廖輝 張風(fēng)義 高振南 葛濤濤 耿志剛

摘? ? ? 要：近年來，海上B油田A區(qū)利用多元熱流體吞吐技術(shù)開采稠油取得了較好的效果，但是隨著多元熱流體吞吐試驗的深化和吞吐輪次的增加，地層能量降低，油井氣竄，熱采有效期縮短周期間產(chǎn)量遞減加大等一系列問題也漸漸顯現(xiàn)，油田開發(fā)效益變差，轉(zhuǎn)驅(qū)勢在必行。針對B油田A區(qū)存在的問題，利用油藏數(shù)值模擬方法，研究了轉(zhuǎn)驅(qū)的最佳時機，并研究了各注采參數(shù)對開發(fā)效果的影響，得到了吞吐轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)最優(yōu)注采參數(shù)，并確定了轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)最優(yōu)注入方式，注入強度，氣水比等系列參數(shù)，為油田現(xiàn)場實施轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)提供了可靠的理論指導(dǎo)，對海上同類油藏的開發(fā)具有一定借鑒意義，同時也進一步豐富了海上稠油熱采開發(fā)技術(shù)體系。

關(guān)? 鍵? 詞：多元熱流體;參數(shù)優(yōu)化;氣竄;轉(zhuǎn)驅(qū);時機

中圖分類號：TE 357? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? ? ? ?文章編號： 1671-0460（2019）10-2349-04

Abstract： In recent years， multiple thermal fluids have been successfully employed in A block of offshore B oilfield， however， many problems occurred during the huff and puff process， such as producing energy decrease， gas breakthrough， and thermal exploiting expiration date decrease， which led to negative development performance. Therefore， the oil displacement method must be adjusted. In this paper， the flooding-changing time and influence of relative injecting parameters were studied by reservoir simulation. Then the injecting parameters were optimized， such as injecting velocity， flooding mode， gas-water ratio and so on. The paper can provide theoretical support for oilfield multiple thermal fluids flooding.

Key words： Multiple thermal fluids; Parameters optimization; Gas breakthrough; Changing to flooding; Time

我國海上稠油資源豐富，渤海油田探明地質(zhì)儲量的一半以上是稠油[1，2]，對于此類油藏目前主要依靠常規(guī)注水開發(fā)。B油田為海上稠油油田，油水關(guān)系復(fù)雜，主要為巖性-構(gòu)造油藏。其中，A區(qū)儲層物性較好（平均滲透率約4 000 mD），原油黏度大（地面平均原油黏度（50 ℃）約為2 700 mPa·s），埋藏淺，初期依靠天然能量開發(fā)，因油水差異大，含水上升快，產(chǎn)量遞減快，為改善開發(fā)效果，提高單井產(chǎn)能，B油田在A區(qū)開展多元熱流體吞吐實驗，取得了較好的增油效果。但是隨著海上多元熱流體進入深化實驗階段，吞吐輪次的增加，地層能量降低，油井氣竄，熱采有效期縮短，周期間產(chǎn)量遞減加大等一系列問題凸顯，開發(fā)效益變差，嚴(yán)重影響熱采整體開發(fā)效果。此外，依據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，單靠吞吐提高采收率程度有限（一般只有25%左右），而轉(zhuǎn)驅(qū)是吞吐后進一步提高采收率的常用且有效開發(fā)手段[3]，經(jīng)過一系列研究，篩選優(yōu)化轉(zhuǎn)驅(qū)介質(zhì)，綜合考慮多方面因素，認(rèn)為A區(qū)轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)能取得較好的增油效果。

多元熱流體驅(qū)主要是將高溫高壓水蒸氣、N2及CO2等混合氣體注入地層，通過加熱降低原油黏度、氣體混相驅(qū)等機理，提高單井產(chǎn)能[4，5]。為更有效的開發(fā)海上稠油油藏，實現(xiàn)海上稠油熱采可持續(xù)性，保證吞吐后充分發(fā)揮多元熱流體驅(qū)的效果，進一步提高油田開發(fā)效果，針對A區(qū)塊，利用油藏數(shù)值模擬技術(shù)及油藏工程方法，開展了吞吐后轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)注采參數(shù)優(yōu)化設(shè)計研究，為油田轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)的實施提供了理論指導(dǎo)，同時也進一步豐富和完善了海上稠油熱采開發(fā)技術(shù)體系。

