聚驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的節(jié)能措施及應(yīng)用

劉國(guó)超（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

聚驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的節(jié)能措施及應(yīng)用

劉國(guó)超（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

為減少由于聚驅(qū)動(dòng)態(tài)指標(biāo)變化快而導(dǎo)致的聚驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中不必要的能耗，在某聚驅(qū)區(qū)塊開(kāi)發(fā)全過(guò)程中根據(jù)注入壓力、產(chǎn)液量、吸水剖面等動(dòng)態(tài)指標(biāo)的變化情況，及時(shí)對(duì)各含水階段的注采井采取調(diào)剖、下調(diào)參、停注高滲層等相應(yīng)的技術(shù)手段，取得了全過(guò)程累計(jì)節(jié)約注水117.74×104m3、累計(jì)節(jié)約用電804.28×104kWh的良好效果，對(duì)其他新開(kāi)發(fā)的聚驅(qū)區(qū)塊具有重要的指導(dǎo)意義。

聚合物驅(qū)；注入壓力；吸水剖面；調(diào)剖；節(jié)能

聚合物驅(qū)油大約開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，大慶油田于20世紀(jì)90年代開(kāi)始推廣應(yīng)用，目前每年聚驅(qū)產(chǎn)量高于1000×104t。在聚驅(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用調(diào)剖、調(diào)參、停注高滲層等措施在保證開(kāi)發(fā)效果的前提下節(jié)約用水用電，可以降低聚驅(qū)開(kāi)采成本，增加油田效益[1]。

1 聚驅(qū)各階段動(dòng)態(tài)變化特征

聚合物驅(qū)按照含水的變化特征可以劃分為空白水驅(qū)、含水下降期、含水低值期、含水回升期及后續(xù)水驅(qū)等五個(gè)階段（圖1）。空白水驅(qū)階段注入溶液為污水，主要目的為驅(qū)替水驅(qū)可采剩余油及彌補(bǔ)地下虧空，為聚驅(qū)做準(zhǔn)備；含水下降期為聚合物剛開(kāi)始注入，聚合物段塞在油層中初步形成，高滲透條帶得到一定封堵，部分水驅(qū)無(wú)法動(dòng)用儲(chǔ)量得到動(dòng)用，擴(kuò)大了波及體積，在開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)上表現(xiàn)為注入壓力上升、含水下降、產(chǎn)液量下降、產(chǎn)油量上升、吸入剖面改善；含水低值期為聚合物注入一定時(shí)間，油層中形成完整的聚合物段塞，聚合物段塞在油層中整體推進(jìn)，中低滲透油層得到最大程度動(dòng)用，在開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)上表現(xiàn)為注入壓力在一個(gè)較高水平基本穩(wěn)定，含水下降到最低點(diǎn)（一般為10～20個(gè)百分點(diǎn)）并穩(wěn)定一段時(shí)間，產(chǎn)液量下降到注聚前的60%～70%；含水回升期為聚合物段塞推進(jìn)到采出端，吸入剖面出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，高滲層吸入量增加，含水逐步回升；后續(xù)水驅(qū)為含水上升到一定程度（一般為94%以上），為降低注入成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，停止注聚轉(zhuǎn)為注水開(kāi)發(fā)的階段。

圖1 聚驅(qū)全過(guò)程各階段含水變化

2 聚驅(qū)過(guò)程中節(jié)能措施

2.1 空白水驅(qū)階段優(yōu)選調(diào)剖井，控制低效無(wú)效循環(huán)

在空白水驅(qū)階段，由于儲(chǔ)層在縱向上發(fā)育的非均質(zhì)性，導(dǎo)致厚油層底部的高滲透層吸入量大，注入水從厚油層底部高滲透條帶迅速推進(jìn)，形成低效無(wú)效循環(huán)，影響開(kāi)發(fā)效果，浪費(fèi)注水及能耗。以某油田某聚驅(qū)區(qū)塊為例，該區(qū)塊空白水驅(qū)階段18口注入井注入壓力低，僅為11.1 MPa，較全區(qū)低1.4 MPa，有效厚度16.1 m，較全區(qū)高2.9 m，滲透率643×10-3μm2。較全區(qū)高60×10-3μm2。根據(jù)同位素測(cè)井剖面顯示，調(diào)剖井吸入量主要集中在滲透率大于800×10-3μm2的高滲透層，相對(duì)吸入量達(dá)到63.8%，較全區(qū)平均值高13.8個(gè)百分點(diǎn)（表1），周圍44口采油井含水96.8%，較全區(qū)高2.3個(gè)百分點(diǎn)，表明油層中存在低效無(wú)效循環(huán)條帶。

