錦16塊興隆臺油層氮氣泡沫驅試驗研究

劉貴滿，張世民，張 威 （中石油遼河油田分公司錦州采油廠，遼寧 凌海121209）

1 氮氣泡沫驅技術概述

1.1 氮氣泡沫驅采油機理

氮氣泡沫驅是通過向油藏注入一定比例的水、氮氣、磺酸鹽助排劑，產生大量的氮氣泡沫液，形成一個氮氣泡沫帶進入油藏與原油接觸，利用氮氣泡沫液“氣阻效應”發揮其選擇封堵、“視黏度增大”提高流度比及表活劑洗油、氮氣彈性能等綜合作用，實現提高采油速度與采收率的雙重目的。

1.2 氮氣泡沫驅生產特點

在氮氣泡沫驅生產過程中，從驅替開始到結束，注入井壓力一般經歷壓力快速上升、緩慢下降和上升、趨于穩定、逐漸下降4個階段。生產井一般經歷產液量大幅上升 （含水穩定或上升）、產液量穩定或微降 （含水下降）、產液量下降 （含水上升）3個階段。

2 錦16興隆臺油層組氮氣泡沫驅優勢

2.1 具有豐富的理論與實踐經驗

氮氣泡沫驅采油技術已在錦州油田錦90塊成功試驗、推廣，現場試驗積累了豐富的理論與實踐經驗，形成4點利于其推廣應用優勢：①泡沫驅增儲增產機理清楚，作用突出，適應性強；②注采工藝技術完善配套，已逐步國產化，大大降低投資和維護費；③發泡劑性能與穩定性，經不斷優化復配有了質的改善和提高；④形成了較為可靠的動態監測與動態跟蹤調控技術。

2.2 室內研究為現場試驗提供了可靠的技術保障

室內試驗研究表明，氮氣泡沫驅技術在稀油上應用效果要好于普通稠油 （見表1）。

表1 不同油品試驗模型物性參數及驅替結果

2.3 能最大限度發揮泡沫封堵作用

錦16塊興隆臺油層目前已進入特高含水開發期，采出程度高，含油飽和度低。在無油或者剩余油飽和度低于10%以下時，起泡劑能夠很好的發泡封堵高滲透層，而含油飽和度高于10%以上，發泡劑就明顯地受到原油消泡作用的限制，因此可以看出，氮氣泡沫驅主要封堵含油較低的高滲透層。

3 轉驅前試驗區面臨主要開發矛盾

3.1 注采井網欠完善、注入水利用率低

試驗區屬于已開發30多年的稀油油藏，已進入高含水開發階段后期，持續的實施堵水措施，使單井產液層厚度降低，試驗區共有2口注水井、10口生產井，對應目的層射開率為28.4%。

2.2 井間與層間吸水不均衡，反映出層間和平面矛盾突出

試驗區內層間和平面矛盾突出，其中注入井錦2－8－08側井不吸水層厚度達到總厚度的53%。

2.3 繼續水驅開發很難達到設計指標

試驗前試驗區累產油48.1921×104t，采出程度為36.9%，綜合含水93%，采油速度0.42%，石油地質儲量130.5×104t，達到水驅標定采收率51%開采時間需33年。目前試驗區剩余油高度零散，繼續水驅開發潛力較小，調整難度大，應通過氮氣泡沫驅油技術進一步提高采收率。

4 錦16塊Ⅰ類稀油氮氣泡沫驅試驗情況分析4.1 試驗區基本情況

1）地質概況 試驗區位于構造較為完整的錦16塊中西部，目的層為興隆臺油層Ⅱ油組，含油面積為0.32km2，地質儲量130.5×104t。興Ⅱ油組縱向劃分4個砂巖組8個小層，試驗區目的層興Ⅱ油組1～4小層，平均有效厚度23.8m，層數連通系數83.4%，厚度連通系數82.9%。油藏埋深1350～1450m，沉積微相以河口砂壩微相為主，主要巖性為含泥不等粒砂巖、細－中砂巖為主。有效孔隙度28%，有效滲透率750×10－3μm2。地面原油密度 （20℃）0.933g／cm3，黏度 （50℃）72.8mPa·s，地下原油黏度14.3mPa·s，體積系數1.098。原始地層壓力13.9MPa，飽和壓力12.71MPa，地飽壓差1.27MPa，壓力系數1.0，地層溫度50℃。

