低品位油藏采油工藝配套技術及下步方向

蔡煒

摘 要：商河公司目前主要管轄“一個油田、一個斷塊及一個勘探區(qū)塊”，結合各區(qū)塊油藏地質特點及儲量規(guī)模、豐度、及產量，商河公司管轄油藏主要表現為典型的油稠、出砂、低滲透等低品位油藏。近年來，通過廣泛調研論證與技術攻關，積極探索復雜斷塊低品位油藏的開發(fā)規(guī)律和技術，形成一系列具有商河公司特色的低品位油藏配套技術。本文簡要總結了針對不同油藏特點發(fā)展形成的配套技術，同時也簡要說明下步的攻關方向。

關鍵詞：低品位；油稠；出砂；低滲透；配套技術

一、油藏概況

商河公司地處山東省濟南市商河縣，目前開發(fā)玉皇廟油田、商河油田商105-106斷塊及夏46勘探區(qū)塊。探明含油面積7.26km2，地質儲量592.26×104t，可采儲量111.28×104t，平均采收率17.3%，采出程度11.48%。目前日液572m3/d，日油72t/d，含水87.5%，日注20m3/d。其中玉皇廟油田位于山東省商河縣玉皇廟鎮(zhèn)，構造上處于惠民凹陷中央隆起帶東段，商河油田東南方5Km，含油面積4.76Km2，動用儲量376×104t。主要含油層系為東二段，砂體巖性為含泥質（或灰質）長石巖屑粗粉砂巖，油層平均埋深1460-1520m，東二段儲層物性較好，平均孔隙度值為32%，平均滲透率為950×10-3μm2，粒度中值0.13mm，砂粒次棱角狀，分選性中-好，孔喉半徑平均11.27μm。原油性質較差，為稠油，地面原油密度0.9789～0.9936g/cm3，地面原油粘度1331～5606mPa.s。地層原油密度0.9456g/cm3，地層原油粘度472mPa.s。商河油田商105-106斷塊位于山東省商河縣境內，構造位置位于渤海灣盆地濟陽坳陷惠民凹陷西部中央隆起帶東端的商河構造帶東部，含油面積2.5Km2，動用儲量187×104t。主要含油層系為館陶組、沙三上，油藏埋深1200～1550m。館三下段平均孔隙度32.6%，平均滲透率270.3×10-3m2。沙三上平均孔隙度30.3%，平均滲透率83.6×10-3m2。館三下地下原油粘度192-399mPa.s。沙三上平均地面原油密度0.9039g/cm3，地下原油粘度5.3mPa.s。夏46勘探區(qū)塊：主力含油層系沙三下及沙四上。沙三下為構造油藏，油藏埋深2500-3300m，平均孔隙度16.9%，平均滲透率1.276×10-3μm2，地面原油粘度6.22～12.3mPa·s；沙四上為巖性油藏，油藏埋深2800-3600m，平均孔隙度14.5%，平均滲透率0.959×10-3μm2；地面原油粘度6.66～10.4mPa·s。由上所述，目前商河公司管轄油藏特點主要是常規(guī)油稠、出砂及低滲，開發(fā)難度大。針對不同的油藏特點，通過不斷的摸索與技術創(chuàng)新，逐步形成了具有商河公司特色的低品位油藏配套技術。

二、低品位油藏特點

1.出砂。目前出砂井主要集中在玉皇廟油田及商河油田商105-106斷塊。因地層為疏松砂巖且多呈孔隙膠結，油藏埋深淺，油井出砂嚴重，開發(fā)初期油井無法正常生產。以玉皇廟油田為例，據統(tǒng)計，玉皇廟油田近七年有出砂井史單井是27口，占總井數的73%，同時平均單井出砂量約0.9方。從近年作業(yè)井情況看，出砂已經成為公司躺井率及作業(yè)頻次主要影響因素。目前出砂井檢泵維護費用5萬元/井次，平均每年出砂檢泵作業(yè)為40萬，占年度作業(yè)維護預算36%。