1? 多元熱流體轉(zhuǎn)驅(qū)參數(shù)優(yōu)化

B油田經(jīng)過多輪次的吞吐后，面臨一些問題，轉(zhuǎn)驅(qū)勢在必行，為了指導(dǎo)B油田吞吐后轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)現(xiàn)場試驗的實施，基于B油田A區(qū)塊實際油藏模型，水平井注，水平井采，利用CMG軟件STARS模塊和多元熱流體油藏數(shù)值模擬方法，對吞吐后轉(zhuǎn)驅(qū)注采參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計研究。

1.1? 轉(zhuǎn)驅(qū)時機

吞吐后轉(zhuǎn)驅(qū)時機對開發(fā)效果具有重要影響，轉(zhuǎn)驅(qū)過早地層壓力高不利于發(fā)揮熱擴散作用，轉(zhuǎn)驅(qū)過晚，多元熱流體驅(qū)階段開發(fā)效果變差，因此合適的轉(zhuǎn)驅(qū)時機至關(guān)重要，設(shè)計了地層壓力為9.0、7.0、4.5、3.5 MPa四種轉(zhuǎn)驅(qū)時機來研究轉(zhuǎn)驅(qū)時機的影響，生產(chǎn)20 a，結(jié)果如圖1。

由圖1可知吞吐一段時間后轉(zhuǎn)驅(qū)開發(fā)效果明顯優(yōu)于整個生產(chǎn)周期吞吐開發(fā)，且轉(zhuǎn)驅(qū)過早開發(fā)效果并未比轉(zhuǎn)驅(qū)稍晚開發(fā)效果好，建議自目前狀態(tài)繼續(xù)多元熱流體吞吐生產(chǎn)，至油藏平均地層壓力在4.5～7.0 MPa時轉(zhuǎn)驅(qū)可取得較好的開發(fā)效果。

1.2? 注入方式

設(shè)計了連續(xù)注入和間歇注入兩種注入方式，生產(chǎn)20 a，模擬結(jié)果顯示間歇多元熱流體驅(qū)的開發(fā)效果明顯優(yōu)于連續(xù)多元熱流體驅(qū)方式，因此以間歇注入作為最優(yōu)的注入方式（圖2）。

1.3? 段塞大小

設(shè)計了0.01、0.02、0.04、0.06、0.12 PV五種注入量，生產(chǎn)20 a，模擬結(jié)果顯示累積產(chǎn)油量隨段塞大小的增加先增加后降低，油藏條件下段塞體積達(dá)到0.01 PV時累積產(chǎn)油量最大;當(dāng)?shù)叵露稳w積超過0.04 PV后，間歇注入方式的開發(fā)效果開始低于連續(xù)注入方式，考慮經(jīng)濟性及開發(fā)效果，建議B油田每個注入段塞取油藏孔隙體積的0.01 PV為最優(yōu)段塞大?。▓D3）。

1.4? 注入強度

模擬了注氣強度分別為2.16、2.43、3.24、4.86 m3/（d?m?ha）條件下的多元熱流體驅(qū)效果，結(jié)果顯示累積產(chǎn)油量隨注入強度的增加先增加后降低，2.43 m3/（d?m?ha）時，累積產(chǎn)油量最大，其次為3.24 m3/（d?m?ha），所以注入強度為2.43～3.24 m3/（d?m?ha）之間，平均注入強度選擇3.0 m3/（d?m?ha）。因為注汽速度越低，熱損失越大，而在一定范圍內(nèi)注汽強度越大，能提高注入汽的干度，提高開發(fā)效果（圖4）。