表1 某聚驅(qū)區(qū)塊注聚前調(diào)剖井基本情況對(duì)比

針對(duì)這18口注入井采取注聚前顆粒調(diào)剖，封堵高滲透層，調(diào)剖后注入壓力上升到12.7 MPa，上升了1.6 MPa，吸入剖面得到明顯改善。小于500× 10-3μm2的中低滲透層吸入厚度比例增加11.7個(gè)百分點(diǎn)，相對(duì)吸入量增加9.8個(gè)百分點(diǎn)；大于800× 10-3μm2的高滲透層相對(duì)吸入量降低16.1個(gè)百分點(diǎn)（表2），表明高滲透層得到有效封堵，低效無(wú)效循環(huán)條帶得到有效控制。調(diào)剖后將18口井注入量由2340 m3下調(diào)到1890 m3，年節(jié)約注水16.43×104μm3。按照薩北開(kāi)發(fā)區(qū)平均注水能耗5.4 kWh/m3計(jì)算，節(jié)約用電88.72×104kWh。在改善開(kāi)發(fā)效果的同時(shí)，節(jié)約注入水量又減少了區(qū)塊的注水能耗。

表2 某聚驅(qū)區(qū)塊調(diào)剖井調(diào)剖前后吸水剖面變化情況

2.2 含水低值期產(chǎn)液量下降，及時(shí)下調(diào)機(jī)采參數(shù)減少能耗

聚驅(qū)區(qū)塊由于聚合物段塞對(duì)高滲透層的有效封堵，中低滲透層得到動(dòng)用，采油井含水下降；同時(shí)由于高滲透層滲流能力的下降，地層供液能力也相應(yīng)降低，當(dāng)進(jìn)入含水低值期，油井產(chǎn)液能力也下降到最低值。根據(jù)多個(gè)聚驅(qū)區(qū)塊的實(shí)際開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在含水低值期產(chǎn)液量一般可以下降30～40個(gè)百分點(diǎn)，以某聚驅(qū)區(qū)塊為例，含水低值期日產(chǎn)液量為5200 t，較空白水驅(qū)下降了2800 t，下降幅度達(dá)到35%。由于產(chǎn)液量下降，在機(jī)采井動(dòng)態(tài)控制圖版上，部分在空白水驅(qū)時(shí)期位于合理區(qū)的采油井在含水低值期移動(dòng)到參數(shù)偏大區(qū)（圖2），表明該部分采油井在含水低值期泵效低，機(jī)采參數(shù)偏大，這種情況既加大了發(fā)生泵況問(wèn)題井的概率，又造成了抽油機(jī)井不必要的能耗[2]。因此，在含水低值期應(yīng)對(duì)產(chǎn)液量下降幅度大的采油井及時(shí)下調(diào)機(jī)采參數(shù)，放大生產(chǎn)壓差[3]。該區(qū)塊在含水低值期共下調(diào)抽油機(jī)沖速28口，電泵井縮小油嘴11口。調(diào)參數(shù)后，39口采油井平均百米噸液耗電量下降1.24 kWh，39口采油井日均節(jié)約用電1560 kWh，年節(jié)約用電56.16×104kWh。