2.油稠 。原油平均密度0.98g/cm3，原油地面粘度5476mpa.s，開采難度大，采出程度低。商106斷塊原油平均地層原油粘度3469mpa.s，夏8東二段平均地層原油粘度5848mpa.s。依據稠油分類標準，我公司稠油屬于普通稠油Ⅰ-2級別。

3.低滲 。低滲透油藏受自身儲層地質條件和工藝技術的制約，儲量無法得到經濟開采，動用程度低，表現出單井產量低，操作成本高，經濟效益低（甚至為負效益）等特征。

三、近年來采油工藝技術應用及效果

1.引進應用多種防砂工藝，解決出砂難題

商河公司防砂工藝大致經歷了以下幾個階段：1）97年之前，以常規(guī)固砂劑防砂為主，主要是利用樹脂等物質在地層通過固化劑的作用促使其固化，將疏松砂巖膠結牢固，現場應用效果不理想。2）97年-2001年，以交聯(lián)劑為主要成分的BHZ-01固砂劑防砂，通過加入該膠聯(lián)劑，在地層中把吸附在砂子表面和粘土礦物層內的有機陽離子高聚物分子通過氫鍵聯(lián)結起來，形成一種網狀結構，從而把泥質及砂子也連結在一起，使之不能發(fā)生運移，從而達到了防砂的目的。3）2007年-目前，隨著防砂工藝、理念及技術上的不斷創(chuàng)新，針對出砂嚴重、近井底帶堵塞嚴重嚴重的老井，考慮降低措施成本，實現效益最大化，通過室內地層砂篩析實驗優(yōu)化石英砂粒徑；油層厚度及物性特征優(yōu)化填砂規(guī)模及施工排量；本區(qū)地層污水代替攜砂液優(yōu)化措施成本，在多口老井上實施小規(guī)模充填防砂取得顯著效果，近期在玉皇廟油田應用該工藝取得突破，累計實施4口井，平均單井初期日增油1.5t/d。同時，對于層內非均質性強的水平井，引進了兩趟管柱分段充填防砂，累計實施4口井，平井單井初期日增油2t/d。

2.創(chuàng)新推廣應用稠油自擴散降粘體系，增油效果明顯

自滲透擴散降粘體系降粘機理：引入酰胺的側鏈極性基團，與膠質、瀝青質中的極性基團形成強的氫鍵，與水分子滲透分散進入膠質和瀝青質片狀分子之間，部分拆散平面重疊堆砌而成的聚集體，使結構變松散，并減少聚集體中包含的膠質、瀝青質分子數目，降低原油的內聚力，阻止膠質瀝青質的低溫聚集；含有酯化反應形成的酯基基團的聚合物降粘劑在低溫時能抑制石蠟的析出，對瀝青、膠質結構也有一定的拆散作用；另外，含有非離子表面活性聚氧乙烯側鏈的降粘劑側鏈中的氧原子與水溶液中氫離子結合使非離子表面活性劑帶正電，達到非離子與陰離子表面活性劑協(xié)同增效的效果，具有良好的稠油降粘性和耐溫性。

從2010年開始先后對夏19-側4等5口井開展了自擴散體系降粘措施，其中效果最好的夏19- 側4井初期單井日增油達到1.6t/d。該項技術對于層系單一、常規(guī)措施增油效果不理想的稠油油藏具有重大意義。

3.大膽開展玉皇廟稠油蒸汽吞吐試驗，取得一定認識

夏8-2塊東二段地面54℃溫度條件下原油粘度1331-5606mPa.s，地下原油粘度472.04mPa.s，根據稠油的分類標準和開采方式分類：該塊屬于普通稠油中的2類，需要熱采。對夏8-平1井進行兩個周期的蒸汽吞吐。 從兩個周期吞吐后該井生產情況看，第二周期生產效果比第一周期明顯變差；并且兩個周期均表現供液不足。原因分析兩方面：一方面該井離斷層較近，且儲層強水敏，導致注汽壓力高；2、地層傾角較大，水平井鉆遇油層頂部，蒸汽超覆現象嚴重。