2）試驗區開發歷程 試驗區自投產到目前經歷3個開發階段4次重大綜合調整。試驗前試驗區共有油井10口，開井8口，井口日產液361t，日產油26t，含水93%，平均動液面316m，采油速度0.42%，采出程度為36.9%。2011年6月，試驗區2個井組全部轉入氮氣泡沫驅開發，目前試驗達到初步工作目標。

4.2 油藏工程設計

1）井網規劃 根據現場實際生產井布局，采用不規則調驅井網，設計注入井2口，對應采油井10口，觀察井1口。

2）注入參數選擇 根據石油勘探開發研究院熱采所的研究成果，借鑒歡17塊大凌河油藏氮氣泡沫驅優化設計研究成果，結合錦16塊油藏實際情況，注入參數選擇如下：階段注入總體積為0.3PV，連續注入泡沫液1年后轉為段塞式注入，4年后轉為后續水驅。初期段藥劑有效濃度0.5%，段塞階段藥劑有效濃度0.4%；氣液比取1∶1；注采比1.05∶1；2個井組日配注總量472m3，具體情況視現場實際進行調整。

3）開發指標預測 試驗區通過實施氮氣泡沫驅的開發方式，可比水驅開發方式提高原油采收率5.48%，增加可采儲量7.16×104t，5年可創凈現值1916.1萬元 （油價4949.64元／t），經濟效益較為顯著 （見表2）。

表2 開發效果預測

4.3 試驗實施情況

試驗區2個井組2011年6月中旬轉注，至8月部分油井驅替作用凸顯，井組產液持續上升至700t／d，日產油穩定在20t／d，2011年10月至2012年2月期間先后有5口井實現驅替向封堵作用轉化，日產油開始持續上升至45t／d，日產液進一步升至900t／d，綜合含水由96%下降94%。2012年4月轉段塞式注入，除2012年8～9月受臺風、鉆井和注入井作業影響一直無法正常注入，產油量出現較大波動外，日產液穩定在750t／d，日產油穩在40t／d，試驗達到初步工作目標。

4.4 初步效果分析

1）驅替和封堵作用明顯 泡沫液優先進入主滲層發揮泡沫液驅替作用的共有5口井，主要表現液量升，含水升 （或穩），日產油穩，地層壓力升，平均單井采液提升40t。泡沫液進入主滲層并發揮封堵作用的共有5口井，主要表現為液降、含水降、油升，含水平均下降14%，最高下降23%。

2）注入井油、套壓升高，區塊地層壓力明顯恢復 丙7－238井油壓由1MPa上升至10MPa，套壓由0.8MPa上升至17MPa；8－08側井油壓由8MPa上升至10MPa，套壓由8MPa上升至10MPa。生產井平均單井動液面上升了80m。一方面說明地層壓力提高，供液能力充足；另一方面說明目前油井的排液能力還有提升空間，工作制度還需調整，努力實現注采平衡。

3）試驗時間尚短，整體效益不如瞬時效益理想 氮氣泡沫驅試驗有效運行15個月，增量投入運行費用2756.1萬元，其中注入費用2630.5萬元，地面建設費用141.2萬元，監測費用86.7萬元。期間累產油1.61×104t，增油7308t，創效897.9萬元。

4.5 試驗取得的初步認識

1）初步試驗證實泡沫驅在稀油上有很好的適應性 現場試驗動態表明，試驗日產油和增量效益均有提升空間。首先，有5井尚未進入封堵狀態，日產油有進一步提升的可能。其次，轉入段塞后，增量操作成本大幅下降，同時改進泡沫質量和注入工藝，仍有較大降成本空間。

2）吸入剖面和采出剖面均有不同程度改善 通過錦2－8－08側井泡沫液驅前后注入剖面對比，剖面改善明顯，上部原吸水好層得到有效抑制，下部原不吸水層能夠較好吸水，封堵調驅作用得到較好發揮。

3）從采出氣組份分析資料表明大量氮氣滯留地下發揮驅替和封堵作用 試驗區內取樣24井次，平均氮氣含量14.93%，試驗區外取樣3井次，平均氮氣含量14.29%。比較可見，注入氮氣并沒有被采出。

［1］劉應學，趙力強，錢勇 .氮氣泡沫調驅技術在注水井的應用 ［J］.江漢石油職工大學學報，2007，20（2）：56－60.