CO2三元復(fù)合吞吐影響因素分析
——以曙光油田杜229斷塊為例

盧 艷，喻高明，宋剛祥，袁小平

(長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

CO2三元復(fù)合吞吐影響因素分析
——以曙光油田杜229斷塊為例

盧 艷，喻高明，宋剛祥，袁小平

(長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

針對(duì)不同活性劑注入濃度、CO2和蒸汽注入量、油藏黏度等影響CO2三元復(fù)合吞吐效果的因素進(jìn)行數(shù)值模擬研究。研究結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，累積采出程度隨表面活性劑濃度增大而增大，但表面活性劑濃度增大到一定值后對(duì)吞吐效果的影響不大；CO2注入量越大，周期采出程度和周期油汽比增加幅度越大，當(dāng)CO2注入量超過(guò)一定值后，周期采出程度和周期油汽比的增幅不大；隨著蒸汽注入量的減少，周期采出程度變化不大，而周期油汽比有較大幅度增加；CO2三元復(fù)合吞吐技術(shù)更適合于超稠油油藏的開發(fā)。

超稠油；三元復(fù)合吞吐；蒸汽吞吐

稠油蒸汽吞吐井隨吞吐輪次增加，開采效果變差，而CO2三元復(fù)合吞吐技術(shù)具有調(diào)剖、溶解、降粘、提高油層能量等綜合作用[1]，能夠有效改善稠油在地層中的流動(dòng)性，從而提高油層的動(dòng)用程度，提高稠油油藏采收率，最終實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo)。在利用該技術(shù)時(shí)，蒸汽的注入使油層溫度升高，黏度下降；CO2和表面活性劑助劑對(duì)蒸汽吞吐起輔助作用，從而改善吞吐效果[2-3]。筆者針對(duì)活性劑注入濃度、CO2和蒸汽注入量、油藏黏度等影響CO2三元復(fù)合吞吐效果的因素進(jìn)行研究，分析了吞吐效果對(duì)各個(gè)因素的敏感性，以便為稠油開采中應(yīng)用該技術(shù)提供參考。

1 建立模型

曙光油田曙一區(qū)興隆臺(tái)油層是一較大寬緩鼻狀構(gòu)造，其中杜229斷塊是四周被斷層圍限且向東傾伏的斷鼻構(gòu)造。油藏埋深840～940m，油層有效厚度38.2m，孔隙度30.4%，滲透率1.32×10-3μm2，20℃時(shí)原油密度1.0023g/cm3，50℃時(shí)原油黏度7.76×104mPa·s，屬于超稠油油藏。

選擇位于曙光油田南部超稠油區(qū)杜229塊的一個(gè)井組(共9口井)作為研究對(duì)象，采用CMG軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。平面上，X方向布9個(gè)網(wǎng)格，Y方向布9個(gè)網(wǎng)格，網(wǎng)格間距24m。為了確切反映垂向上的非均質(zhì)性，充分暴露層間矛盾，真實(shí)地反映不滲透或低滲透夾層在油藏開發(fā)中的作用，根據(jù)地層沉積旋回及夾層的分布特點(diǎn)，在縱向上將該油組劃分為9層，模型網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為9×9×5=405。

2 影響因素分析

模擬計(jì)算了不同活性劑注入濃度、不同CO2注入量、不同周期蒸汽注入量和不同油藏黏度對(duì)CO2三元復(fù)合吞吐的影響。模擬時(shí)選取注采參數(shù)如下：井底蒸汽干度0.7，注汽強(qiáng)度16.7t/(m·d)，燜井3d，產(chǎn)液速度3.13m3/(m·d)，周期注汽量130t/m。分別注入不同量的CO2、表面活性劑和蒸汽，吞吐5個(gè)周期，利用數(shù)值模擬研究吞吐效果對(duì)于各個(gè)因素的敏感性。

1)活性劑濃度 在設(shè)定油藏溫度、壓力條件下，模擬原油黏度50000mPa·s，吞吐5個(gè)周期，各方案模型每周期蒸汽和CO2注入量相同，活性劑濃度分別選用1‰、3‰和5‰。生產(chǎn)指標(biāo)模擬結(jié)果如圖1所示。

圖1 表面活性劑濃度與累積采出程度關(guān)系曲線

由圖1可知，在蒸汽、CO2注入量一定的情況下，隨著表面活性劑濃度的增加，累積采出程度逐漸上升，驅(qū)替效果變好，這是因?yàn)楸砻婊钚詣┑淖⑷肽軌蚪档驮团c地層巖石之間的界面張力，提高洗油效果和降低原油黏度，而CO2注入時(shí)形成的泡沫相具有調(diào)剖作用，可以提高吞吐過(guò)程中熱量的波及系數(shù)，從而提高采油量[4-5]。此外，當(dāng)表面活性劑濃度達(dá)到5‰后累積采出程度不再變化，其原因是表面活性劑與地層原油的接觸體積有限所致。