圖2 聚驅(qū)不同階段相同參數(shù)的油井動(dòng)態(tài)控制圖版

2.3 含水回升后期停注高滲層，節(jié)約注入量

聚驅(qū)區(qū)塊進(jìn)入含水回升期，隨著高滲透層聚合物段塞的突破，注入端注入壓力下降，采出端綜合含水、采聚濃度上升，在吸入剖面上表現(xiàn)為剖面反轉(zhuǎn)。以某開(kāi)發(fā)區(qū)某聚驅(qū)區(qū)塊注入井A井為例，該井在注聚前的2012年只有高滲透層PI5-1吸水，吸入厚度比例僅為38.9%，低效無(wú)效循環(huán)嚴(yán)重；注聚22個(gè)月后的2014年5月注入剖面得到明顯改善，中低滲透層開(kāi)始動(dòng)用，吸入厚度比例達(dá)到84.6%，高滲層PI5-1相對(duì)吸入量下降到42.4%，下降57.6個(gè)百分點(diǎn)，表明高滲層的低效無(wú)效循環(huán)得到有效控制，周圍采油井含水下降到最低值；隨著聚合物段塞在高滲層突破，2016年吸入剖面發(fā)生反轉(zhuǎn)變差，吸入厚度比例降低到44.2%，下降了40.4個(gè)百分點(diǎn)，高滲層相對(duì)吸入量增加到52.5%，增加10.1個(gè)百分點(diǎn)（圖3），低效無(wú)效循環(huán)條帶重新形成，周圍采油井含水回升速度快。該階段為控制含水回升速度同時(shí)節(jié)約注入量，可以采取分層措施，將高滲透層投死嘴停注，同時(shí)加強(qiáng)中低滲透層注入強(qiáng)度，控制區(qū)塊含水回升速度。該聚驅(qū)區(qū)塊目前處于含水回升后期，對(duì)高含水區(qū)27口注入井停注高滲層，停注后日節(jié)約注水950 m3，年節(jié)約注水34.68×104m3，周圍采油井含水回升速度明顯下降，日產(chǎn)油基本維持穩(wěn)定。

圖3 聚驅(qū)不同階段吸入剖面變化

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

以某開(kāi)發(fā)區(qū)某聚驅(qū)區(qū)塊為例，該區(qū)塊于2010年11月投產(chǎn)，2012年7月開(kāi)始注聚，2012年10月開(kāi)始見(jiàn)效，2013年8月進(jìn)入含水低值期，2014年9月進(jìn)入含水回升期，目前區(qū)塊綜合含水率94.4%，階段采出程度15.73%，提高采收率11.30%，預(yù)計(jì)提高采收率可達(dá)15.61%，取得了較好的聚驅(qū)效果。該區(qū)塊在聚驅(qū)全過(guò)程中根據(jù)注入壓力、產(chǎn)液量、吸水剖面等指標(biāo)的變化情況采取調(diào)剖、下調(diào)參、停注高滲層等措施，其中注聚前調(diào)剖18口，含水低值期下調(diào)參39口，含水回升期停注高滲層27口，累計(jì)節(jié)約注水117.74×104m3。按照開(kāi)發(fā)區(qū)平均注水能耗5.4 kWh/m3計(jì)算，節(jié)約用電635.80× 104kWh；下調(diào)參節(jié)約用電168.48×104kWh，全過(guò)程累計(jì)節(jié)約用電804.28×104kWh，累計(jì)可節(jié)約成本755.69萬(wàn)元。

4 結(jié)論

1）聚驅(qū)不同含水階段針對(duì)性地采取調(diào)剖、下調(diào)參及停注高滲層等措施可以取得良好的節(jié)水、節(jié)能效果。

2）空白水驅(qū)階段針對(duì)存在低效無(wú)效循環(huán)的高滲透層進(jìn)行調(diào)剖，在改善吸入剖面的同時(shí)，可以節(jié)約注水量及注水能耗。

3）低值期針對(duì)產(chǎn)液量下降幅度大、工作制度不合理的采油井，下調(diào)沖速、縮小油嘴，可以有效地節(jié)約耗電量。

4）含水回升期針對(duì)高滲層聚合物段塞突破、形成低效無(wú)效循環(huán)條帶的注入井，分層停注，在控制含水回升速度的同時(shí)，可以節(jié)約注水量、減少注入能耗。

[1]楊承志，廖廣志，何勁松，等.化學(xué)驅(qū)提高石油采收率[M].北京：石油工業(yè)出版社，2007:208-219.

[2]王樞琳.機(jī)采系統(tǒng)能效對(duì)標(biāo)方法探討[J].石油石化節(jié)能，2015，5（3）:44-46.

[3]張鵬.DFJ-FC型抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備在油井上的應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能，2015，5（2）:25-26.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.12.014

2016-06-30

（編輯 李發(fā)榮）

劉國(guó)超，工程師，2010年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢），從事油田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)管理工作，E-mail：liuguochao123@126. com，地址：黑龍江省大慶市大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠地質(zhì)大隊(duì)，163113。