4.探索嘗試多種低滲透儲層改造工藝

徑向鉆井技術對于低滲透、高孔隙度、壓力變化大的油層增產效果明顯。商105-5井采用該技術射孔完井后，關井恢復兩天井口無壓力顯示，開井后僅第一天產量高，出液6.7m3，出油4t，后產量很快恢復至正常水平，且后期供液不足轉為間開，增產效果不明顯，分析主要原因還是地層先天能量就低，平均地層壓力僅4.56MPa。

四、下步挖潛方向

1.優(yōu)化目前防砂工藝，繼續(xù)開展老油田防砂工藝探索

（1）優(yōu)化井筒預處理工藝：近期進行充填防砂施工的單井施工壓力高（28-32MPa），加砂比較困難，這與施工用攜砂液為本區(qū)脫油污水有一定關系，同時通過分析認為井筒內死油多，流動性差。因此，今后在進行防砂施工前，可提前采用本區(qū)熱脫油污水燜井或擠注稠油降粘劑進行降粘在進行下步施工。（2）優(yōu)選攜砂液：為降低措施成本，目前我公司防砂施工所用攜砂液全為本區(qū)污水，與常規(guī)攜砂液相比，污水攜砂能力差，施工過程中排量控制不好極容易造成脫砂導致砂堵從而影響措施效果。下步可嘗試用稠油自擴散降粘體系取代本區(qū)污水進行加砂，該降粘劑經過交聯(lián)后具有一定的攜砂能力，破膠后無殘渣，不會對儲層造成傷害，降低儲層改造風險的同時還可降低原油粘度，實現改造吞吐一體化施工。

2.優(yōu)化熱采工藝配套，開展稠油熱采試驗攻關

設計思路：在油層保護的基礎上，盡量不壓開底部水層的前提下，采用注蒸汽熱采方式投產，完善其配套工藝措施，以降低注汽壓力，提高供液能力，改善熱采開發(fā)效果?！八峄?氮氣泡沫混排”解除近井地帶的堵塞，“小規(guī)模充填防砂”進行油層改造，然后注汽施工。由于該井滲透率低，且具有強-中等水敏敏感性因素，為了提高注汽和采油效果，加強對油層的保護，改善地層的吸汽能力，注汽前對油層進行處理。處理措施：在酸化泡沫返排后防砂施工前擠注防膨劑溶液對油層進行保護，注汽過程伴注高溫防膨劑。

簡單認識：停爐后壓力降落快，洗井后有輕微漏失，表明地層壓力較低，與之前測壓結果符合較好。注汽壓力上升快，主要是因為滲透性差，滲流阻力大。因此建議上級部門下步繼續(xù)在該塊開展注汽試驗技術攻關，從油層保護、儲層先期改造及降低注汽壓力等關鍵環(huán)節(jié)對目前的工藝進行在優(yōu)化，解決注汽壓力高，注不進的難題。同時，還應加強對注汽全過程的質量控制，包括入井藥劑、施工隊伍、注汽設備、注汽質量監(jiān)督等，避免在注汽過程中出現頻繁起、停爐，影響注汽質量及效果。

3.優(yōu)選井組在玉皇廟油稠油藏開展化學驅先導試驗

化學驅可行性：2010年5月與中國石油大學合作《商河夏八塊稠油油藏化學驅提高采收率技術研究》科研項目，對夏八斷塊東二段目前開發(fā)方式、水驅開發(fā)方式和化學驅開發(fā)方式進行了對比，化學驅開發(fā)效果明顯優(yōu)于水驅和邊水驅的開發(fā)效果，化學驅不僅可較大幅度提高原油采收率，也可有效提高采油速度，該區(qū)塊實施化學驅技術上是可行的。

4.地面完善注采井網，地下儲層改造，逐步提升低滲油藏開發(fā)水平

對于商105沙三、夏46塊等低滲油藏，由于目前常規(guī)壓裂、徑向鉆井等措施增產效果不明顯，下步建議主要還是先期通過逐步完善注采井網，補充恢復地層能量，后期可再進行儲層改造工藝探索，逐步提升低滲油藏開發(fā)水平。