大慶油田南一區葡Ⅰ組油層三元復合驅前置段塞注入參數優選

李麗麗,梁云龍,劉遠亮,宋考平,高 麗

(1.中油大慶油田有限責任公司,黑龍江 大慶 163318;2.中油大慶輸油氣分公司,黑龍江 大慶 163458;3.中油吉林油田公司,吉林 松原 138000;4.提高油氣采收率教育部重點實驗室 東北石油大學,黑龍江 大慶 163318;5.中石化江蘇油田分公司,江蘇 揚州 225009)

大慶油田南一區葡Ⅰ組油層三元復合驅前置段塞注入參數優選

李麗麗1,梁云龍2,劉遠亮3,宋考平4,高 麗5

(1.中油大慶油田有限責任公司,黑龍江 大慶 163318;2.中油大慶輸油氣分公司,黑龍江 大慶 163458;3.中油吉林油田公司,吉林 松原 138000;4.提高油氣采收率教育部重點實驗室 東北石油大學,黑龍江 大慶 163318;5.中石化江蘇油田分公司,江蘇 揚州 225009)

在室內配方和先導性礦場試驗研究基礎上,結合大慶油田南一區西西塊的地質開發特征,確定三元復合驅前置聚合物段塞分子質量、濃度、礦場注入速度的合理范圍。利用數值模擬方法,優選前置聚合物段塞分子質量、濃度、段塞注入體積孔隙倍數等注入參數。結果表明：前置段塞中聚合物的濃度、段塞注入孔隙體積倍數均存在合理取值,聚合物的分子質量對采收率的影響最大,但應考慮到油層注入能力的限制,避免發生堵塞。該研究成果為該區塊的合理開發提供了理論依據,對于提高Ⅰ類油層的挖潛能力、改善開發效果具有重要意義。

三元復合驅;前置段塞;數值模擬;提高采收率;Ⅰ類油層;南一區葡Ⅰ組油層

引 言

南一區西西塊是大慶油田Ⅰ類油層 125 m井距三元復合驅的第 1個工業化區塊,馬上面臨三元復合驅開采。前置聚合物段塞是三元復合驅的主要組成部分,按照三元復合驅設計的要求,根據對前置聚合物段塞大小,配方等問題的室內研究結果,結合該區塊油層發育特征及空白水驅階段動態特征,借鑒已開展高濃度試驗區經驗,對前置段塞進行優化,編制南一區一類油層強堿體系三元復合驅試驗前置聚合物段塞注入方案[1-5]。

1 三元復合驅模型

1.1 地質模型

三元復合驅試驗區為薩中開發區南一區西西3號注入站,目的層為葡Ⅰ1-4油層組,屬河流 -三角洲沉積體系,平均砂巖厚度為 18.0 m,有效厚度為 12.8 m,平均有效滲透率為 0.561μm2。采用五點法面積井網布井,注采井距為 125 m,共有油水井 103口,石油地質儲量為 366.76×104t。自1960年投入開發,目前采出程度為 41.05%,綜合含水率達 96.8%,進入特高含水期開采階段。利用 Petrel軟件建立該區塊精細地質模型,X、Y方向網格步長均為 25 m,網格節點共有 25 125個,水驅階段歷史擬合全區符合率達到 95%以上,單井符合率在 80%以上。

1.2 化學驅模型

三元復合驅數值模擬使用三維多組分化學驅模型 STARSTM,模型描述了化學驅過程中所有主要的化學反應和物理化學現象。段塞注入方式為：前置調剖段塞 +三元主段塞 +后置保護段塞。經過室內實驗研究,得到的三元復合驅體系為 0.3%(S)+1.2%(NaOH)+2 300 mg/L(P),可比水驅提高采收率 20個百分點。數值模擬主要參數 (如界面活性圖、化學劑的吸附滯留量、體系的工作黏度、殘余阻力系數以及相對滲透率曲線等)均由室內實驗測得。

