李德儒

(中石化河南油田分公司采油二廠，河南 唐河473400)

氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

李德儒

(中石化河南油田分公司采油二廠，河南 唐河473400)

[摘要]河南油田第二采油廠靠邊水能量開(kāi)發(fā)的油藏，因含油寬度窄，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，邊水能力強(qiáng)等因素影響，采油井見(jiàn)水時(shí)間短，采收率低。根據(jù)第二采油廠邊水油藏的特點(diǎn)，建立了能夠模擬油藏邊水生產(chǎn)過(guò)程的物理模擬試驗(yàn)裝置，從氮?dú)庖炙鲇蜋C(jī)理、油藏適應(yīng)條件2個(gè)方面進(jìn)行研究。結(jié)果表明：氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)適用于中高滲透儲(chǔ)層邊水淹的油井，達(dá)到了抑制邊水的目的，在改善邊水淹油井的開(kāi)發(fā)效果方面效果明顯。

[關(guān)鍵詞]氮?dú)庖炙鲇?；邊水；物模試?yàn)；增油機(jī)理

目前河南油田第二采油廠靠邊水能量開(kāi)發(fā)的油藏，因受含油寬度窄，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，邊水能力強(qiáng)等因素影響，采油井見(jiàn)水時(shí)間短，采收率低。進(jìn)一步提高邊水淹油藏的采收率是目前亟待解決的問(wèn)題，為此開(kāi)展了氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)研究。氮?dú)饩哂袎核F、改善油水界面、增加水相滲流阻力等特點(diǎn)，從而達(dá)到抑水增油的目的。

1氮?dú)庖炙鲇蜋C(jī)理

圖1　玻璃管填砂可視化物模試驗(yàn)流程　　　　　圖2　試驗(yàn)?zāi)Ｐ统跏紶顟B(tài)

為了研究氮?dú)庖炙鲇蜋C(jī)理，開(kāi)展了玻璃管填砂可視化物模試驗(yàn)[1]，試驗(yàn)管流程如圖1所示。玻璃管填砂可視化模型(圖2)采用2個(gè)尺寸為10cm×10cm玻璃管中間膠結(jié)1~2mm的石英砂，模型的上部為王集油田柴26井地層中的原油(70℃下，原油黏度350mPa·s)，模型的下部為水。

圖3　并聯(lián)雙管氣驅(qū)試驗(yàn)結(jié)果

1.1壓水錐、改善油水界面

從并聯(lián)雙管氣驅(qū)試驗(yàn)結(jié)果(圖3)可以看出在注氮?dú)獾倪^(guò)程中，飽和水在填砂管中被驅(qū)替出來(lái)，水管出液體積明顯高出油管出液體積[2]。

分析認(rèn)為在真實(shí)的地層中氮?dú)庖炙鲇偷牡谝粋€(gè)機(jī)理是壓水錐、改善油水界面。即利用油水相流度差異，注入氮?dú)鈨?yōu)先進(jìn)入含水飽和度高的部位，將高含水帶中的水驅(qū)替到地層深部，而對(duì)油相的驅(qū)替作用較弱，從而達(dá)到壓水錐目的，最后建立新的壓力場(chǎng)和剩余油分布場(chǎng)。

1.2增加水相滲流阻力

采用單填砂管驅(qū)替試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程分3種形式：注氣、注水、水氣混注。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4，可以看出注入氮?dú)夂罅鲃?dòng)壓力明顯提高，并且不管是單純注入氮?dú)膺€是氮?dú)馑旌献⑷?，兩者的流?dòng)壓力比較接近，說(shuō)明注入的氮?dú)庠诘貙又卸紩?huì)出現(xiàn)明顯的氣水兩相流。

分析認(rèn)為在真實(shí)的地層中氮?dú)庖炙鲇偷牡诙€(gè)機(jī)理是增加水相滲流阻力[4]。即利用氣體的賈敏效應(yīng)，增加水相在地層中的流動(dòng)阻力，抑制水在地層中的產(chǎn)出，在恢復(fù)生產(chǎn)過(guò)程中由于不斷有氮?dú)鈴挠退嘀幸绯?，增加了竄流通道中水相的阻力，其他部位的氮?dú)怛?qū)動(dòng)原油產(chǎn)出，從而有效地降低油井含水量。

1.3降低油相滲流阻力

采用單填砂管驅(qū)替試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程分2種形式：一是先注入氮?dú)庠僮⒂万?qū)替，另一種是原油驅(qū)替。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5，可以看出注入氮?dú)夂蟮奶钌肮苤?，油相流?dòng)的峰值壓力顯著低于原油驅(qū)水中的峰值壓力，而油相的平衡壓力略大于油驅(qū)水的平衡壓力。

