氮氣泡沫驅(qū)在錦州油田的研究與實踐
摘 要：錦州油田斷層復(fù)雜，儲層平面和層間物性差異大，孔隙度高，滲透率變異系數(shù)大，儲層非均質(zhì)嚴(yán)重，地下剩余油分布復(fù)雜，為此研究應(yīng)用了氮氣泡沫驅(qū)油技術(shù)。選取該油田的錦2-8-118井區(qū)開展試驗，，對氮氣泡沫驅(qū)注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測。研究結(jié)果表明，采用連續(xù)注入泡沫液1年后轉(zhuǎn)為段塞式注入，四年后轉(zhuǎn)為后續(xù)水驅(qū)，平均單井注液速度為120m3/d，******氣液比為1：1，******泡沫劑質(zhì)量濃度為0.3%。結(jié)果顯示，該塊采用氮氣泡沫驅(qū)技術(shù)可以較好地改善開發(fā)效果，達(dá)到降水增油和提高采收率的目的。
關(guān)鍵詞：錦州油田 氮氣驅(qū) 參數(shù)優(yōu)化 降水增油
前言
錦州油田屬于復(fù)雜斷塊油田，儲層物性差異大，非均質(zhì)嚴(yán)重，地下剩余油分布復(fù)雜。經(jīng)過30多年的高效注水開發(fā)，目前已進(jìn)入特高含水階段，地質(zhì)采出程度47.2%，綜合含水93.23%。為了提高采收率，開展氮氣泡沫驅(qū)試驗[1]。在進(jìn)行精細(xì)油藏地質(zhì)描述的基礎(chǔ)上，以錦2-8-118井區(qū)為研究對象，探討該技術(shù)在錦州油田應(yīng)用的可行性。
一、油藏概況
錦2-8-118井區(qū)位于錦16塊興隆臺油層分采區(qū)中西部，試驗的目的層為興Ⅱ1-4小層，含油面積為0.32Km2，油層有效厚度23.8m，石油地質(zhì)儲量130.5×104t。地層南傾的鼻狀構(gòu)造，地層傾角2-4°，構(gòu)造高點在錦2-8-2306井附近。屬斷層遮擋的構(gòu)造-巖性油藏，油藏埋深1350～1450m，油層發(fā)育受構(gòu)造控制，發(fā)育穩(wěn)定，油層平均厚度為28.2m，單層厚度2～5m，連通系數(shù)83.4%。儲層物性好，平均孔隙度為28%，平均滲透率為750×10-3μm2，泥質(zhì)含量1.83%，20℃地面脫氣原油密度為0.9311g/cm3，50℃地面脫氣原油粘度為67.7mPas。
二、氮氣泡沫驅(qū)提高采收率工藝技術(shù)
1.機(jī)理研究
氮氣泡沫驅(qū)采油技術(shù)是在注水的同時按比例加入氮氣和泡沫劑，利用水、氮氣與泡沫劑相互作用的結(jié)果，在地下產(chǎn)生連續(xù)的穩(wěn)定的泡沫驅(qū)替液。
機(jī)理1：增大波及體積系數(shù)提高驅(qū)油效率
泡沫液流通過儲集層孔喉時所產(chǎn)生的阻力效應(yīng)，稱“賈敏效應(yīng)”或叫做“氣阻效應(yīng)”。依次進(jìn)入高、低滲層，提高波及系數(shù)，填塞各種結(jié)構(gòu)的孔隙，驅(qū)替不連續(xù)的殘余油。
機(jī)理2：乳化降粘作用
泡沫劑是表面活性劑，擴(kuò)散在油層中能夠降低油的表面張力，有利于原油流動。
機(jī)理3：彈性能作用、舉升作用
氮氣自身的彈性能和重力分異作用可以驅(qū)替殘余油，以及少量氮氣溶解或混合在原油中，增大原油體積，排除部分殘余油。同時泡沫破裂所產(chǎn)生的壓差、勢能、張力也對原油起到一定的驅(qū)動作用。
2.室內(nèi)試驗研究
開展了不同油品驅(qū)油效果對比實驗研究，氮氣泡沫驅(qū)技術(shù)在稀油上應(yīng)用效果要好于普通稠油，為現(xiàn)場試驗提供了可靠的技術(shù)保障。
