殷方好,劉慧卿,楊曉莉,雄 梅,張 輝

(1.中國(guó)石油大學(xué),北京 102249;2.中油遼河油田公司,遼寧 盤錦 124010)

千 12塊稠油油藏轉(zhuǎn)氮?dú)馀菽?qū)研究

殷方好1,劉慧卿1,楊曉莉2,雄 梅2,張 輝2

(1.中國(guó)石油大學(xué),北京 102249;2.中油遼河油田公司,遼寧 盤錦 124010)

為改善遼河油田千 12塊蓮花油層稠油油藏蒸汽吞吐和水驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果,開(kāi)展了氮?dú)馀菽?qū)提高采收率數(shù)值模擬研究。選取該區(qū)塊主力斷塊千 22塊建立三維地質(zhì)模型,在歷史擬合的基礎(chǔ)上,對(duì)氮?dú)馀菽?qū)注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測(cè)。研究結(jié)果表明,周期氮?dú)馀菽?qū)比連續(xù)泡沫驅(qū)效果好,最佳注采參數(shù)為:注泡沫 2個(gè)月,然后開(kāi)井生產(chǎn) 4個(gè)月為 1個(gè)周期,單井注液速度為 50 m3/d,最佳氣液比為 1∶1至 1.5∶1.0之間,最佳泡沫劑質(zhì)量濃度為 0.5%。該塊采用氮?dú)馀菽?qū)技術(shù)可以較好地改善稠油開(kāi)發(fā)效果,達(dá)到降水增油和提高原油采收率的目的。

稠油油藏;氮?dú)馀菽?qū);數(shù)值模擬;注采參數(shù)優(yōu)化;千 12塊蓮花油層

前 言

稠油開(kāi)采具有極其重要的戰(zhàn)略地位和意義,目前已經(jīng)成為石油工作者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。隨著油田開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷提高,氮?dú)馀菽?qū)能夠同時(shí)提高波及系數(shù)和驅(qū)油效率,逐漸被提出并應(yīng)用于油田的開(kāi)發(fā)中,并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。千 12塊蓮花油層 1992年開(kāi)始蒸汽吞吐,1996年 7月注水開(kāi)采,截至目前,水侵嚴(yán)重,開(kāi)發(fā)效果差。為尋求能夠高效開(kāi)發(fā)該油田和類似稠油油田的技術(shù),開(kāi)展氮?dú)馀菽?qū)技術(shù)研究。在進(jìn)行精細(xì)油藏地質(zhì)描述的基礎(chǔ)上,以千 12塊蓮花油層主力斷塊千 22塊作為研究對(duì)象,開(kāi)展氮?dú)馀菽?qū)油藏?cái)?shù)值模擬研究[2],以探討該技術(shù)在稠油油田應(yīng)用的可行性。

1 油藏概況

千 22塊蓮花油層位于歡西油田千 12塊頂部,以千 22斷層為界,南部以 70-58斷層為界。含油面積為 0.5 km2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量為 278×104t,地層由東北向西南傾斜,地層傾角為 3～4°,構(gòu)造高點(diǎn)在千 22井附近,區(qū)內(nèi)無(wú)小斷層,屬斷層遮擋的構(gòu)造 -巖性油藏,構(gòu)造簡(jiǎn)單。油層埋深為 986.5～1 181.6 m,發(fā)育蓮Ⅰ、蓮Ⅱ2套油層組:蓮Ⅰ油層組全區(qū)發(fā)育較穩(wěn)定,儲(chǔ)層平均厚度為 22.5 m;蓮Ⅱ油組變化大,由西向東逐漸變厚,儲(chǔ)層平均厚度約為 14 m。儲(chǔ)層物性好,平均孔隙度為 28.7%,平均滲透率為 496×10-3μm2,20℃地面脫氣原油密度為 0.963 7 g/cm3,50℃地面脫氣原油黏度為393.6 mPa·s。

2 建模及歷史擬合

2.1 建立地質(zhì)模型

根據(jù)地質(zhì)解釋的小層數(shù)據(jù),將油藏沿縱向劃分為 11個(gè)小層,平面網(wǎng)格為均勻網(wǎng)格,網(wǎng)格步長(zhǎng)為12.5 m,數(shù)值模擬總節(jié)點(diǎn)數(shù)為 60 060個(gè)。網(wǎng)格確定后,網(wǎng)格參數(shù)依據(jù)前期油藏三維地質(zhì)建模結(jié)果進(jìn)行粗化,直接導(dǎo)出模型,得到模擬計(jì)算時(shí)初始化模型的場(chǎng)參數(shù)資料數(shù)據(jù)[3]。

