深層稠油油藏Ι-2型普通稠油水驅(qū)油可行性評價

王厲強(qiáng) 董明 許學(xué)健

摘 ? ? ?要：泌276斷塊深層I-2型普通稠油油藏采用天然能量開發(fā)效果較差，急需轉(zhuǎn)換開發(fā)方式。由于深層稠油采用熱采開發(fā)工藝技術(shù)難度大且經(jīng)濟(jì)效益較差，因此可行性不高。一些深層稠油油藏采取常規(guī)注水開發(fā)方式的效果較好，但原油黏度基本都小于300 mPa·s。原油黏度介于300～500 MPa·s之間的Ⅰ-2類普通稠油的注水開發(fā)可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多。為論證注水開發(fā)可行性，開展了水驅(qū)油效率室內(nèi)評價實(shí)驗(yàn)，并通過類比法確定了注水開發(fā)的驅(qū)油效率下限。結(jié)果表明，工區(qū)注水開發(fā)的驅(qū)油效率下限為28%，由于水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)0.5PV之后的驅(qū)油效率均大于30%，且儲層物性、流體屬性等與鄰區(qū)轉(zhuǎn)水驅(qū)效果較好的王9斷塊類似，因此可以認(rèn)為，注水開發(fā)可取得較好的開發(fā)效果，天然能量轉(zhuǎn)注水開發(fā)是可行的。

關(guān) ?鍵 ?詞：泌276斷塊;I-2型普通稠油;深層稠油油藏;注水開發(fā);驅(qū)油效率界限

中圖分類號：TE345 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ?文章編號： 1671-0460（2020）05-0927-04

Abstract：The natural energy development effect of the deep I-2 normal heavy oil reservoir is poor， and it is urgent to change the development mode. Because the deep heavy oil production is difficult by using thermal recovery technology and the economic benefit is poor， the feasibility is not high. Some deep heavy oil reservoirs have good development effect by using conventional water flooding， but crude oil viscosity is less than 300 mPa·s. Waterflooding for I-2 ordinary heavy oil with the viscosity of 300～500 mPa·s don't have much reference experience. In order to prove the feasibility of water flooding， an evaluation experiment of water drive efficiency was carried out in the laboratory， and the lower limit of oil displacement efficiency was determined by analogy method. The results showed that lower limit of oil displacement efficiency by water flooding was 28%， because the displacement efficiency of experiment were greater than 30% after 0.5 PV， and the reservoir physical properties， fluid properties and so on were similar to the adjacent regions Wang 9 block， water flooding effect of which was good. So the water injection development can achieve better effect， and is feasible.

Key words： Block 276; I-2 normal heavy oil; Deep heavy oil reservoir; Water flooding development; Oil displacement efficiency limit

泌276斷塊為斷層—巖性圈閉油藏。平面上含油面積小，縱向上儲層疊合程度高，平均孔隙度20.9%，滲透率0.286～1.534 μm2，屬于中孔中高滲性油藏。油藏埋深集中在1 000～1 300 m之間，屬深層稠油油藏。油層溫度下脫氣黏度150～1 704 MPa·s，屬于Ⅰ-2類普通稠油。泌276斷塊天然能量較低，井網(wǎng)不完善，采用天然能量開發(fā)，產(chǎn)能持續(xù)下降，穩(wěn)產(chǎn)難度較大，開采效果很差。急需對該斷塊后續(xù)的合理開發(fā)方式進(jìn)行論證。

國內(nèi)外目前稠油開采仍以熱采為主，輔以化學(xué)驅(qū)[1-8]。通過對國內(nèi)外900 m以上的稠油油藏開發(fā)方式（表1）研究發(fā)現(xiàn)，天然氣驅(qū)、蒸汽驅(qū)、火燒油層以及二氧化碳驅(qū)等驅(qū)替方法投入多，難以實(shí)現(xiàn)有效的經(jīng)濟(jì)開發(fā)[9-11]，顯然在低油價環(huán)境下，不宜采用。而采取常規(guī)注水開發(fā)方式的效果較好，但原油黏度大部分都小于300 mPa·s，大于300 mPa·s的Ⅰ-2型普通稠油注水開發(fā)可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多[12，13]，探索此類稠油油藏合理的低成本開發(fā)方式有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

為準(zhǔn)確落實(shí)泌276斷塊稠油注水開發(fā)方式的可行性，本次研究首先開展室內(nèi)稠油水驅(qū)油驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)評價，并進(jìn)一步結(jié)合水驅(qū)油效率下限和鄰區(qū)類比研究，綜合論證注水開發(fā)的可行性，為深層稠油油藏注水開發(fā)提供更多可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

1 ?Ⅰ-2型普通稠油注水實(shí)驗(yàn)

