稠油油藏混合氣吞吐參數(shù)優(yōu)化數(shù)模研究

周 翔

(成都理工大學 能源學院，四川 成都 610059)

稠油油藏混合氣吞吐參數(shù)優(yōu)化數(shù)模研究

周 翔

(成都理工大學 能源學院，四川 成都 610059)

CO2吞吐可提高稠油開發(fā)效果，注N2可使稠油控水增油，還能夠補充地層能量。因此，采用N2與CO2混合注入的方式開采稠油將起到更加有效的開發(fā)效果。針對N2與CO2吞吐開發(fā)稠油如何能達到最佳的開發(fā)效果的問題，本研究采用數(shù)值模擬技術，從N2和CO2注入量、CO2注氣速度、燜井時間、周期生產(chǎn)時間和周期數(shù)等六個方面進行優(yōu)化研究，確定最優(yōu)的注氣吞吐開發(fā)技術參數(shù)。該研究成果能夠為類似稠油油藏的開發(fā)提供借鑒。

稠油油藏;氮氣;二氧化碳;吞吐;數(shù)值模擬

CO2吞吐技術因成本低、可回收重復利用、環(huán)保以及與原油較好的混溶性等特點而被廣泛應用[1-3]。CO2降黏效果研究表明，原油黏度越高，注入CO2后稠油黏度降低越明顯[4-7]，氮氣注入技術是稠油控水增油的主要方式之一，并能起到補充地層能量的作用[8]。因此，將N2與CO2混合氣體注入稠油油藏，對開采稠油將達到更加有效的開發(fā)效果。本研究采用數(shù)值模擬技術，從N2以及CO2周期注入量、CO2周期注氣速度、燜井時間、周期生產(chǎn)時間等方面進行優(yōu)化研究，遴選最優(yōu)的注N2與CO2混合氣體吞吐開發(fā)技術參數(shù)。為類似油藏的開發(fā)提供一定的借鑒意義。

1 模型概況

三維地質(zhì)模型采用角點變深度網(wǎng)格，平面網(wǎng)格數(shù)為106×47,平面網(wǎng)格步長為5m,縱向上層系5小層，孔隙度平均值為21.0%，滲透率平均值為828mD。原油密度為0.98 g/cm3，粘度在溫度為50℃時是3559 mPa·s，采用一口水平井開發(fā)。

2 N2與CO2混合氣吞吐開發(fā)參數(shù)優(yōu)化

2.1 N2周期注入量優(yōu)選

改變N2周期注入量，研究油井的生產(chǎn)變化(如表1所示)。從預測結(jié)果可以看出：當油藏注入N2后，增油量和換油率隨N2注入量的增大總體上呈先增大后降低的趨勢。在N2注入量達到8×104m3時，累產(chǎn)油量為2.3×104m3，與彈性開采的產(chǎn)量相比增油量為0.46×104m3，換油率為2.48，開發(fā)效果最好。

表1 不同N2周期注入量效果對比表

表1(續(xù))

2.2 CO2周期注入量優(yōu)選

改變CO2周期注入量，研究油井的生產(chǎn)變化(如表2所示)。從預測結(jié)果可以看出：日產(chǎn)液量隨CO2注入量增大而增大，含水率隨CO2注入量增大而降低;增油量和換油率隨CO2注入量增大呈先增加后降低的趨勢。在CO2注入量為800噸時，累產(chǎn)油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發(fā)效果最好。

表2 不同CO2周期注入量效果對比表

2.3 CO2周期注入速度優(yōu)選

改變CO2注入速度，研究油井的生產(chǎn)變化(如表3所示)。從預測結(jié)果來看: 日產(chǎn)液量隨CO2注入速度的增大先升高后降低，含水率隨CO2注入速度的增大先降低后升高; 增油量和換油率在隨CO2注入速度的增大呈先增加后降低的趨勢。在CO2注入速度為115t/d時，累產(chǎn)油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發(fā)效果最好。

