袁飛宇,張世亮,海濤

劉洪光,丁磊 (中石化西北油田分公司塔河采油二廠,新疆輪臺841604)

縫洞型碳酸鹽巖油藏注氮氣采油實踐及認識

袁飛宇,張世亮,海濤

劉洪光,丁磊 (中石化西北油田分公司塔河采油二廠,新疆輪臺841604)

塔河油田奧陶系縫洞型碳酸鹽巖油藏儲集體非均質性強,根據儲集體特征可初步分為定容型油井和非定容型水驅油井,前期主要依靠注水替油吞吐和水驅開發(fā),采收率較低。隨著塔河油田縫洞型油藏注水開發(fā)工作的推進,油藏開發(fā)矛盾逐步從能量下降向含水率上升轉變,油藏開發(fā)轉為注氮氣驅替儲集體頂部閣樓油。對69口高含水油井實施評價,有效率達到87%。列舉2個實例分析,定容型井在注氣后氮氣膨脹,排水采油,持續(xù)排水評價是生產中的有效技術對策,非定容底水錐進井加大注氣量和小工作制度有利于壓制水錐作用。

碳酸鹽巖;定容型;非定容型;注水替油;底水錐進;注氮氣

塔河油田奧陶系油藏是一個復雜的碳酸鹽巖縫洞型油藏,儲集體主要分布在裂縫和巖溶溶洞中,儲集體空間形態(tài)、大小差異性大,定性主要分為定容型和非定容型儲集體[1],其主要開發(fā)方式分別為注水替油吞吐和單元注水驅替井間油,隨著油藏注水開發(fā)的不斷推進,油藏開發(fā)主要矛盾從能量下降逐步向含水上升轉變,治水工作也就成為目前開發(fā)的主要方向。

1 碳酸鹽巖縫洞型油藏開發(fā)的現狀及存在的問題

1.1 定容型井的開發(fā)現狀及存在問題

儲集體具備定容特征的油井[1],其生產主要依靠儲集體內油體能量的彈性驅動,該類型油井投產后能量逐步下降,同時沒有外圍能量補充,其開發(fā)方式主要為注水替油吞吐,通過油水的重力分異作用驅替儲集體底部的剩余油,注水過程中累計注水量與壓力呈線性關系[1]。

隨著注水輪次的增多,儲集體內存水逐步增加,造成人工油水界面抬升[2],當油水界面逐步上升至產出層段以上后導致注水失效,造成無法采出儲集體內產出層段以上的頂部閣樓油。如何挖潛閣樓油儲量成為當前亟需解決的難題。

1.2 非定容型井的開發(fā)現狀及存在問題

儲集體具備非定容特征的油井通常有水侵特征[3],其生產初期壓力平穩(wěn)下降,開發(fā)過程經歷前期的原油彈性驅動和后期的底水驅動[3]。隨著累計產油量的增加,在井筒附近形成水錐逐步突破造成油井生產高含水,形成水的連續(xù)相封堵井筒兩側的原油,關井壓錐生產周期較短,由于碳酸鹽巖油藏儲層的非均質性,常常導致上返酸壓,出現堵水措施有效率低、有效期短、效果不佳的現象。如何壓制水錐恢復原油在井筒附近的連續(xù)相流成為當前亟需解決的難題。

2 碳酸鹽巖縫洞型油藏注氮氣采油的機理

注氮氣開采主要目的是驅替儲層頂部閣樓油,通過大量的理論研究表明在油藏條件下氮氣與原油的相容性較差[4],其主要機理:①定容井注氮氣補充地層能量,通過重力分異作用將頂部閣樓油向下驅替;②底水井通過注氮氣過程打破水錐界面及自身彈性驅替具有恢復油水界面壓制水錐的作用[5]。

3 應用實例

結合碳酸鹽巖縫洞型油藏的巖溶作用特征,塔河采油二廠針對2種類型井在殘丘翼部、殘丘下部產層、緩坡下部產層、緩坡上部產層4種不同地質構造特征的69口井進行實施評價,其中有效井60口,無效井9口,有效率達87%。

定容型注水井共39口,有效井36口,有效率達92%,平均單井增油達1309t。效果統計如圖1所示,產出層段剩余油豐富,有閣樓空間的注水失效井效果好。

非定容型底水錐進井共30口,有效井24口,平均單井增油達2377t,位于不同構造特征下的油井注氣后均有效,有殘丘高部位的油井有效率更高,效果統計如圖2所示,分析認為殘丘更能有效聚集氮氣使氮氣不外溢。