1.1 ?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

根據(jù)黏溫曲線的測定結(jié)果，由于泌276-7原油的黏溫反常點(diǎn)在40～50 ℃之間，因此結(jié)合油藏地溫和現(xiàn)場實(shí)施的條件，后續(xù)實(shí)驗(yàn)溫度均設(shè)定為50 ℃。本部分的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?，開展低黏度稠油50 ℃時不同驅(qū)替倍數(shù)（至98%含水率以上）的含水變化規(guī)律、驅(qū)油效率評價。

1.2 ?實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)所用的巖心為人造巖心，其氣測滲透率分別為0.475、1.053 ?m2。選取不同的驅(qū)替速度：0.3、0.4、0.5、0.75、1.0 mL/min;變速驅(qū)替速度：0.3～1.0 mL/min，設(shè)計(jì)水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)對比方案，研究采出程度和注水壓力、驅(qū)替倍數(shù)等參數(shù)的相互關(guān)系。采用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是SY/T 6315-2006（高溫條件下，稠油油藏相對滲透率及洗油效率測定方法）[14，15]。

1.3 ?實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)條件

（1）實(shí)驗(yàn)所用主要儀器

①壓力傳感儀器;②平流泵;③真空泵;④標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字壓力儀表;⑤恒溫試驗(yàn)箱;⑥電子天平（高精度）;⑦磁力攪拌器;⑧其他組件：中間容器、各類閥門、尼龍管道、死堵、三通、四通等。

（2）巖心樣品制備

根據(jù)泌276斷塊儲層粒徑資料，選取相似粒徑制作完成氣體滲透率為（475～490）×10-3μm2的人造巖心9塊（其中2塊備用）;（1 000～1 500）×10-3μm2的人造巖心3塊（其中2塊備用），見表2，圖1。

（3）實(shí)驗(yàn)用注入水

現(xiàn)場注入水的礦化度是5 003 mg/L，含有一定的雜質(zhì)，在經(jīng)過0.2 ?m的微孔過濾之后作為實(shí)驗(yàn)中的驅(qū)替水。

（4）實(shí)驗(yàn)用原油預(yù)處理

根據(jù)泌276-7井所取原油室內(nèi)分析，50 ℃條件下原油黏度為380 MPa·s。實(shí)驗(yàn)室對原油進(jìn)行脫水、除雜質(zhì)等預(yù)處理，用于后期物理模擬評價實(shí)驗(yàn)。

（5）準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用驅(qū)替設(shè)備

實(shí)驗(yàn)的所需設(shè)備是通過物理模擬評價得出的，采用HDQT-2006高溫高壓多功能巖心驅(qū)替系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，模擬多種驅(qū)替方案。

1.4 ?實(shí)驗(yàn)步驟

（1）按照圖2所示將所有設(shè)備安裝在一起，連接巖心并將其出口，入口全部關(guān)閉，將泵啟動，氣體從管道中全部排出，泵關(guān)閉。

（2）恒溫箱的溫度保持在50 ℃左右。

（3）連接真空泵與實(shí)驗(yàn)用的人造巖心，在負(fù)壓作用下抽空4 h左右，然后將此巖心飽和地層水，測定液測滲透率，確定巖心的孔隙體積，計(jì)算巖心的孔隙度。

（4）巖心保持恒溫12 h以上，確定液測滲透率，液體采用地層水。

（5）按實(shí)驗(yàn)過程把氣瓶、盛有原油的容器和飽和水的巖心連接起來，將油注入飽和水的巖心中，即用油驅(qū)水。同時巖心中流出的液體全部盛入量筒中，當(dāng)巖心中沒有水流出時，關(guān)閉氣瓶，對量筒中水的量讀數(shù)，用以計(jì)算初始含油飽和度，并測試束縛水下的油相滲透率。

（6）根據(jù)方案的要求，巖心進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，排出的液體被收集在試管中，油量、水量、液量和壓力差每半小時記錄一次，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的孔體積倍數(shù)。計(jì)算采出程度，巖心含水率。

1.5 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

在溫度為50℃的條件下，用非穩(wěn)態(tài)恒速驅(qū)替法做水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，所用巖心的氣測滲透率分別為0.475、1.053 ?m2。選取不同的驅(qū)替速度：0.3、0.4、0.5、0.75、1.0 mL/min;變速驅(qū)替速度：0.3～1.0 mL/min，設(shè)計(jì)水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)對比方案，選取水驅(qū)壓力、水驅(qū)倍數(shù)、采油量等進(jìn)行對比分析，研究含水率、洗油效率及采收率的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)參數(shù)和結(jié)果見表3、圖3-5。

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析可知：

（1）對比不同驅(qū)替速度下，水驅(qū)油效率隨驅(qū)替倍數(shù)的變化曲線，可以看出當(dāng)0.2PV驅(qū)替倍數(shù)時，低恒速驅(qū)替（0.3～0.5 mL/min）的驅(qū)油效率比高恒速驅(qū)替（0.75～1.0 mL/min）的驅(qū)油效率高出約5.0%。因此，在恒速驅(qū)替條件下，低速驅(qū)替更有利于水驅(qū)前沿形成活塞式驅(qū)替;而高速的驅(qū)替則容易造成水驅(qū)前沿的指進(jìn)突進(jìn)（圖3）。

