縫洞型油藏注氮?dú)馔掏掠绊懸蛩匮芯?/h1>
2014-12-03 05:04:14趙冰冰張承洲游津津胡振華張公社長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院湖北武漢430100
長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) 2014年31期
趙冰冰，張承洲，游津津，胡振華，張公社 （長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢430100）
馬清杰 ，楊利萍 （中石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊830011）
縫洞型碳酸鹽巖油藏以大型溶洞、溶蝕孔洞及裂縫為主要儲(chǔ)集空間，分布受沉積、構(gòu)造、古地貌以及多期巖溶作用控制，非均質(zhì)性極強(qiáng)，其主要特點(diǎn)包括儲(chǔ)集體空間分布不連續(xù)、有效儲(chǔ)集空間尺度差異大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與縫洞接觸關(guān)系復(fù)雜、不同的儲(chǔ)集單元存在不同的油水分布關(guān)系［1］。由于地層水礦化度高及油藏溫度高，使得已成功用于砂巖油藏的聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)、微生物法、熱力采油等提高采收率技術(shù)，均不能直接用于縫洞型碳酸鹽巖油藏。注氮?dú)獠粌H可以有效提高采收率，在某些情況下，可以彌補(bǔ)注水開(kāi)發(fā)的不足［2－3］。為此，筆者對(duì)縫洞型油藏注氮?dú)馔掏掠绊懸蛩剡M(jìn)行了研究，以便為該類(lèi)型油藏的開(kāi)發(fā)提供參考。
1 試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備
1）試驗(yàn)材料。①原油。從縫洞型油藏油井井口取回脫氣油樣品，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)油樣的黏度（油樣取自S67井），按地層條件下的原油黏度，用脫氣原油和伴生氣復(fù)配地層油，密度為0.8965mg／L，黏度13.0mPa·s（80℃）。試驗(yàn)時(shí)，在恒定溫度下，將復(fù)配油注入到長(zhǎng)巖心中建立束縛水飽和度。②地層水。根據(jù)油田地層水含量，配置試驗(yàn)用地層水。飽和水和注入水礦化度200000mg／L。③試驗(yàn)巖心。根據(jù)油藏巖心巖石的滲透率和孔隙度，采用均勻的石英砂，按照一定的配比（120目∶60目＝2∶1）進(jìn)行填砂。④長(zhǎng)巖心填砂管。工作壓力80MPa，內(nèi)徑25.4mm，長(zhǎng)度300mm，容積為152ml；填砂后，孔隙體積（PV）在57～61ml。此外，針對(duì)油田的地質(zhì)狀況，采用石英砂巖與灰?guī)r適量組合的方式，孔隙度為40%。
2）試驗(yàn)設(shè)備。主要有HSB－1雙缸恒壓恒速泵、高溫高壓填砂管、中間容器（耐80MPa高壓）、精密壓力傳感器、數(shù)值壓力表（0～100MPa）、回壓閥、轉(zhuǎn)向閥、增壓泵、圍壓泵、儲(chǔ)氣罐、氣液流量裝置等。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)中設(shè)定以下條件：①地層溫度80℃，目前地層壓力62MPa，最小混相壓力18MPa，初始試驗(yàn)壓力40MPa，結(jié)束壓力20MPa；②原油溶解氣油比70.58m3／t。具體試驗(yàn)方法如下。
1）將長(zhǎng)巖心填砂管中填充一定量均勻的石英砂后壓實(shí)，抽空飽和地層水后計(jì)量多孔介質(zhì)的孔隙體積，測(cè)定原始滲透率。
2）長(zhǎng)巖心填砂模型束縛水飽和度的建立。將配制好的模擬油以0.2ml／min的速度從填砂模型的一端注入，進(jìn)行油驅(qū)水，從另一端記錄被驅(qū)出的水量，直到不再出水時(shí)提高注油速度，并再次進(jìn)行油驅(qū)水，記錄被驅(qū)出的水量，直至巖心出口端再不出水，最終計(jì)算被驅(qū)出的總水量即為巖心中的含油量。