2 注入參數優化

2.1 前置聚合物段塞注入參數設計

2.1.1 前置聚合物段塞分子質量設計

由表 1可以看出,該區塊有效滲透率大于0.500μm2的厚度比例達到 67.2%,與已注高濃度的南一區西東塊較接近。南一區西東塊注入前置聚合物段塞分子質量為 3 500×104。因此,可以選擇在注三元主段塞前,采取分子質量為 3 800×104的高分子段塞實施整體調剖。

表 1 南一區西西塊與高濃度試驗區不同滲透率厚度比例對比

2.1.2 前置聚合物段塞濃度設計

借鑒已開展高濃度試驗區經驗,注入濃度 2 000 mg/L時,南一區東塊 1號站注入壓力上升幅度為101.7%,考慮南一區西西塊油層發育條件及連通狀況明顯好于其他 2個試驗區塊,河道砂控制程度達到 81.1%,較南一區西東、南一區東塊 1號站分別高出 2.4和 5.2個百分點 (表 2)。因此,注入濃度可以按 2 000～2 500 mg/L設計。

表 2 不同區塊河道砂控制程度對比

2.1.3 注入速度設計

從中區西部和南一區東部高濃度試驗區的礦場實踐來看,Ⅰ類油層注高濃度后視吸水指數下降幅度較大,分別下降了 59.2%和 55.0%。由于南一區西西塊注采井距小,油層物性參數好,因此,注聚后視吸水指數下降幅度不會超過試驗區塊。目前南一區西西塊 3號注入站空白水驅視吸水指數為 9.54 m3/(d·MPa),油層破裂壓力為 14.4 MPa。由不同注入速度井口允許的最高注入壓力計算結果得出：125 m井距在視吸水指數下降 30%～40%幅度條件下,當注入速度在 0.15～0.25 PV/a之間時,注入壓力均不會超過破裂壓力 (表3)。該方案設計 125 m井距三元復合驅注入速度0.25 PV/a,并以此對試驗井進行配產配注,在實際生產過程中根據動態變化情況進行調整。

表 3 不同注入速度條件下的井口最高壓力

2.2 數值模擬研究結果

2.2.1 前置段塞大小對驅油效果的影響

當前置段塞大小為 0.01 PV時,采收率提高值為 17.27%,而當前置段塞大小增加 0.01 PV時,采收率增加到 17.36%,僅增加 0.09%;從 0.05 PV后,采收率增幅逐漸降低 (圖 1),確定聚合物前置段塞為 0.05 PV較適宜。

2.2.2 前置聚合物段塞分子質量對驅油效果的影響當前置聚合物分子質量為 3 800×104時,提高采收率值可達 17.72%,相比分子質量為 2 500×104、1 900 ×104采收率分別提高 1.23、2.48個百分點,提高幅度值較大。該油層地質特征分析及室內實驗結果可知,注入分子質量為 3 800×104的前置聚合物段塞對油層不會發生堵塞。因此,確定前置段塞的聚合物分子質量為 3 800×104。

圖1 前置段塞大小對驅油效果的影響

2.2.3 前置段塞聚合物濃度對驅油效果的影響

隨著聚合物濃度的增大,驅油效果逐漸變好,當濃度大于 2 300 mg/L以后增幅減緩 (圖 2)。同時考慮到經濟性和油層注入能力的限制,當注入前置段塞聚合物濃度為 3 000 mg/L時,西部油水過渡帶的注水井井口壓力超過油層的破裂壓力,確定前置段塞的聚合物濃度為 2 300 mg/L。

圖2 前置段塞聚合物濃度對驅油效果的影響

3 三元復合驅開發效果預測

根據室內研究成果及三元復合驅現場試驗規律,預測該區注 0.29 PV時含水下降到最低點61.7%,最大下降幅度為 35.30個百分點;當注入0.55 PV時含水達到 80%,低含水穩定期 0.43 PV。當注入 1.0 PV時,含水回升至 96.6%轉入后續水驅,后續水驅注入 0.21 PV,全過程注入 1.21 PV,含水回升至 98%,此時復合驅最終采收率62.83%,累計產油 230.44×104t,階段采出程度21.78%,提高采收率 19.58個百分點 (圖 3)。