（2）對比變速驅(qū)替與恒速驅(qū)替水驅(qū)油效率變化曲線，可以看出，注水初期由于采用低速開采（0.3 mL/min），有利于形成準(zhǔn)活塞驅(qū)，對應(yīng)的驅(qū)油效率較高;隨著驅(qū)替速度的提升，驅(qū)替壓力隨之增加，前期未波及區(qū)域中的部分原油被驅(qū)替出來，使得驅(qū)油效率逐漸提高。從最終驅(qū)油效率對比來看，變速驅(qū)替的水驅(qū)油效率與0.5 mL/min速度下相似（圖3）。

（3）中滲、高滲或者低速和高速注入，洗油效率與注水倍數(shù)的變化規(guī)律類似，在孔隙體積的注水倍數(shù)不斷加大時，洗油效率相應(yīng)增大，含水率會迅速增大，之后波動幅度逐漸減小并保持平穩(wěn)（圖4）。

（4）對比相同驅(qū)替速度（0.5 mL/min），從水驅(qū)油效率隨驅(qū)替倍數(shù)的變化曲線可以看出，當(dāng)驅(qū)替倍數(shù)較低（小于0.40 PV）時，低滲透巖心介質(zhì)（300～400 mD）的驅(qū)油效率要高于高滲透巖心介質(zhì)（1 000～1 500 mD）;但隨著水驅(qū)的持續(xù)進(jìn)行，高滲透率巖心介質(zhì)中孔隙結(jié)構(gòu)較好的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，更多的孔隙通道參與流動，使得高滲透率巖心介質(zhì)（1 000～1 500 mD）較低滲透巖心介質(zhì)（300～500 mD）最終水驅(qū)油效率要高出2%左右（圖5）。

2 ?水驅(qū)稠油開發(fā)洗油效率下限

由公式（1）可知[16]，通過類比法確定水驅(qū)采收率下限和體積波及系數(shù)，可以計(jì)算出洗油效率下限[17]，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，可判斷工區(qū)是否適合稠油注水開發(fā)。

E_R=E_V E_D ? ? ? ? ? ?（1）

式中：ER —水驅(qū)采收率;

EV —體積波及系數(shù);

ED —洗油效率。

（1）確定水驅(qū)采收率

當(dāng)泌276斷塊水驅(qū)采收率為10%時，通過經(jīng)濟(jì)效果的評估發(fā)現(xiàn)，此時區(qū)塊開始顯示相當(dāng)不錯的經(jīng)濟(jì)效益，所以此區(qū)塊的水驅(qū)采收率下限設(shè)定為10%。

（2）確定體積波及系數(shù)

類比鄰區(qū)王9斷塊，預(yù)測采收率14.5%，試驗(yàn)區(qū)的洗油效率是40.5%，區(qū)塊的體積波及系數(shù)可運(yùn)算得出0.358。

（3）確定洗油效率下限

公式（1）變換為E_D=E_R/E_V，代入已知的相應(yīng)數(shù)據(jù)，得ED=0.145/0.358=0.279。

對比表2、圖3和圖5，可以看出，驅(qū)替倍數(shù)0.5PV之后，水驅(qū)油效率均大于30%，表明泌276斷塊普通稠油適合注水開發(fā)。

3 ?鄰區(qū)注水開發(fā)效果類比

相鄰斷塊王9斷塊Ⅳ52、4層吞吐效果較差轉(zhuǎn)注水開發(fā)后效果較好，泌276斷塊Ⅳ油組與之類比，有以下幾點(diǎn)共性：

（1）物性較好，砂體連通性好，屬中孔中高滲儲層，與王9斷塊Ⅳ52.4層物性類似（孔隙度20%%～23.5%，滲透率0.29～1.38 ?㎡）。

（2）與王9斷塊Ⅳ52.4層原油黏度相近，都屬于普通稠油Ⅰ-2類。

（3）采出程度僅1.7%，采出程度低，具備注水開發(fā)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

4 ?結(jié)論

（1）中滲、高滲、低速和高速注水時，在孔隙體積的注水倍數(shù)不斷加大時，洗油效率增大，含水率迅速增大， 之后波動幅度逐漸減小并保持平穩(wěn)。

（2）類比鄰區(qū)轉(zhuǎn)水驅(qū)效果較好的王9斷塊，工區(qū)深層稠油注水開發(fā)驅(qū)油效率下限為28%，水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)0.5PV之后的驅(qū)油效率均大于30%，且儲層物性、流體屬性等與王9斷塊類似，表明泌276斷塊普通稠油適合注水開發(fā)。

（3）利用注水的方式開采原油黏度介于300～500 mPa·s之間的Ⅰ-2型稠油油藏最終效果不錯，即天然能量轉(zhuǎn)注水開發(fā)是可行的。

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