2)CO2注入量 為了探究CO2三元復(fù)合吞吐中合理的CO2注入量，設(shè)計(jì)CO2注入量分別為蒸汽注入量的5%、10%和15%的方案進(jìn)行數(shù)值模擬，生產(chǎn)指標(biāo)模擬結(jié)果分別如圖2和圖3所示。從圖2和圖3可以看出，從第1周期至第2周期，周期采出程度和油汽比快速增加，第2周期后周期采出程度和油汽比變化不大，且周期采出程度和油汽比隨著CO2注入量的增大而增大，其原因是吞吐時(shí)注入油層中的CO2與原油充分接觸以改善其性質(zhì)，從而增加周期采出程度和油汽比。此外，當(dāng)CO2注入量超過(guò)一定值后，周期采出程度和油汽比的增幅不大，這是由于CO2在原油中溶解能力有一定限度，因而對(duì)吞吐效果的影響有限[6]。

圖2 不同CO2注入量下周期數(shù)與周期采出程度的關(guān)系 圖3 不同CO2注入量下周期數(shù)與油汽比的關(guān)系

3)蒸汽注入量 分別設(shè)計(jì)在原始蒸汽注入量基礎(chǔ)上下降10%和20%的蒸汽注入量的方案，與原始蒸汽注入量方案進(jìn)行對(duì)比，生產(chǎn)指標(biāo)模擬結(jié)果如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可知，在同一蒸汽注入量下，從第1周期至第2周期，周期采出程度和油汽比快速增加，第2周期后周期采出程度和油汽比變化不大；在同一周期下，隨著蒸汽注入量的減少，周期采出程度變化不大，而油汽比逐漸增加，并且增加幅度相對(duì)較大。

圖4 不同蒸汽注入量下周期數(shù)與生產(chǎn)指標(biāo)關(guān)系曲線

4)油藏黏度 為了解CO2三元復(fù)合吞吐對(duì)各類稠油油藏的開發(fā)效果，利用數(shù)值模擬對(duì)2類不同稠油油藏(黏度分別為5500mPa·s和50000mPa·s)展開研究。生產(chǎn)指標(biāo)數(shù)值模擬結(jié)果如圖5所示。從圖5可看出，稠油油藏黏度越高，其周期采出程度和周期油汽比的增加幅度越大，因而CO2三元復(fù)合吞吐技術(shù)更適合于超稠油油藏。

圖5 不同原油黏度下周期數(shù)與生產(chǎn)指標(biāo)關(guān)系曲線

3 結(jié) 論

1)在一定范圍內(nèi)，累積采出程度隨表面活性劑濃度增大而增大，但表面活性劑濃度增大到一定值后對(duì)吞吐效果的影響不大。

2)CO2注入量越大，周期采出程度和周期油汽比增加幅度越大，當(dāng)CO2注入量超過(guò)一定值后，周期采出程度和周期油汽比的增幅不大。

3)隨著蒸汽注入量的減少，周期采出程度變化不大，而周期油汽比有較大幅度增加。

4)CO2三元復(fù)合吞吐技術(shù)更適合于超稠油油藏的開發(fā)。

[1]陳良，張慶，蔣宇，等.稠油不加熱技術(shù)技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用探討[J].天然氣與石油，2010，28(1)：6-9.

[2]王麗，卜祥福，伍銳東.CO2混相驅(qū)提高原有采收率的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].石油化工應(yīng)用，2010，29(2-3)：4-7.

[3]歐陽(yáng)傳湘，閆利恒，姚夢(mèng)多，等.超稠油三元復(fù)合吞吐物理模擬實(shí)驗(yàn)研究[J].新疆石油天然氣，2007，3(4)：40-43.

[4]王麗潔，李成芹，孟強(qiáng).曙一區(qū)中深層稠油油藏改善高周期吞吐效果技術(shù)對(duì)策[J].石油地質(zhì)與工程，2008，22(6)：30-32.

[5]孟科全，唐曉東，鄒雯炆，等.稠油降粘技術(shù)研究進(jìn)展[J].天然氣與石油，2009，27(3)：30-34.

[6]沈德煌，張義堂，張霞，等.稠油油藏蒸汽吞吐后轉(zhuǎn)注CO2吞吐開采研究[J].石油學(xué)報(bào)，2005，26(1)：83-86.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.026

TE357.4

A

1673-1409(2012)12-N081-03