1.5? 停注時間

停井時間是多元熱流體驅(qū)開采工藝的重要參數(shù)，針對吞吐后轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)開采，合理的停注時間能夠最大限度的提高熱利用率，反之時間過短，不能充分發(fā)揮熱作用，停注時間過長，則會增大熱損失[6]。模擬結(jié)果顯示，注40 d停80 d累產(chǎn)油量最高，而相同生產(chǎn)時間時注入40 d停注20 d的累積產(chǎn)油量最高，注入30 d停注30 d的累積產(chǎn)油量次之，連續(xù)注入的累積產(chǎn)油量位列第三，考慮到海上油田平臺壽命，及油田的經(jīng)濟開發(fā)，建議選擇注入時間30～40 d，停注時間20～30 d，即注入時間與停注時間之比為1∶1～2∶1（圖5）。

1.6? 注入溫度

注水溫度越高，對油層的加熱效果越好。分別模擬了間歇多元熱流體驅(qū)方式下，井底溫度為180、200、250、28和300 ℃條件下的開發(fā)效果，分析結(jié)果可知：相同生產(chǎn)年限累積產(chǎn)油量隨注入溫度的增加而逐漸增加，當(dāng)溫度低于200 ℃時，產(chǎn)油量增加幅度平緩;200 ℃至250 ℃累積產(chǎn)油量呈大幅度增加趨勢。因此，建議注水時提高注入溫度可以有效改善開發(fā)效果，注入水到井底的溫度要高于250 ℃（圖6）。

1.7? 蒸汽干度

不同干度的蒸汽所攜帶的熱焓不同，蒸汽干度越高，熱焓越大[7]，多元熱流體驅(qū)效果越好。模擬結(jié)果表明，相同生產(chǎn)年限，蒸汽干度越高開發(fā)效果越好且階段產(chǎn)油量的增加幅度大。提高蒸汽干度可有效改善多元熱流體驅(qū)的開發(fā)效果，建議現(xiàn)場實施多元熱流體轉(zhuǎn)驅(qū)時，在工藝條件允許的情況下盡量使用高干度的蒸汽（圖7）。

1.8? 采注比

模擬了采注比為1∶1、1.1∶1、1.2∶1、1.3∶1和1.4∶1條件下的開發(fā)效果，由結(jié)果可以看出，生產(chǎn)20 a時，階段產(chǎn)量隨采注比增大而增大，生產(chǎn)30 a時，階段產(chǎn)量隨采注比先增后減小的趨勢。建議生產(chǎn)前期采注比選擇1.3∶1，后期調(diào)整為1.1∶1（圖8）。

1.9? CO2含量

多元熱流體包含蒸汽、CO2、N2等多種氣體，其共同作用提高稠油采收率[8]。因此其組成對開發(fā)效果具有重要影響。模擬了CO2含量為10%、15%、20%、25%和30%幾種條件下的開發(fā)效果，結(jié)果顯示在相同生產(chǎn)年限內(nèi)，累產(chǎn)油量隨著CO2含量增加而增加，所以現(xiàn)場實施多元熱流體轉(zhuǎn)驅(qū)工藝時，應(yīng)盡可能的提高其中的CO2含量，至少得保證CO2含量在15%以上（圖9）。

1.10? 氣水比

海上油田按電潛泵含氣率25%，模擬了限制氣量條件下的開發(fā)效果，結(jié)果顯示氣水比不超過55∶1，取50∶1（圖10）。

2? 結(jié) 論

多元熱流體吞吐技術(shù)在海上油田取得了較好開發(fā)效果的同時，地層能量降低，油井氣竄，熱采有效期縮短等一系列問題也逐漸凸顯，亟待解決，轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)是吞吐后進一步提高采收率的有效方法。

（1）通過研究得出適宜A區(qū)轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)開發(fā)的界限是，地層壓力降低到4.5～7.0 MPa區(qū)間內(nèi)。

（2）針對B油田稠油油藏，研究得到了吞吐轉(zhuǎn)多元熱流體驅(qū)最優(yōu)的注采參數(shù)，為油田現(xiàn)場實施轉(zhuǎn)驅(qū)提供了理論指導(dǎo)，對渤海同類型油藏的開發(fā)具有一定借鑒意義，同時也進一步豐富了海上稠油熱采開發(fā)技術(shù)體系。

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