表3 不同CO2周期注入速度效果對比表

2.4 燜井時間優(yōu)選

改變吞吐過程中的燜井時間，研究油井生產(chǎn)變化(如表4所示)。從預測結(jié)果來看：日產(chǎn)液量隨燜井時間的延長先升高后降低，含水率隨燜井時間的延長先降低后升高；增油量和換油率隨燜井時間的延長呈先增加后降低的趨勢。在燜井時間達到30天時，累產(chǎn)油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發(fā)效果最好。

表4 不同燜井時間效果對比表

2.5 周期生產(chǎn)時間優(yōu)選

改變周期生產(chǎn)時間，研究油井生產(chǎn)變化(如表5所示)。從預測結(jié)果來看：日產(chǎn)液量隨周期生產(chǎn)時間的延長而降低，含水率隨周期生產(chǎn)時間的延長而升高；增油量和換油率在隨周期生產(chǎn)時間的延長呈先增加后降低的趨勢。在周期生產(chǎn)時間為180天時，累產(chǎn)油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發(fā)效果最好。

表5 不同周期生產(chǎn)時間效果對比表

2.6 周期數(shù)優(yōu)選

不同周期數(shù)對油井生產(chǎn)影響(如表6所示)，研究結(jié)果表明：產(chǎn)油量、增油量和換油率隨周期數(shù)的增加而降低，前三周期產(chǎn)油量相對較高，第四、五周期產(chǎn)油量相對較低。第三周期到第四周期，增油量從0.27×104m3降至0.094×104m3，降低幅度達到65.2%；換油率從2.90降至1.01，降低幅度達到65.2%，因此，優(yōu)選出吞吐周期為3個周期。

表6 推薦方案指標統(tǒng)計表

3 結(jié)論與建議

(1)研究結(jié)果表明以N2與CO2混合氣體為介質(zhì)的注氣吞吐開采方式，能有效提高稠油油藏的開發(fā)效果。

(2)參數(shù)優(yōu)化研究結(jié)果表明，優(yōu)化的注氣吞吐參數(shù)： N2周期注入量8×104m3， CO2周期注入量800t，CO2周期注入速度115t/d，周期燜井時間30天，周期生產(chǎn)時間180天。

(3)預測期內(nèi)產(chǎn)油量、增油量和換油率隨周期數(shù)的增加而降低，前三周期產(chǎn)油量相對較高，第四、五周期產(chǎn)油量相對較低，吞吐周期數(shù)為3個周期可以作為最優(yōu)的生產(chǎn)周期。

[1]戰(zhàn) 菲,宋考平,尚文濤,等.低滲透油藏單井CO2吞吐參數(shù)優(yōu)選研究[J].特種油氣藏,2010,17(5):70-72.

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(本文文獻格式：周 翔.稠油油藏混合氣吞吐參數(shù)優(yōu)化數(shù)模研究[J].山東化工，2016，45(08)：89-91.)

Parameters Optimization Study of Mixture Gas Huff and Puff Process in Heavy Oil Reservoirs Using Numerical Simulation Method

Zhou Xiang

(College of Energy, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059,China)

CO2huff and puff process can improve the oil recovery in the heavy oil reservoir, N2can be used to control the water cut and increase oil production, and also the reservoir pressure can be maintained. Therefore, when N2and CO2were injected together, the oil recovery can be more efficient. To study how to obtain the best production performance using the N2and CO2huff and puff process, numerical simulation study was applied, and the parameters in terms of amount of injected N2and CO2, CO2injection rate, soaking time, cyclic production time, amount of production cyclic were researched, and the optimal parameters in the huff and puff process were determined. The results in this study can be used as a source of reference to a heavy oil reservoir, which with the similar properties.

Heavy oil reservoir;nitrogen;carbon dioxide, huff and puff;numerical simulation

2016-04-13

周 翔(1986—)，河南周口人，成都理工大學在讀碩士研究生，研究方向為稠油提高采收率和數(shù)值模擬。

TE345

A

1008-021X(2016)08-0089-03