2.2 歷史擬合

截至 2008年 7月,該模擬區(qū)內(nèi)共有油水井 80口,先期進(jìn)行蒸汽吞吐開(kāi)發(fā),后期轉(zhuǎn)注水井 24口。根據(jù)基礎(chǔ)資料對(duì)模擬區(qū)內(nèi)從 1992年 3月至 2008年 7月的實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并進(jìn)行歷史擬合。

(1)儲(chǔ)量擬合。通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算,得到研究區(qū)內(nèi)石油地質(zhì)儲(chǔ)量為 277.53×104t,實(shí)際石油地質(zhì)儲(chǔ)量為 278×104t,模擬計(jì)算誤差為0.17%,達(dá)到數(shù)值模擬精度的要求。

(2)單井指標(biāo)擬合。由于單井產(chǎn)油和產(chǎn)水資料相對(duì)齊全,因此該斷塊主要選擇累計(jì)產(chǎn)油量和累計(jì)產(chǎn)水量作為單井主要擬合指標(biāo)(表 1)。

表 1 單井指標(biāo)擬合狀況

單井累計(jì)產(chǎn)油量和累計(jì)產(chǎn)水量擬合結(jié)果表明,相對(duì)誤差小于 5%的井所占比例遠(yuǎn)大于 70%,符合單井?dāng)M合指標(biāo)要求。

(3)區(qū)塊綜合指標(biāo)。從區(qū)塊綜合開(kāi)發(fā)指標(biāo)擬合結(jié)果可看出,符合率較高,達(dá)到擬合要求(表 2)。

表 2 千 22斷塊綜合指標(biāo)擬合狀況

3 氮?dú)馀菽?qū)參數(shù)優(yōu)選

3.1 驅(qū)動(dòng)方式選擇

根據(jù)千 22塊目前的井網(wǎng)注采關(guān)系,設(shè)計(jì)連續(xù)氮?dú)馀菽?qū)和周期氮?dú)馀菽?qū) 2種驅(qū)動(dòng)方式。連續(xù)氮?dú)馀菽?qū)是將目前的注水井改為泡沫注入井進(jìn)行連續(xù)注入,生產(chǎn)井以連續(xù)生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn);周期氮?dú)馀菽?qū)是注水井注泡沫時(shí),生產(chǎn)井關(guān)閉,連續(xù)注泡沫 2～3個(gè)月,然后生產(chǎn)井開(kāi)井生產(chǎn) 3個(gè)月,保持注采比為 1.2～1.5。

由表 3可以看出,周期泡沫驅(qū)的效果明顯好于連續(xù)泡沫驅(qū),因此,選擇周期泡沫驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式。

表 3 驅(qū)動(dòng)方式結(jié)果對(duì)比

3.2 氣液比參數(shù)優(yōu)選

氣液比參數(shù)的優(yōu)選通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法得到[4-6]。分別用氣液比為 3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3的氮?dú)馀菽M(jìn)行驅(qū)替,確定最大阻力因子對(duì)應(yīng)的參數(shù)為最佳氣液比(表 4)。

表 4 不同氣液比優(yōu)化結(jié)果

由表 4可以看出,氣液比在 1∶1至 1.5∶1左右時(shí)可達(dá)到最大阻力因子,因此可以據(jù)此確定最佳氣液比為 1∶1至 1.5∶1.0之間。

3.3 泡沫驅(qū)注入時(shí)間優(yōu)化

對(duì)周期泡沫驅(qū)的注泡沫時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化,分別對(duì)比注泡沫 1個(gè)月、2個(gè)月和 3個(gè)月的開(kāi)發(fā)效果。生產(chǎn)周期按 6個(gè)月為一個(gè)間歇輪次,即注泡沫 1個(gè)月對(duì)應(yīng)生產(chǎn) 5個(gè)月,注泡沫 2月對(duì)應(yīng)生產(chǎn) 4個(gè)月,注泡沫 3個(gè)月對(duì)應(yīng)生產(chǎn) 3個(gè)月。由計(jì)算結(jié)果可知,3種方案的累計(jì)產(chǎn)液量相差不大,可以對(duì)比累計(jì)產(chǎn)油量或采出程度來(lái)優(yōu)化周期泡沫注采參數(shù)。