實驗表明：在無油或者剩余油飽和度低于10%以下時，起泡劑能夠很好的發(fā)泡封堵高滲透層，而含油飽和度高于10%以上，發(fā)泡劑受原油消泡作用，阻力因子大幅下降，因此可以看出，氮氣泡沫驅(qū)主要封堵含油較低的高滲透層。
三、注采參數(shù)優(yōu)化[2-4]
1.注入總量優(yōu)化
數(shù)值模擬優(yōu)選結(jié)果，當(dāng)注入段塞為0.3PV時，累產(chǎn)油量和凈產(chǎn)油量較高。
2.化學(xué)劑濃度
通過實驗的方法得出，化學(xué)劑濃度為0.3%時效果較好，但考慮到油層預(yù)吸附作用影響，初期化學(xué)劑濃度應(yīng)控制在0.5%，等注入井壓力上升并趨于穩(wěn)定后再降低濃度到0.3%以下。
3.合理氣液比
運用數(shù)模對氣液比分別為0.5：1、1：1、1.5：1、2：1、4：1條件下氮氣泡沫驅(qū)開采效果進(jìn)行了模擬。計算結(jié)果表明，較大的氣液比下，生產(chǎn)井容易較早的突破，合理的氣液比值應(yīng)為為1：1。
4.合理的注入方式
數(shù)模計算結(jié)果表明，氮氣泡沫驅(qū)連續(xù)注入1年后轉(zhuǎn)為氣液混注與水交替小段塞式注入效果較好，段塞大小為10～30天比較合適。
四、現(xiàn)場應(yīng)用及效果
根據(jù)上述研究，在注入?yún)?shù)優(yōu)選的基礎(chǔ)上，結(jié)合錦2-8-118井區(qū)油藏實際情況，對錦2-丙7-238和錦2-8-08側(cè)實施氮氣泡沫驅(qū)現(xiàn)場應(yīng)用。方案設(shè)計：連續(xù)注入泡沫液10個月后年后轉(zhuǎn)為段塞式注入。實施后，井區(qū)啟動壓力上升，吸水指數(shù)下降，對應(yīng)油井增油效果明顯，日產(chǎn)油由20t/d上升到目前的45t/d，平均單井日增油2.6t/d，采收率由轉(zhuǎn)驅(qū)前的45%上升到52%，提高采收率7個百分點。
五、結(jié)論與認(rèn)識
1.錦州油田注氮泡沫調(diào)驅(qū)試驗在穩(wěn)油控水、提高采收率方面，證明方案合理、技術(shù)可行。
2.由于油水井的連通性好，采用連續(xù)注入方式，易發(fā)生氣竄，因此，在方案設(shè)計上，后期應(yīng)采用多段塞泡沫+氮氣注入方式，利用泡沫的封堵性控制氮氣的推進(jìn)速度。
3.對于高滲透的注水層，注氮前要用大劑量的起泡劑注入高滲透層，使它在氮氣的前沿形成一道泡沫墻，泡沫使注水層的滲流阻力增加，導(dǎo)致注入壓力升高，迫使流體進(jìn)入物性差的油層，提高注氮的波及體積。
參考文獻(xiàn)
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[2]彭昱強(qiáng)，王曉春.QHD32-6油田氮氣泡沫調(diào)驅(qū)數(shù)值模擬研究[J].特種油氣藏，2009，16（1）：71-74.
[3]鄧玉珍，劉慧卿，王增林等.氮氣泡沫驅(qū)注入?yún)?shù)優(yōu)化研究[J].中國石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報，2006，20 （1）：1-3.
[4]呂廣中，劉顯太，尤啟東.氮氣泡沫熱水驅(qū)油室內(nèi)實驗研究[J].石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，27（5）：50-54.
作者簡介：柴君良（1983-），男，2005年長江大學(xué)畢業(yè)，學(xué)士學(xué)位，工程師，長期從事油氣田開發(fā)與開采技術(shù)工作。
