三元復合吞吐技術在樁西中低滲斷塊油藏的應用

張茂森,劉江濤,李 軍,張 勇

(中國石化勝利油田分公司樁西采油廠,山東東營257237)

三元復合吞吐技術在樁西中低滲斷塊油藏的應用

張茂森,劉江濤,李 軍,張 勇

(中國石化勝利油田分公司樁西采油廠,山東東營257237)

樁西油田從2000年開始開展二氧化碳吞吐技術提高封閉斷塊油藏的采收率,但隨著吞吐輪次的增加,吞吐效果逐年變差,選井條件越發苛刻。為提高樁西油田斷塊油藏的整體開發水平,從二氧化碳吞吐機理出發,提出并研究了活性水+二氧化碳+酸化三元復合吞吐解堵技術,確定了樁西三元復合吞吐解堵技術的礦場篩選標準。2009年1月至7月在樁西共實施三元復合吞吐解堵5井次,累增油2 401t,取得了良好的經濟效益。

斷塊油藏;樁西油田;三元復合吞吐;效果

1 樁西斷塊油藏描述

樁西油區目前共有77個開發單元,動用地質儲量15 931×104t,可采儲量3 298×104t,平均采收率20.7%。其中斷塊單元32個,動用地質儲量達4 807 ×104t,可采儲量 880 ×104t,采收率 18.3%,比油田同類油藏平均水平低3%。樁西斷塊油藏小于1.0km2的單元有11個(詳見表1),地質儲量775×104t,油水井數比為3.3∶1,其中有5個斷塊沒有注水井,注采關系完善難度大,井網完善程度低。

表1 樁西封閉小斷塊油藏統計

開展封閉斷塊油藏低效井提高采收率技術研究,完善動態注采關系,補充能量,提高油井利用率,改善油藏開發效果,是樁西封閉斷塊油藏增儲上產及持續穩定發展的重要保證和主要途徑。因此,針對樁西封閉斷塊油藏二氧化碳吞吐效果逐年變差的現象,提出了活性水+二氧化碳+酸化三元復合吞吐解堵技術,以提高該類油藏的采收率。

2 三元復合吞吐劑性能研究

2.1 活性水改善吞吐效果評價

活性水屬于表面活性劑體系,由于表面活性劑具有良好的耐溫、抗鹽、乳化、助排等性能,在二氧化碳作用下,可改善油井吞吐效果,延長生產周期[1]。

一般的表面活性劑體系均為堿性,堿性表面活性劑體系可與二氧化碳發生反應。本文研制了與二氧化碳具有良好協同作用的無堿表面活性劑體系,作為三元復合吞吐的活性水體系,其配方為:0.21%9BS-5-0+0.09%十四烷基甜菜堿(TETR)。實驗測定了其界面張力、乳化性能,見表2。

表2 無堿表面活性劑體系的性能

可以看出,上述無堿表面活性劑體系達到了界面張力低(達到了超低)、乳化最小轉速低、泡沫半衰期長、起泡體積大的要求。

2.2 二氧化碳增油機理研究

CO2吞吐提高采收率的重要機理之一是改善原油性質,從而改善原油在地下的流動性。為確定CO2對樁西地區原油性質的改善效果,在室內利用CO2-原油物性分析儀器進行了試驗研究。試驗油樣為樁39-9井原油,原油基本性質見表3。

表3 樁39-9井原油基本性質

(1)降低原油粘度。樁39-9地層油樣品的粘度變化關系見圖1。從粘度測試結果可以看出,溶解了天然氣的地層油的粘度遠遠低于同溫度下地面脫氣油的粘度(50℃時,脫氣油粘度為11.18mPa·s)。當高于地層油飽和壓力(13.1MPa)時,地層油的粘度隨壓力的升高而升高。在地層壓力、溫度下(19.84MPa、121℃),溶解了天然氣的地層油粘度為1.27mPa·s。

圖1 地層油粘度與壓力關系

(2)對地層油的膨脹特性。地層油在不同的飽和壓力下溶解不同量的CO2,相應的使地層油體積發生不同幅度的膨脹。不同飽和壓力下,地層油的體積膨脹幅度可以從體積系數隨飽和壓力的變化得出。溶脹實驗測得地層油及飽和CO2地層油體積系數隨飽和壓力的變化結果見圖2。