圖4　注氣、注水、水氣混注3種驅(qū)替方式試驗(yàn)結(jié)果　　　　　　　　圖5　單填砂管驅(qū)替試驗(yàn)結(jié)果

分析認(rèn)為在真實(shí)的地層中氮?dú)庖炙鲇偷牡谌齻€(gè)機(jī)理是降低油相滲流阻力[5]，即氮?dú)庾⑷腚A段可以將含水飽和度較高的區(qū)域中的水推進(jìn)到地層深處，而在恢復(fù)生產(chǎn)后，油相在這些區(qū)域中的流動(dòng)峰值阻力顯著降低。

2氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)油藏適應(yīng)條件

圖6　填砂管物理模擬流程

為了研究氮?dú)庖炙鲇陀筒剡m應(yīng)條件，開(kāi)展了填砂管物理模擬試驗(yàn)(圖6)。填砂管的長(zhǎng)度為19.4cm，直徑為2.35cm。用石英砂填充填砂管。試驗(yàn)采用古城油田古332井原油。

2.1滲透率對(duì)驅(qū)替效果的影響

通過(guò)物理模擬對(duì)典型的稀油在不同滲透率填砂管中進(jìn)行水氣混注，從而明確氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)適用的滲透率范圍[6]。

從表1可以看出水驅(qū)采收率在25.08%~37.68%，而采用氮?dú)廨o助驅(qū)油后，采收率提高顯著，并且隨著滲透率的提高，增油幅度也顯著提高。

表1　80℃下古332井原油在不同滲透率的驅(qū)替效果比較

圖7　古332井不同黏度原油的驅(qū)替效果

2.2黏度對(duì)驅(qū)替效果的影響

填砂管分別飽和古332井不同黏度的原油，高溫老化，先水驅(qū)再氮?dú)馑熳?，同時(shí)記錄入口端的壓力變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示，在氮?dú)庖炙鲇偷拇胧┲校ざ葘?duì)于采收率是有影響的，氮?dú)庖炙鲇蛯?duì)于低黏度原油的效果較好。

2.3滲透率級(jí)差對(duì)驅(qū)替效果的影響

采用雙管并聯(lián)試驗(yàn)研究在不同滲透率級(jí)差倍數(shù)(1.3、2、3、4)填砂管中注入氮?dú)鈱?duì)降低含水率的影響，從而明確氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)對(duì)非均質(zhì)儲(chǔ)層的適用條件[8]。

2個(gè)填砂管分別飽和古332井的原油，然后并聯(lián)，先水驅(qū)再氮?dú)馑熳?，同時(shí)記錄入口端的壓力。由試驗(yàn)結(jié)果(表2)得出：隨著滲透率級(jí)差倍數(shù)的增大采收率增值和最終采收率都是減小的。說(shuō)明隨著油藏非均質(zhì)性的增大，氮?dú)獠⒉荒苡行У靥岣卟墒章省?/p>

表2　古332井原油不同滲透率級(jí)差驅(qū)替效果比較

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

截至2014年年底，第二采油廠已實(shí)施氮?dú)庖炙鲇痛胧?41井次，階段累計(jì)增油18134t，創(chuàng)效5984.22×104元，投入產(chǎn)出比為1∶3.2，階段提高采收率4%，取得了較好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果。

以柴2-1井為例分析氮?dú)庖炙鲇托Ч?。該井是王集油田柴莊區(qū)的一口定向井，靠天然能量開(kāi)發(fā)，受邊水影響2013年含水率逐漸上升到99%，動(dòng)液面在井口。該井分別在2013年2月4日和2013年4月20日進(jìn)行2次氮?dú)庖炙鲇痛胧?，生產(chǎn)曲線如圖8所示?？梢钥闯鲈摼?次氮?dú)庖炙鲇痛胧┲校逯等债a(chǎn)油達(dá)到12t，平均有效期60d以上，平均日增油6t以上，累計(jì)增油1708t。

圖8　柴2-1井生產(chǎn)曲線

4結(jié)論

1)氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)的機(jī)理為：壓水錐、改善油水界面、增加水相滲流阻力、降低油相滲流阻力。

2)氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)適用油藏條件為：滲透率在500~3000mD的中高滲儲(chǔ)層、地下原油黏度50~1800mPa·s，滲透率級(jí)差為2~5的非均質(zhì)儲(chǔ)層。

3)氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后取得了較好的效果，平均單井日增油2t，階段累計(jì)增油18134t，效益可達(dá)5984.22×104元，投入產(chǎn)出比為1∶3.2，提高采收率4%。

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[編輯]帥群

[引著格式]李德儒.氮?dú)庖炙鲇图夹g(shù)研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ,2015,12(14):82~85.

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2015)14-0082-04

[中圖分類號(hào)]TE357.45

[作者簡(jiǎn)介]李德儒(1974-)，男，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事油田開(kāi)發(fā)工作，ldr7441@sohu.com。

[收稿日期]2015-02-10