趙志強(大慶油田有限責任公司第九采油廠)
泡沫油現象最早在加拿大和委內瑞拉幾個稠油區(qū)塊被發(fā)現,在油藏的稠油溶解氣驅過程中,顯示出較高的產量和一次采收率,在這些油田收集的井口油樣呈現出一種油相連續(xù)的泡沫狀態(tài),這些油樣就像巧克力奶油一樣,包含了大量的氣泡,而且這些氣泡非常穩(wěn)定,在敞開的容器中可以保持幾個小時到幾十個小時,其中真正的原油不足油氣總體積的20%[1]。
A 區(qū)塊致密油水平井自2013 年投產,目前共有抽油機井10 口。下泵生產后,始終按照“高于飽和壓力”的標準進行流壓控制,但生產14 個月左右,部分井出現生產數據相矛盾問題。通過驗證證明了泡沫油的存在,為保證致密油高效開發(fā),需要對泡沫油產生規(guī)律與界限,泡沫油產生后流壓控制方法開展研究[2]。
為了證明井筒內存在泡沫油,通過現場取樣、測壓、洗井、調整防沖距等方法進行驗證。
對A-P116 井現場取樣,取出油樣為泡沫狀,脫氣后,體積僅余1/3。同時對A 區(qū)塊氣大、高液面、低泵效的其他5 口井進行了現場取樣,泵況正常,取樣均為泡沫狀。A 區(qū)塊5 口井取樣情況見表1。
以100 m 為步長,開展2 口井不同深度井筒壓力測試試驗,結果表明筒內混合液密度最大僅為0.48 g/cm3,遠小于計算密度。
表1 A 區(qū)塊5 口井取樣情況
以A-P116 井為例,洗井前憋泵45 min 壓力由0.6 MPa 上升到3.6 MPa,穩(wěn)壓15 min,壓力不降。雖然起壓較慢,但管柱不漏。再進行洗井處理,量油情況表明,洗井后產量初期較高,后期下降,證明泵況正常,初期由于含水高,產量高,后期含水下降,泡沫油影響導致泵效下降。
通過以上取樣、壓力測試、洗井等手段綜合判斷,證明致密油水平井井筒中存在泡沫油。
調研表明,天然能量開發(fā)的高飽和壓力、高氣油比的油藏,在開采過程中存在初期建產、快速遞減、減速遞減、緩慢遞減四個階段。通過分析A 區(qū)塊水平井產能遞減情況,認為該區(qū)塊已處于“彈性+溶解氣驅”的遞減階段。
通過統(tǒng)計分析A 區(qū)塊先期出現泡沫油7 口井的產量、遞減率、動液面、泵效等生產數據,總結得出泡沫油出現在“彈性+溶解氣驅”階段,月遞減率出現負值的判斷方法以A-P112 井為例生產曲線見圖1。
圖1 A-P112 井生產曲線
依據上述方法對A 區(qū)水平井生產數據進行分析,結合現場功圖、液面、測壓等數據,分析認為A 區(qū)4 口井出現泡沫油,生產情況見表2。
表2 A 區(qū)塊產生泡沫油時生產情況
調研表明,泡沫油衰竭開發(fā)的完整過程分為3個階段:第一階段油藏壓力大于飽和壓力的單相流階段;第二階段油藏壓力處于泡點和擬泡點壓力之間的泡沫油流階段;第三階段油藏壓力低于擬泡點壓力的氣竄流階段。通過綜合分析A 區(qū)塊水平井各項生產參數,認為該區(qū)塊油井處于泡沫油流階段[3]。
在泡沫油流階段,當地層壓力下降至擬泡點壓力之前,為溶解氣驅階段,在溶解氣驅過程中,氣泡的生長有利于對油相的驅替,隨著流壓下降,分散氣泡逐漸發(fā)生合并形成連續(xù)氣相,由于大于原油流速從而發(fā)生氣竄,最終導致產量急劇下降。
為了提高水平井最終采出程度,泡沫油階段流壓控制方法應為控制生產參數,延遲到達擬泡點壓力時間,主要措施有兩方面:第一方面調小生產參數;第二方面間歇生產[4]。
1)2016 年制定了調小生產參數、換小泵等提高流壓,緩解氣影響措施,共調整11 井次。根據實測壓力折算井筒內混合液密度計算,調后初期平均流壓從調整前6.3 MPa 升至6.9 MPa,升高0.6 MPa。
從產量遞減看,調參后3 個月平均遞減率從19.5%降至9.9%,見到了較好調整效果。同時調小生產參數大幅度降低了抽油機能耗,統(tǒng)計調整前后,平均單井日耗電由135 kWh 下降到92 kWh,當年累積節(jié)電12.77×104kWh。
2)為了進一步摸索提高流壓與產量變化之間的關系,選擇下入直讀壓力計井A-P119 井進行關井恢復壓力試驗。關井29 天后,井底流壓從5.2 MPa 上升至9.6 MPa,日產液從11.7 t 升至39.0 t,經過84 天后,壓力與產量恢復至關井前水平,統(tǒng)計產量大于關井前的有效時間段內累積產液量1 356 t,較不關井的累積產液量1 059 t 增加297 t,同時增加產油223 t。統(tǒng)計關井29 天,累積節(jié)約抽油機能耗0.310 3×104kWh,創(chuàng)造了較好的經濟價值[5]。
1)通過統(tǒng)計分析泡沫油井產液、功圖、遞減率等生產數據,給出“彈性+溶解氣驅”階段,月遞減率出現負值時出現泡沫油的界限,為即將出現泡沫油井提前采取預防措施提供技術指導。
2)通過分析泡沫油井不同流壓下對應的產量、遞減率及泡沫油體積變化規(guī)律,給出了泡沫油井流壓控制方法。為延緩產量遞減,保證高效舉升提供技術指導。
3)調小參、換小泵、間抽關井等提高流壓措施,能夠緩解產量遞減,提高采出程度,大幅度降低了抽油機能耗,有利于致密油水平井高效開發(fā)。