3）將長(zhǎng)巖心填砂管直立并模擬原始地層壓力下進(jìn)行衰竭開(kāi)采，利用回壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)長(zhǎng)巖心填砂管出口端壓力，建立一定生產(chǎn)壓差后，在長(zhǎng)巖心填砂管出口端計(jì)量采出的油量，當(dāng)壓力下降到設(shè)定壓力20MPa時(shí)，停止生產(chǎn)，計(jì)算階段采收率。衰竭開(kāi)采后進(jìn)行注水吞吐開(kāi)采，注水吞吐開(kāi)采后將氮?dú)庖砸欢ㄗ⑷雺毫ψ⑷胩钌肮埽⑷胍欢亢箨P(guān)閉井口開(kāi)關(guān)，燜井一段時(shí)間后開(kāi)井生產(chǎn)，記錄采出的油、氣、水量。在研究燜井時(shí)間對(duì)注氣效果影響的試驗(yàn)中，必須保證每組試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)巖心填砂管中多孔介質(zhì)孔隙度、飽和油量、束縛水飽和度等工藝參數(shù)一致，同時(shí)保持注氣壓力、注氣量一致。
2 結(jié)果及分析
2.1 注氣量對(duì)注氮?dú)馔掏碌挠绊?/h3>
采用長(zhǎng)巖心填砂管驅(qū)替裝置進(jìn)行試驗(yàn)。注氣替油2輪時(shí)，根據(jù)設(shè)定的注入壓力，將氣體以恒速注入填砂管，注入量分別為0.1、0.2、0.3和0.4PV，燜井時(shí)間均為10h，然后開(kāi)井生產(chǎn)，當(dāng)壓力下降到設(shè)定壓力20MPa時(shí)，停止生產(chǎn)并測(cè)出氣驅(qū)采收率。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，注氣采收率隨注氣量增大而升高，當(dāng)注氣量達(dá)到一定量后，提高注氣量對(duì)提高采收率效果影響變小。這是因?yàn)樽⑷霘饬吭酱螅貙觾?nèi)壓力越高，氣體溶解量更多，生產(chǎn)時(shí)壓力降大，所以采出程度高；當(dāng)注氣量達(dá)到一定量后，氣體溶解量達(dá)到最大，再提高注氣量對(duì)提高采收率效果的影響甚微；同時(shí)，地層壓力會(huì)隨著注氣量的增加而增高，過(guò)高的地層壓力會(huì)超過(guò)底層的破裂壓力，從而影響注氣效果［4］。由此可知，適當(dāng)?shù)淖饬繉?duì)提高采收率會(huì)有很好的效果，在保證經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還能提高生產(chǎn)安全程度。
表1 注氮?dú)馔掏履M試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
2.2 燜井時(shí)間對(duì)注氮?dú)馔掏碌挠绊?/h3>
采用長(zhǎng)巖心填砂管驅(qū)替裝置進(jìn)行試驗(yàn)。注氣替油2輪時(shí)，根據(jù)設(shè)定的注入壓力，將氣體以恒速注入填砂管，注入量分別為0.2PV，燜井時(shí)間均為依次為2、3、4、5、10h，然后開(kāi)井生產(chǎn)，當(dāng)壓力下降到設(shè)定壓力20MPa時(shí)，停止生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，在相同注入相同倍數(shù)孔隙體積的條件下，隨燜井時(shí)間的增加，當(dāng)燜井時(shí)間為2h時(shí)采收率為1.87%，燜井時(shí)間4h后表明注氣采收率隨注氣量增大而升高，但燜井時(shí)間4h后采收率增長(zhǎng)緩慢。這是因?yàn)闋F井時(shí)間達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，注入氣體和原油已能夠充分反應(yīng)，若繼續(xù)增加燜井時(shí)間，氣體無(wú)法很好地?cái)U(kuò)散到單元體的原油中來(lái)增加原油彈性膨脹能，也不能完全形成油氣的重力分異，進(jìn)而不能采出油藏頂部的剩余油［5］。
表2 注氮?dú)馔掏履M試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
3 結(jié)論與建議
1）注氣量對(duì)注氮?dú)馔掏麻_(kāi)發(fā)效果的影響顯著。周期注入量越多，油藏和地層流體的壓力補(bǔ)充就越大，原油中氮?dú)獾娜苋肓吭黾雍螽a(chǎn)生的抽提作用就越大，從而獲得較高的采收率。
2）燜井時(shí)間也是直接影響注氮?dú)馔掏律a(chǎn)過(guò)程的重要因素，適當(dāng)提高燜井時(shí)間有利于提高采收率。
3）在制定開(kāi)發(fā)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)縫洞型油藏的實(shí)際情況設(shè)計(jì)合理的注氣量和燜井時(shí)間，在此基礎(chǔ)上確定注氣壓力、注氣輪次等工藝參數(shù)，確保注氮?dú)馔掏率┕と〉贸尚А?/p>
［1］ 康志江，李江龍，張冬麗，等 .塔河縫洞型碳酸鹽巖油藏滲流特征 ［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2005，26（5）：634－640.