圖 1為注泡沫 1個(gè)月、2個(gè)月和 3個(gè)月時(shí)從方案預(yù)測(cè)時(shí)間開(kāi)始至 2019年年底階段的采出程度。

圖 1 不同注氣時(shí)間階段采出程度隨生產(chǎn)時(shí)間變化曲線

由此看出,注泡沫 2個(gè)月后開(kāi)井生產(chǎn)的周期泡沫驅(qū)開(kāi)發(fā)效果最好。其原因?yàn)?注泡沫 1個(gè)月時(shí),泡沫的總注入量雖然相同,但是此時(shí)注入速度大,對(duì)泡沫的穩(wěn)定性影響較大,再注入階段泡沫不能有效擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)原油,在生產(chǎn)階段泡沫封堵能力下降,不能有效抑制氣相的竄流;注泡沫 3個(gè)月時(shí)生產(chǎn)時(shí)間縮短為 3個(gè)月,以大排量開(kāi)井生產(chǎn),此時(shí)地層不能有效供液,而且大排量生產(chǎn)容易造成生產(chǎn)井井底附近壓力擾動(dòng),影響泡沫的穩(wěn)定性,降低泡沫的封堵能力[7]。

4 方案預(yù)測(cè)結(jié)果

在注入?yún)?shù)優(yōu)選的基礎(chǔ)上,對(duì)千 22塊稠油氮?dú)馀菽?qū)進(jìn)行生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。將注水方案作為基礎(chǔ)方案,與氮?dú)馀菽?qū)動(dòng)方式進(jìn)行對(duì)比預(yù)測(cè)[8-10]。氮?dú)馀菽?qū)的設(shè)計(jì)參數(shù)為:注采比為 1.0∶1.3,發(fā)泡劑溶液注入速度為 50 m3/d,氣液比為 1.0∶1.2,泡沫劑濃度為 0.5%,注入 2個(gè)月,生產(chǎn)井生產(chǎn) 4個(gè)月為 1個(gè)周期。

圖 2 千 22塊最優(yōu)方案與基礎(chǔ)方案采收率對(duì)比曲線

圖 2為千 22塊最優(yōu)方案和基礎(chǔ)方案采收率對(duì)比曲線。通過(guò)對(duì)比可知,千 22塊實(shí)施最優(yōu)方案至2019年 12月底模擬結(jié)束時(shí)的采收率可以達(dá)到43.57%,而基礎(chǔ)方案的采收率僅為 37.39%,最優(yōu)方案較基礎(chǔ)方案采收率提高 6.18個(gè)百分點(diǎn)。

5 結(jié) 論

(1)通過(guò)數(shù)值模擬方法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)選,千 22塊稠油最優(yōu)氮?dú)馀菽?qū)參數(shù)為:注采比為 1.0∶1.3,單井發(fā)泡劑溶液注入速度為 50 m3/d,氣液比為 1.0∶1.2,泡沫劑質(zhì)量濃度為 0.5%,注入 2個(gè)月后,注入井關(guān)閉,生產(chǎn)井生產(chǎn) 4個(gè)月為 1個(gè)周期。

(2)方案預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,千 22塊實(shí)施周期氮?dú)馀菽?qū)后,2019年可以提高采收率 6.18個(gè)百分點(diǎn)。

(3)以上研究表明,稠油油藏開(kāi)發(fā)后期,由于存在高含水的情況,開(kāi)發(fā)效果差,進(jìn)行氮?dú)馀菽?qū)可以有效控制含水,提高稠油采收率。

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編輯 姜 嶺

TE319;TE345

A

1006-6535(2010)03-0080-03

20091011;改回日期:20100308

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“熱力開(kāi)采后稠油油藏提高采收率技術(shù)”(2009ZX05009-004-05)

殷方好 (1984-),男,2007年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè),現(xiàn)為中國(guó)石油大學(xué)(北京)在讀碩士研究生,主要研究方向?yàn)橛蜌馓镩_(kāi)發(fā)。