蒸汽復合驅(qū)替機理研究及優(yōu)化技術

王文(中油遼河油田公司歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

蒸汽復合驅(qū)替機理研究及優(yōu)化技術

王文(中油遼河油田公司歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

齊40蒸汽驅(qū)縱向動用程度較低，且目前分注工藝無法實現(xiàn)縱向動用程度進一步提高，從而極大的制約了區(qū)塊的穩(wěn)產(chǎn)。多介質(zhì)氣體輔助汽驅(qū)可以起到縱向調(diào)剖作用，是一種有效的提高蒸汽驅(qū)縱向動用的技術。如何選擇井組、氣體介質(zhì)及注入?yún)?shù)設計和跟蹤評價，是提高縱向動用的關鍵。

復合驅(qū);采收率;縱向動用

0 引言

目前國內(nèi)開采稠油的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)。蒸汽吞吐作為初期開發(fā)模式具有成本低、發(fā)展成熟等優(yōu)勢，但在開采后期油藏壓力大幅度下降、采收率低；蒸汽驅(qū)技術具有較大的掃油面積，其局限性在于噸油成本高，蒸汽注入量大。蒸汽輔助重力泄油技術已經(jīng)取得現(xiàn)場試驗成功，正在進入工業(yè)化應用階段，但這項技術需要大量的能源，汽油比過高，產(chǎn)生大量廢氣，需要適于高溫的設備和技術。Q40塊目前區(qū)塊已進入蒸汽驅(qū)開發(fā)驅(qū)替階段末期，汽竄井不斷增多(汽竄井總數(shù)133口)，產(chǎn)量呈下降趨勢。通過剩余油研究，目前蒸汽驅(qū)波及體積系數(shù)55.4%左右，具有一定的剩余油潛力。為減緩產(chǎn)量遞減，改善汽驅(qū)開發(fā)效果，有必要開展復合驅(qū)輔助蒸汽驅(qū)研究，來提高汽驅(qū)波及系數(shù)。通過本項研究，明確復合驅(qū)輔助蒸汽驅(qū)提高采收率機理；進行了復合驅(qū)輔助蒸汽驅(qū)的影響因素分析及參數(shù)優(yōu)化；明確稠油油藏復合驅(qū)輔助蒸汽驅(qū)對儲量動用程度和加熱范圍的影響；確定了復合驅(qū)輔助蒸汽驅(qū)的適應性分析。

1 復合驅(qū)替機理

蒸汽-氮氣、蒸汽-空氣、蒸汽-泡沫復合驅(qū)作為提高開發(fā)效果的熱采方式，其驅(qū)油機理各不相同。

(1)蒸汽-氮氣驅(qū)替機理 蒸汽-氮氣驅(qū)驅(qū)替機理主要表現(xiàn)為：非混相驅(qū)替；補充地層能量，輔助傾斜油層或厚油層的重力泄油；多次接觸混相驅(qū)。氮氣對原油的降粘作用不明顯，原油降粘仍是高溫蒸汽的作用。

(2)蒸汽-空氣驅(qū)替機理 蒸汽-空氣驅(qū)替機理主要表現(xiàn)為：空氣與原油的氧化作用增加了熱量，降低了稠油粘度；大量殘余瀝青被轉(zhuǎn)化為焦炭質(zhì)，這將導致絕對油層滲透率的下降；空氣與原油的反應，產(chǎn)生CO2、CO、O2和H2S等氣體，形成蒸汽—煙道氣復合驅(qū)。

(3)蒸汽-泡沫驅(qū)替機理 汽-泡沫驅(qū)驅(qū)油機理主要有以下幾個方面：保持地層壓力,增加彈性能量，提高回采水率；氮氣的壓縮膨脹作用分散和改變了原油流動形態(tài)，增強了原油流動性；強化蒸汽蒸餾效應；泡沫的堵水調(diào)剖作用，防止汽竄水竄，擴大蒸汽波及面積。通過調(diào)研過國外蒸汽泡沫復合驅(qū)現(xiàn)場試驗，Mecca蒸汽泡沫驅(qū)試驗、Bishop蒸汽泡沫驅(qū)試驗、Dome-Tumbador蒸汽泡沫驅(qū)試驗、Casper-Creek蒸汽泡沫驅(qū)試驗、Midway-Sunset蒸汽泡沫驅(qū)試驗、對該項技術進行了優(yōu)化。

2 復合驅(qū)技術參數(shù)優(yōu)化

(1)蒸汽泡沫驅(qū)的注入時機 應該在蒸汽驅(qū)后期，和蒸汽驅(qū)的時間間隔小于2個月。

在蒸汽吞吐階段或蒸汽驅(qū)前期,含油飽和度較高,高溫發(fā)泡劑的注入不會取得理想的流度控制效果。在蒸汽驅(qū)晚期或蒸汽突破時,汽竄孔道含油飽和度降至一定程度時,注入高溫發(fā)泡劑對已發(fā)生汽竄的層段應能取得較好的控制蒸汽流度效果。

例如，在Winkleman Dome Nugget先導試驗1中，39#井已經(jīng)關井，在蒸汽驅(qū)和注入蒸汽泡沫之間只有2個月的間隔，蒸汽腔的幾何形狀沒有改變，因此效果很好。與此對比，先導試驗2中，39#井一直生產(chǎn)，但向該井組注入的蒸汽量降低到很低，并保持了19個月。此時很可能蒸汽驅(qū)掃的區(qū)域已經(jīng)被熱水填充，熱水會將泡沫濃度稀釋得很低，最后效果較差。

(2)蒸汽泡沫驅(qū)的注入方式 最好的方式：間歇泡沫+連續(xù)蒸汽注入，小周期注入。影響蒸汽泡沫效果的最重要因素是注入方式，到目前為止，用單位質(zhì)量表面活性劑的增油量來衡量的話，有三個項目取得最好的效果(South Belridge，Midway Sunset Section 15，Midway Sunset Section 26)，采用的方式是 ：間歇泡沫+連續(xù)蒸汽注入，并且用小循環(huán)周期。South Belridge采用的泡沫循環(huán)周期是1天(注12小時，停12小時)，另外兩個采用的泡沫循環(huán)周期是7天。

圖2-1 不同注入方式的增油量

Co-C= Coinjection with continuous injection of surfactant Co-D= Coinjection with discontinuous injection of surfactant(intermittent inje ction of surfactant)

(3)蒸汽泡沫驅(qū)的注入量 注入量一般在500t以下，但也有注入3000t，并且取得較好效果的。通過優(yōu)化，確定合理汽氣體積比為2.3:1，通過數(shù)值模擬能夠見到最優(yōu)效果。

(4)蒸汽泡沫驅(qū)的開發(fā)效果 蒸汽泡沫見效時間長，Dome-Tumbador先導試驗在注泡沫6個月后增產(chǎn)油75%，而在Bishop和Meeea，注入泡沫兩年以后才見到很強的產(chǎn)量反應。依據(jù)開發(fā)單元與另外兩類油田油藏參數(shù)進行對比，與Dome-Tumbador油田參數(shù)較為接近，因此預計試驗區(qū)在半年內(nèi)見到一定效果。

3 結(jié)語

利用油藏工程及數(shù)值模擬方法，研究酸性氣體與蒸汽混注改善蒸汽吞吐(驅(qū))開發(fā)效果的生產(chǎn)機理，優(yōu)選出氣體與蒸汽的合理注入方式、注入比例和注入量；進行稠油油藏酸性氣體對蒸汽熱采加熱范圍和加熱形狀影響的研究。