［2］ 劉中春 .塔河油田縫洞型碳酸鹽巖油藏提高采收率技術(shù)途徑 ［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（6）：66－68.
［3］ 劉成 .氮?dú)饧夹g(shù)在油氣生產(chǎn)中的應(yīng)用 ［J］.斷塊油氣田，2001，8（4）：61－64.
［4］ 徐克彬，徐念平 .雁翎油田注氮?dú)馓岣卟墒章使に嚰夹g(shù) ［J］.石油鉆采工藝，1998，20（3）：69－75.
［5］ 李金宜，姜漢橋，李俊鍵 .縫洞型碳酸鹽巖油藏注氮?dú)饪尚行匝芯?［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008（23）：84－87.
趙冰冰，張承洲，游津津，胡振華，張公社 （長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢430100）
馬清杰 ，楊利萍 （中石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊830011）
縫洞型碳酸鹽巖油藏以大型溶洞、溶蝕孔洞及裂縫為主要儲(chǔ)集空間，分布受沉積、構(gòu)造、古地貌以及多期巖溶作用控制，非均質(zhì)性極強(qiáng)，其主要特點(diǎn)包括儲(chǔ)集體空間分布不連續(xù)、有效儲(chǔ)集空間尺度差異大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與縫洞接觸關(guān)系復(fù)雜、不同的儲(chǔ)集單元存在不同的油水分布關(guān)系［1］。由于地層水礦化度高及油藏溫度高，使得已成功用于砂巖油藏的聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)、微生物法、熱力采油等提高采收率技術(shù)，均不能直接用于縫洞型碳酸鹽巖油藏。注氮?dú)獠粌H可以有效提高采收率，在某些情況下，可以彌補(bǔ)注水開(kāi)發(fā)的不足［2－3］。為此，筆者對(duì)縫洞型油藏注氮?dú)馔掏掠绊懸蛩剡M(jìn)行了研究，以便為該類(lèi)型油藏的開(kāi)發(fā)提供參考。
1 試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備
1）試驗(yàn)材料。①原油。從縫洞型油藏油井井口取回脫氣油樣品，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)油樣的黏度（油樣取自S67井），按地層條件下的原油黏度，用脫氣原油和伴生氣復(fù)配地層油，密度為0.8965mg／L，黏度13.0mPa·s（80℃）。試驗(yàn)時(shí)，在恒定溫度下，將復(fù)配油注入到長(zhǎng)巖心中建立束縛水飽和度。②地層水。根據(jù)油田地層水含量，配置試驗(yàn)用地層水。飽和水和注入水礦化度200000mg／L。③試驗(yàn)巖心。根據(jù)油藏巖心巖石的滲透率和孔隙度，采用均勻的石英砂，按照一定的配比（120目∶60目＝2∶1）進(jìn)行填砂。④長(zhǎng)巖心填砂管。工作壓力80MPa，內(nèi)徑25.4mm，長(zhǎng)度300mm，容積為152ml；填砂后，孔隙體積（PV）在57～61ml。此外，針對(duì)油田的地質(zhì)狀況，采用石英砂巖與灰?guī)r適量組合的方式，孔隙度為40%。
2）試驗(yàn)設(shè)備。主要有HSB－1雙缸恒壓恒速泵、高溫高壓填砂管、中間容器（耐80MPa高壓）、精密壓力傳感器、數(shù)值壓力表（0～100MPa）、回壓閥、轉(zhuǎn)向閥、增壓泵、圍壓泵、儲(chǔ)氣罐、氣液流量裝置等。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)中設(shè)定以下條件：①地層溫度80℃，目前地層壓力62MPa，最小混相壓力18MPa，初始試驗(yàn)壓力40MPa，結(jié)束壓力20MPa；②原油溶解氣油比70.58m3／t。具體試驗(yàn)方法如下。
