稀油油藏活性水驅(qū)注采參數(shù)優(yōu)化方法的探索

王亮

摘 要：稀油油藏中含水較多，不易開發(fā)。本文利用單變量法和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)活性水驅(qū)注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，為稀油油藏的開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：稀油油藏；活性水驅(qū)；注采參數(shù)優(yōu)化

1 實(shí)驗(yàn)概況

某油田油層具有保護(hù)層多、單層薄、砂體類多、非均勻程度高等特點(diǎn)，地下油黏度為4.8MPa·s，屬于稀油油藏。該油田油層1m以上油層水樣比例在90%，水淹厚度較低，水淹部位在油層底部。該油田油層含油面積為0.7km2，地質(zhì)儲(chǔ)量63×104t，累計(jì)產(chǎn)油14.4×104t，產(chǎn)水33.2×104m3，綜合含水在82.8%。

為了提高對(duì)該油田的原油采集，采取活性水驅(qū)油技術(shù)，向注入水中加入適當(dāng)濃度的表面活性劑，改善油水界面額張力，提升原油的流動(dòng)性。在活性水驅(qū)油采集技術(shù)中，注采參數(shù)會(huì)影響到采油的效果，需要對(duì)注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以取得滿意的采油效果。通過單變量法和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)油田注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究，分析最佳注采參數(shù)組合。

2 通過單變量法對(duì)合理注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化

活性水的注入濃度、時(shí)機(jī)、速度、年限、方式等都對(duì)稀油油藏活性水驅(qū)油開采效果產(chǎn)生影響。只要改變其中一個(gè)注采參數(shù)，將其他參數(shù)固定，可以通過對(duì)比判斷開采效果，選出最佳的參數(shù)組合。

在進(jìn)行活性水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)活性水質(zhì)量濃度分別設(shè)為0.000%、0.001%、0.050%、0.100%、0.200%、0.400%。隨著活性水濃度的增加，驅(qū)油量會(huì)越來越多，雷擊的增油量會(huì)逐漸趨于臨界值。導(dǎo)致這種情況的原因是油水界面的張力會(huì)隨著活性水濃度的增加先增加后減小，存在一個(gè)最佳值。當(dāng)活性水的濃度在最佳值之前時(shí)，油水界面的張力會(huì)因活性水濃度增加而增加；當(dāng)活性水濃度在最佳值之后時(shí)，油水界面的張力會(huì)因活性水濃度增加而降低。取0.200%作為最佳活性水濃度。進(jìn)行活性水驅(qū)油，要綜合考慮含水率，可設(shè)置為20%、30%、50%、70%、80%、85%、90%。無論哪種含水率，活性水驅(qū)油的效果都區(qū)域接近，累計(jì)采油量相當(dāng)，說明活性水的注入時(shí)機(jī)對(duì)油的采收效果沒有特別的影響。為了降低成本投入，可選擇含水率在85%后進(jìn)行活性水驅(qū)油?；钚运?qū)油的注入量可為24、27、30、33、36m3/d。實(shí)驗(yàn)中，注采比在1以下時(shí)，水線均勻突進(jìn)，波及系數(shù)較大，含水率較低，累計(jì)增油量較高；當(dāng)注采比在1以上時(shí)，水線的突進(jìn)較為明顯，含水率高，增油量降低。過大的注采比會(huì)影響井下壓力，導(dǎo)致壓力下降，可選擇不超過1的注采比，注入速度在27～30m3/d之間。對(duì)活性水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)的注入時(shí)間設(shè)為1～9a，間隔1a，向進(jìn)行活性水驅(qū)油，后進(jìn)行常規(guī)水驅(qū)油。實(shí)驗(yàn)開始階段，累計(jì)產(chǎn)油量會(huì)隨著活性水的注入時(shí)間延長而增加，在5a時(shí)達(dá)到最大值。當(dāng)超過5a后，增油量會(huì)逐漸降低，恢復(fù)常規(guī)注水后，水的含量增加較快。因此在實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇5a為最佳注入時(shí)間。實(shí)驗(yàn)中設(shè)定注入量為30m3/d，選擇4種注入段塞組合，分別是：0.08倍孔隙體積的活性水段塞與水驅(qū)段塞，0.15倍孔隙體積的活性水段塞與水驅(qū)段塞，0.22倍孔隙體積的活性水段塞與水驅(qū)段塞，0.30倍孔隙體積的活性水段塞與水驅(qū)段塞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，累計(jì)產(chǎn)油量與單次注入段塞長度成正比。開始注入時(shí)，段塞越長，活性水與原油會(huì)混合越充分，效果越明顯；隨著注入的活性水增多，油水界面張力變化不在明顯，各種組合的開發(fā)效果趨于接近。最合適的注入段塞為0.22倍孔隙體積。

3 通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化

在單變量法優(yōu)化注采參數(shù)時(shí)，只能改變某個(gè)因素，而其他因素要求不變。這樣的優(yōu)選方式無法綜合考慮多個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在優(yōu)化注采參數(shù)時(shí)，能夠大幅度減少試驗(yàn)次數(shù)，優(yōu)化參數(shù)可選注入的濃度、年限、時(shí)機(jī)、速度等4個(gè)因素，通過水平正交設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，分析各因素水平均值和極差，對(duì)累計(jì)產(chǎn)油量進(jìn)行結(jié)果評(píng)價(jià)。

通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化參數(shù)的各因素極差越大，對(duì)累計(jì)產(chǎn)油量的結(jié)果影響越大?？梢栽u(píng)價(jià)影響累計(jì)產(chǎn)油量的因素主次關(guān)系為：注入速度、注入年限、注入時(shí)機(jī)、注入濃度。其中，注入速度影響最大，注入年限對(duì)結(jié)果有一定影響，注入濃度影響最小。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析可得4個(gè)因素的最優(yōu)組合為：注入濃度0.30%，注入時(shí)機(jī)含水量85%，注入速度30m3/d，注入年限6a，同單變量法對(duì)注采參數(shù)優(yōu)化的指標(biāo)基本一致。因此，對(duì)稀油油田進(jìn)行開發(fā)時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場情況制定合理方案，通過對(duì)設(shè)備的狀況、產(chǎn)液能力、底層吸水能力等綜合考慮，選擇最佳注入速度，讓活性水驅(qū)注采參數(shù)得到優(yōu)化，加強(qiáng)稀油的開采。

4 結(jié)論

稀油油藏的開采運(yùn)用活性水驅(qū)采油技術(shù)時(shí)，需要對(duì)注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。一定要通過現(xiàn)場具體情況，根據(jù)設(shè)備、井場現(xiàn)狀等進(jìn)行合理配注。其中，注入速度是影響活性水驅(qū)開發(fā)效果最大的因素。在設(shè)定注采參數(shù)時(shí)，可選擇的最佳參數(shù)組合為：0.30%的注入濃度，30m3/d的注入速度，含水率85%以上的注入時(shí)機(jī)，6a的注入年限。

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