圖3 南一區西西塊 3號注入站含水及采出程度預測曲線

4 結 論

(1)南一區西西塊葡Ⅰ組油層 125 m井距前置聚合物段塞注入速度采用 0.25 PV/a。

(2)增加注入前置聚合物段塞的 PV數和濃度,驅油效果明顯提高,但達到一定值以后增幅略有減緩,確定聚合物前置段塞大小為 0.05 PV,濃度為 2 300 mg/L。

(3)前置聚合物段塞的分子質量越大,采收率越高。滿足油層注入能力的條件下,盡量選擇分子質量較高的前置聚合物段塞,因此,確定聚合物前置段塞分子質量為 3 800×104。

(4)數值模擬研究結果表明,復合驅提高采收率 19.58個百分點,含水下降 35.30個百分點。

[1]張可,秦積舜,王艦,等 .弱堿 ASP體系驅油效果實驗研究[J].特種油氣藏,2010,17(1)：94-97.

[2]張可,支樹潔,陳興隆,等 .弱堿三元復合體系各組分作用關系研究[J].特種油氣藏,2009,16(1)：84-91.

[3]李士奎,朱焱,趙永勝 .大慶油田三元復合驅試驗效果評價研究[J].石油學報,2005,26(3)：56-59.

[4]李建路,何先華,高峰,等 .三元復合驅注入段塞組合物理模擬實驗研究 [J].石油勘探與開發,2004,31(4)：126-128.

[5]楊普華,楊承志 .化學驅提高原油采收率[M].北京：石油工業出版社,1998：22-26.

Opt im ization of pre-slug injection parameters of alkali/surfactant/polymer flood ing for the Pu I reservoir in the Nan 1 area of the Daqing oilfield

LiLi-li1,L IANG Yun-long2,L IU Yuan-liang3,SONG Kao-ping4,GAO Li5
(1.Daqing O ilfield Com pany Lim ited,PetroChina,Daqing,Heilongjiang163318,China;2.Daqing O il and Gas Transportation Company,PetroChina,Daqing,Heilongjiang163458,China;3.Jilin O ilfield Com pany,PetroChina,Songyuan,Jilin138000,China;4.MOE Key Laboratory of Enhanced O il Recovery,Northeast Petroleum University,Daqing,Heilongjiang163318,China;5.Jiangsu O ilfield Com pany,SINOPEC,Yangzhou,Jiangsu225009,China)

The reasonable rangesofmolecularweight,concentration and injection rate of the polymerpre-slug has been determined based on laboratory formula and pilot field tests combiningwith the geological development features of the Nan 1 area,Daqing oilfield.The parameters of polymer pre-slug are optimized through numerical simulation,includingmolecularweight,concentration,injection pore volume,etc.The results show that there exist reasonable values for polymer concentration and injection pore volume.The molecularweight of polymer has the biggest effect on recovery factor,and reservoir injectivity shall be taken into account to avoid clogging.The achievementof this research provides theoretical basis for reasonable developmentof this block and improving the potential of Class I reservoir so as to improve development result.

alkali/surfactant/polymer flooding;pre-slug;numerical simulation;EOR;Class I reservoir;Pu I reservoir in the Nan 1 area

TE319

A

1006-6535(2011)01-0070-03

20100311;改回日期：20100315

國家自然科學基金項目“油層多孔介質內納米滲流動力學模型”(10172028),黑龍江省杰出青年基金“油層多孔介質內納觀滲流界面作用力研究”、黑龍江省科技攻關計劃“聚合物驅改變驅油波及體積的機理研究”(CC05S305)

李麗麗 (1983-),女,助理工程師,碩士,2007年畢業于大慶石油學院石油工程專業,現從事油氣田開發工作。

編輯姜 嶺