量波動和含水波動。產(chǎn)液水平先下降后平穩(wěn),產(chǎn)油水平保持平穩(wěn),含水未發(fā)生顯著變化(圖2)。

        圖2 過熱蒸汽驅(qū)區(qū)域生產(chǎn)運(yùn)行曲線

        油量絕對遞減率呈階梯式下降狀態(tài),注汽后平均遞減率6.0%,較2009-2011年平均遞減率下降5.2%(圖3)。

        圖3 過熱蒸汽驅(qū)區(qū)域油量絕對遞減率變化曲線

        通過對比區(qū)域單井生產(chǎn)變化(圖4),產(chǎn)量上升井184口,產(chǎn)量下降井51口,過熱蒸汽驅(qū)后,單井產(chǎn)能上升,遏制了產(chǎn)量遞減的趨勢。兩類井都進(jìn)入產(chǎn)量穩(wěn)定期,產(chǎn)量上升井目前單井產(chǎn)能0.8t/d,產(chǎn)量下降井目前單井產(chǎn)能0.45t/d。

        圖4 過熱蒸汽驅(qū)區(qū)域單井產(chǎn)能分類曲線

        (3)動用程度變化

        J1區(qū)9117井的井溫剖面,2014年、2015年保持溫度峰值未發(fā)生上升,但溫度峰值先變寬后變窄,2014年峰值變寬,表明過熱蒸汽擴(kuò)大了蒸汽腔范圍,到2015年變窄,分析是形成了過熱蒸汽竄擾通道;9042 井的井溫剖面反映出,峰值深度下移5m(圖5),動用程度增加。

        圖5 井溫剖面變化曲線

        (4)流體性質(zhì)變化

        過熱蒸汽驅(qū)后,在流體性質(zhì)監(jiān)測的10口井中有5口井原油粘度上升,5口井原油粘度下降。原油粘度上升的5口井,原油粘度由2000mPa.s 上升到10000mPa.s 以上,表明通過注入蒸汽干度的提高,有效提高了地下難動用原油的流動性。5 口井原油粘度下降,表明前期汽驅(qū)生產(chǎn)時,井間的未動用原油參與流動,過熱蒸汽有效的提高了蒸汽的波及范圍。

        3 取得的認(rèn)識

        過熱蒸汽在哈薩克斯坦鹽上油田和河南井樓油田的應(yīng)用取得了較好的開發(fā)效果。分析其應(yīng)用條件發(fā)現(xiàn),對于過熱蒸汽驅(qū)而言,適合的轉(zhuǎn)驅(qū)時機(jī)和過熱度對開發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效益影響較大。

        (1)轉(zhuǎn)驅(qū)時機(jī)

        數(shù)值模擬研究結(jié)果表明,及早轉(zhuǎn)為過熱汽驅(qū)有利于提高采油速度,獲得較高的階段采收率。河南井樓油田是在蒸汽吞吐5-6輪后轉(zhuǎn)為過熱蒸汽驅(qū),取得了比較理想的驅(qū)替效果,過熱蒸汽驅(qū)蒸汽的波及范圍占到井組面積的25%,是濕蒸汽的4.1倍。采收率也較濕蒸汽提高8.3%。本區(qū)域是在常規(guī)蒸汽驅(qū)后轉(zhuǎn)為過熱蒸汽驅(qū),雖然錯過了最佳轉(zhuǎn)驅(qū)時機(jī),但過熱蒸汽的特殊性質(zhì)仍可大幅降低殘余油飽和度、擴(kuò)大蒸汽波及體積。

        (2)過熱度

        過熱蒸汽進(jìn)入地層后的變化過程可分為過熱度消耗和蒸汽干度消耗2 個階段。在注汽壓力一定的情況下,過熱蒸汽的溫度越高,過熱度越大,過熱度消耗階段(過熱蒸汽→干飽和蒸汽)在油層中持續(xù)的時間越長,加熱范圍也越大。在相同壓力下,得到過熱蒸汽需要消耗的能源要多于飽和蒸汽。通過對比發(fā)現(xiàn)在一定壓力條件下飽和蒸汽與過熱蒸汽的焓值差別并不十分明顯,因此從經(jīng)濟(jì)性角度來看,過熱度不宜太高。

        4 結(jié)語

        (1)過熱蒸汽驅(qū)可以在常規(guī)蒸汽驅(qū)后繼續(xù)提高采收率,但提高幅度有限。主要通過擴(kuò)大蒸汽波及體積、提高驅(qū)油效率、降低殘余油飽和度等機(jī)理提高采收率。

        (2)常規(guī)蒸汽驅(qū)后過熱蒸汽驅(qū)生產(chǎn)溫和平穩(wěn),未出現(xiàn)明顯的產(chǎn)量波動,階段性不明顯。產(chǎn)油量保持穩(wěn)定,含水波動小。

        (3)選擇適宜的轉(zhuǎn)驅(qū)時機(jī)和過熱度,并配合調(diào)整技術(shù)可以大幅提高油藏最終采收率。

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