圖2 體積系數與飽和壓力關系

從圖2可以看出,溶解CO2的地層油體積系數隨飽和壓力的增加而增加,即原油中CO2溶解量越大,體積膨脹幅度越大。在地層條件下,樁39-9原始地層油的體積系數為1.2415,在目前地層條件下飽和CO2后,其體積系數為1.4405。與地層油相比,體積膨脹了16%。

(3)酸化解堵作用。二氧化碳溶于水后呈酸性并與巖石中的基質發生反應,會溶蝕一部分雜質,特別是其中的碳酸鹽,使地層滲透率得以改善,同時在連續的注入壓差下,二氧化碳對空隙中的堵塞物有一定的沖刷作用,可疏通孔道,解除二次污染[2-3]。

(4)溶解氣驅。油層中的二氧化碳溶解氣,在井下隨著溫度的升高,部分二氧化碳游離汽化以壓能的形式儲存部分能量,當油層壓力降低時,大量的二氧化碳則從原油中游離,從而將原油驅入井筒,起到溶解氣驅的作用。

2.3 酸化改善吞吐效果

CO2吞吐補充地層能量提高采收率雖然較顯著,但在實施過程中,其反面的影響因素也較多,如吞吐后隨壓力降低和CO2氣的不斷析出,產生了碳酸鹽沉淀堵塞近井地帶,導致產液低;原油中的膠質、瀝青質在注入CO2時,由于溫度驟然降低,原油中的膠質、瀝青質會結晶析出堵塞油層近井地帶等。針對以上影響因素,實驗優化酸液配方和濃度,通過酸化解除近井帶污染,改善吞吐效果。

實驗過程:將樁39-9巖樣粉碎,過100目篩,稱取5g加到100mL體積的不同酸液中,90℃恒溫水浴,2h后取出巖樣,水洗、烘干、稱量,計算溶解率。

由表4可見,相比較而言,12%HCl+3%HF的酸液配方對樁39-9巖心具有較好的溶解率。

表4 樁52塊巖心溶解性實驗結果

3 現場施工工藝及效果分析

3.1 選井條件

通過先期的室內試驗研究,結合現場經驗,最終確定了樁西油田三元復合吞吐解堵技術的礦場篩選標準,見表5。

表5 三元復合吞吐礦場篩選標準

在依據表5的標準選擇三元復合吞吐井后,要進行精心設計與施工,保證能夠順利把吞吐劑注入油藏。同時必須有良好的CO2注入工藝作為技術保證。

3.2 施工注入流程

設計注入三個段塞,第一段塞注入活性水(20 m3),以提高驅油效果和擴大二氧化碳波及面積;第二段塞注入液態二氧化碳(80t),燜井15d,以期補充地層能量,提高驅油效率;第三段塞注入酸液(20 m3),以解除近井帶污染,提高地層滲透率。

3.3 施工效果分析

從2009年1月到2009年7月,二氧化碳三元復合吞吐解堵采油技術在樁西油田實施了樁66-15、樁34-15、樁 6-X1等 5井次,有效井 4口,措施后累計增油2 401t,施工效果詳細情況見表6。

樁6-X1井吞吐后無效,分析原因是該井非均質性嚴重,二氧化碳吞吐劑沿高滲透層優先進入高含水地帶,未能對含油部位形成有效驅替,導致措施后高含水。建議在以后的二氧化碳吞吐作業時,通過堵水調剖劑改善油層非均質性,使吞吐劑對低滲透帶形成有效驅替。

表6 三元復合吞吐解堵施工效果

4 結論

(1)樁西油田中低滲斷塊油藏地質條件復雜,注采關系不完善,二氧化碳吞吐提高采收率效果逐年變差,采用活性水+二氧化碳+酸化三元復合吞吐解堵技術有效解決了自然遞減率的影響。

(2)結合現場實踐,從油層條件、生產動態、儲層條件和井況條件四個方面最終確定了樁西三元復合吞吐解堵工藝的礦場篩選標準。

(3)三元復合吞吐解堵技術在樁西油田共實施5井次,累增油2 401t,獲得了良好的經濟效益。

[1]趙福麟.油田化學[M].東營:石油大學出版社,1999:110-112

[2]梁福元.二氧化碳吞吐技術在斷塊油藏的應用[J].試采技術,2001,32(3):55-57

[3]劉恒.二氧化碳三元復合吞吐技術在曙光超稠油油藏的應用[J].石油地質與工程,2008,22(6):86-88

編輯:李金華

TE357

A

1673-8217(2010)01-0076-03

2009-09-03

張茂森,工程師,1972年生,2006年畢業于中國石油大學(華東),現主要從事油氣田開發研究工作。