30口井的含水率上升特征分為緩慢上升、臺階上升、快速上升、暴性水淹、油水界面高,其水體能量逐步上升,統計發(fā)現隨著水體能量的增加,油水界面的上升,有效率逐步下降,分析認為影響非定容底水錐進井注氮氣效果的主要因素為水體能量強度與油井整體的油水界面高度。在氮氣量不足,底水能量強或油水界面高的情況下,驅替頂部閣樓油體積有限,生產有效期短,效果統計如圖3。

圖1 定容井不同構造注氣效果統計圖

圖2 非定容井不同構造注氣效果統計圖

圖3 非定容井不同含水特征注氣效果統計圖

1)實例1:定容型井 AD15井常規(guī)投產,儲層具備定容特征,前期開發(fā)手段主要依靠注水替油吞吐,隨著注水周期的增加,油水界面逐步抬升導致注水失效 (圖4),后實施注氮氣驅替閣樓油,共注氣2輪次(各50×104m3氮氣),首輪初期生產出現高含水,生產中含水率逐漸下降,周期產油540t,綜合含水率75%,二輪開井無水生產,周期產油2051t,綜合含水率3%(圖5),第二周期含水率明顯下降,定容型注水失效井生產過程中堅持排水。

圖4 AD15井注氣前生產曲線

圖5 AD15井注氣后生產曲線

2)實例2:非定容型底水錐進井 TH10104井酸壓投產,生產過程中壓力、產液平穩(wěn),水錐突破后生產含水率高,產油量低(圖6)。該井實施注氣2輪次,首輪注氣量44×104m3,以?4mm油嘴開井,生產含水率高,關井壓錐64d后開井,初期有效,后期含水率上升較快,周期產油703t,綜合含水率61%;二輪注氣量66×104m3,以?3mm油嘴控制生產,初期含水率30%,效果好。階段產油1621t,綜合含水率21%,二輪注氣后含水率明顯下降(圖7)。非定容底水錐進井加大注氣量并以小工作制度控制生產有利于進一步壓制水錐作用。

4 結論及認識

1)定容型儲集體注水失效油井通過注氮氣補充能量,通過重力分異驅替頂部閣樓油是挖潛儲層頂部剩余油的有效手段,影響其選井的主要因素為產出段要位于主體儲集體位置下部。

2)非定容型儲集體底水錐進油井通過注氮氣打破原來水錐界面,重新分布油水界面,同時驅替儲集體頂部剩余油是挖潛該類井剩余油的有效手段,影響其注氣效果的主要因素為水體能量強度與整體油水界面高度,同時主體儲集體位于殘丘部位更有利于氮氣的聚集。

圖6 TH10104井注氣前生產曲線

圖7 TH10104井注氣后生產曲線

3)定容井在注氣后的生產過程中氮氣膨脹、排水采油、持續(xù)排水評價是生產中的有效技術對策;非定容底水錐進井注氣后生產過程中底水仍是主要矛盾,以小工作制度生產是減緩油井底水錐進的有效手段。

4)底水錐進井的儲集體地質模型刻畫與剩余油分布及潛力的研究還需進一步加強,以提高縫洞型油藏注氣采油的有效率。

[1]李江龍,張宏芳.物質平衡方法在縫洞型碳酸鹽巖油藏能量評價中的應用[J].石油與天然氣地質,2009,30(6):774～775.

[2]熊艷梅,梅勝文,賈建國.淺析碳酸鹽巖油藏注水指示曲線在油田開發(fā)中的應用[J].大陸橋視野,2012,12(24):128～130.

[3]靳永紅,李安國.注水指示曲線在碳酸鹽巖油藏中的應用[J].油氣藏評價與開發(fā),2013,3(4):31～32.

[4]李金宜,姜漢橋,李俊鍵,等.縫洞型碳酸鹽巖油藏注氮氣可行性研究[J].內蒙古石油化工,2008,18(23):84～87.

[5]周玉衡,俞高明,周勇,等.氮氣驅機理及應用[J].內蒙古石油化工,2007,17(6):101～102.

[編輯] 帥群

TE344

A

1000-9752(2014)12-0165-04

2014-08-08

袁飛宇(1986-),男,2010年大學畢業(yè),助理工程師,現從事油氣田開發(fā)工作。