于光亮

【摘要】本文主要介紹了氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)在高升油田的應(yīng)用情況，該技術(shù)的成功實踐對改善其它油田的蒸汽吞吐效果具有積極的影響。

【關(guān)鍵詞】氮氣 二氧化碳 蒸汽吞吐

1.區(qū)塊概況

高升油區(qū)構(gòu)造上位于遼河斷陷西部凹陷西斜坡北段，投入開發(fā)高升、牛心坨兩個油田14個開發(fā)單元7套含油層系，動用面積29.25平方公里，動用儲量12552萬噸， 標定采收率23.8%。其中熱采區(qū)塊投入開發(fā)8個單元，動用儲量8512萬噸，占全廠的68%。

2.存在問題

2.1隨著吞吐輪次增加，地層壓力下降，排水期變長，吞吐效果變差

高升油田屬深層巨厚塊狀稠油油藏，經(jīng)過三十多年的開發(fā)，已進入蒸汽吞吐開采后期，由于油層壓力降低，油層大面積虧空，隨著吞吐輪次的增加，地下存水量仍會增加，導(dǎo)致排水期進一步增長。

2.2油層吸汽不均，主體區(qū)域汽竄嚴重，影響油井正常生產(chǎn)

高二三區(qū)蓮花油層是在下第三系沙河街組三段早期，在臺安斷裂西側(cè)沉積的以近岸水下扇為主的半深～深水湖沉積物，物源來自于東部中央凸起，地層巖相為砂礫巖、礫狀砂巖和含礫砂巖的組合，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度均較低，地層沉積差異大，導(dǎo)致滲透率差異大。非均質(zhì)性強導(dǎo)致油層吸汽不均，根據(jù)近幾年吸汽剖面資料統(tǒng)計，吸汽差和不吸汽的地層厚度占總厚度的54.7%，油層動用嚴重不均。

針對上述問題，先后在熱采區(qū)塊實施了氮氣二氧化碳輔助蒸汽吞吐技術(shù)，取得了較好的吞吐效果。

3.氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)參數(shù)優(yōu)化

3.1.1作用機理

（1）二氧化碳吞吐機理

①補充地層能量：液態(tài)CO2注入地層后，在地層溫度的作用下，使原油體積膨脹10%-40%，提升孔隙壓力，補充地層能量，提高了地層原油的流動能力。

②降低原油粘度：液態(tài)CO2在地層溫度下快速氣化，氣化的CO2極易溶于原油，能夠大幅度地降低原油密度及油水界面張力，改善了原油流動性，提高了原油采收率。

③改善儲層滲透率：CO2溶解于水后，生成易溶于水的碳酸氫鹽，酸解地層中的一部分雜質(zhì)，提高油層的滲透性;另外， CO2返排的過程中，在壓差作用下，部分游離氣會對油層的堵塞物起到?jīng)_刷作用，可有效地疏通因二次污染造成的地層堵塞。

（2）氮氣吞吐機理

①增強了原油流動性：先注氮氣后跟進蒸汽，被原油捕集的壓縮氮氣受熱膨脹聚集，使連續(xù)的油被小的氮氣段塞分隔為段塞式油，原油的連續(xù)性被打破，流動形態(tài)發(fā)生改變，相互之間的作用力減小，原油流動性增加，有利于采出。

②擴大油層加熱帶：利用氮氣具有滲透性好，膨脹系數(shù)大，非凝結(jié)性等特點，攜帶熱量進入油層深部，加大蒸汽波及體積。

③提高回采水率：氮氣和蒸氣一起注入到油藏，在回采過程中，由于壓力下降、氣體膨脹，起助排作用，改善多周期的開發(fā)效果。

④補充底層能量：氮氣不溶于水，較少溶于油，具有良好的膨脹性?？晒?jié)省注汽量，彈性能量大，可局部提高地層壓力。

（3）發(fā)泡劑

發(fā)泡劑能夠在地層內(nèi)發(fā)泡，起到封堵高滲透層的目的，稠油吞吐開發(fā)過程中常利用其調(diào)整油層縱向吸氣不均的問題，改善儲層動用部位，提升吞吐效果。

3.1.2施工參數(shù)優(yōu)化

（1）液態(tài)CO2用量的設(shè)計優(yōu)化

前期通過技術(shù)調(diào)研液態(tài)CO2設(shè)計范圍在2-3t/m，通過現(xiàn)場對施工參數(shù)進行調(diào)整對比發(fā)現(xiàn)：直井CO2設(shè)計范圍在2-3t/m可提升同周期產(chǎn)能，即使將用量提升至5t/m措施效果變化不大，用量一般在50-100噸之間;水平井由于井段較長，二氧化碳用量在直井基礎(chǔ)上看提高一倍，用量在150-200噸之間。

（2）N2用量的設(shè)計優(yōu)化

從同周期增油來看，隨著注氣量的增加，油井周期增油能力越好。直井：用量從5000m3/m逐步向下摸索，目前已摸索至2000m3/m，但當(dāng)?shù)陀?500m3/m時，措施井增油效果基本沒有或為負值，因此確定最低用量為2500m3/m;水平井：用量從1200m3/m逐步向下摸索，目前已摸索至500m3/m，措施效果仍舊能夠得到保障。

（3）發(fā)泡劑用量優(yōu)化：

按照藥劑性能指標，濃度為0.3%即可，考慮到地層稀釋作用，將藥劑濃度提升至0.5%，一般注汽量在2000-3000噸，藥劑用量一般在10-15噸。非均質(zhì)性較強的井或汽竄井為提高調(diào)剖封竄效果，用量適當(dāng)增加5-10噸。

從措施前后同周期油井生產(chǎn)能力及注壓力變化來看，藥劑具有一定的調(diào)剖封堵能力，油層越厚，增油效果越好。

4.現(xiàn)場實施情況及效果

通過開展高升油田稠油熱采區(qū)塊氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)研究與應(yīng)用，在2018年有針對性地實施5井次，實施后油井吞吐效果明顯改善，注氣壓力較上輪平均提升1.4MPa，排水期平均減少12d，累積增油3743t。

5.效益分析

5.1社會效益

2018年開展高升油田稠油熱采區(qū)塊氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)研究與應(yīng)用，能有效解決稠油區(qū)塊汽竄嚴重、排水期長、原油粘度高、注汽后出砂嚴重的問題。有助于改善高升油田稠油區(qū)塊的原油生產(chǎn)，提高了區(qū)塊的動用程度，改善了開發(fā)效果，為熱采區(qū)塊的高效穩(wěn)產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持。

5.2經(jīng)濟效益

2018年共5井次，使用資金137.7×104元，累計增油0.3743×104t，創(chuàng)造經(jīng)濟效益536.9×104元，投入產(chǎn)出比1：3.9，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

6.結(jié)論

（1）通過對氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)的優(yōu)化，進一步提升了技術(shù)適應(yīng)性，改善了油井的吞吐效果。

（2）通過實施氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)，有效抑制了井間汽竄，大幅降低了吞吐油井的排水期，提高了油井周期產(chǎn)油量。

（3）稠油熱采區(qū)塊氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)的成功應(yīng)用，為改善區(qū)塊開發(fā)效果提供了新的技術(shù)手段。