1）將長(zhǎng)巖心填砂管中填充一定量均勻的石英砂后壓實(shí)，抽空飽和地層水后計(jì)量多孔介質(zhì)的孔隙體積，測(cè)定原始滲透率。
2）長(zhǎng)巖心填砂模型束縛水飽和度的建立。將配制好的模擬油以0.2ml／min的速度從填砂模型的一端注入，進(jìn)行油驅(qū)水，從另一端記錄被驅(qū)出的水量，直到不再出水時(shí)提高注油速度，并再次進(jìn)行油驅(qū)水，記錄被驅(qū)出的水量，直至巖心出口端再不出水，最終計(jì)算被驅(qū)出的總水量即為巖心中的含油量。
3）將長(zhǎng)巖心填砂管直立并模擬原始地層壓力下進(jìn)行衰竭開(kāi)采，利用回壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)長(zhǎng)巖心填砂管出口端壓力，建立一定生產(chǎn)壓差后，在長(zhǎng)巖心填砂管出口端計(jì)量采出的油量，當(dāng)壓力下降到設(shè)定壓力20MPa時(shí)，停止生產(chǎn)，計(jì)算階段采收率。衰竭開(kāi)采后進(jìn)行注水吞吐開(kāi)采，注水吞吐開(kāi)采后將氮?dú)庖砸欢ㄗ⑷雺毫ψ⑷胩钌肮埽⑷胍欢亢箨P(guān)閉井口開(kāi)關(guān)，燜井一段時(shí)間后開(kāi)井生產(chǎn)，記錄采出的油、氣、水量。在研究燜井時(shí)間對(duì)注氣效果影響的試驗(yàn)中，必須保證每組試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)巖心填砂管中多孔介質(zhì)孔隙度、飽和油量、束縛水飽和度等工藝參數(shù)一致，同時(shí)保持注氣壓力、注氣量一致。
2 結(jié)果及分析
2.1 注氣量對(duì)注氮?dú)馔掏碌挠绊?/h3>
采用長(zhǎng)巖心填砂管驅(qū)替裝置進(jìn)行試驗(yàn)。注氣替油2輪時(shí)，根據(jù)設(shè)定的注入壓力，將氣體以恒速注入填砂管，注入量分別為0.1、0.2、0.3和0.4PV，燜井時(shí)間均為10h，然后開(kāi)井生產(chǎn)，當(dāng)壓力下降到設(shè)定壓力20MPa時(shí)，停止生產(chǎn)并測(cè)出氣驅(qū)采收率。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，注氣采收率隨注氣量增大而升高，當(dāng)注氣量達(dá)到一定量后，提高注氣量對(duì)提高采收率效果影響變小。這是因?yàn)樽⑷霘饬吭酱螅貙觾?nèi)壓力越高，氣體溶解量更多，生產(chǎn)時(shí)壓力降大，所以采出程度高；當(dāng)注氣量達(dá)到一定量后，氣體溶解量達(dá)到最大，再提高注氣量對(duì)提高采收率效果的影響甚微；同時(shí)，地層壓力會(huì)隨著注氣量的增加而增高，過(guò)高的地層壓力會(huì)超過(guò)底層的破裂壓力，從而影響注氣效果［4］。由此可知，適當(dāng)?shù)淖饬繉?duì)提高采收率會(huì)有很好的效果，在保證經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還能提高生產(chǎn)安全程度。
表1 注氮?dú)馔掏履M試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
2.2 燜井時(shí)間對(duì)注氮?dú)馔掏碌挠绊?/h3>
采用長(zhǎng)巖心填砂管驅(qū)替裝置進(jìn)行試驗(yàn)。注氣替油2輪時(shí)，根據(jù)設(shè)定的注入壓力，將氣體以恒速注入填砂管，注入量分別為0.2PV，燜井時(shí)間均為依次為2、3、4、5、10h，然后開(kāi)井生產(chǎn)，當(dāng)壓力下降到設(shè)定壓力20MPa時(shí)，停止生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，在相同注入相同倍數(shù)孔隙體積的條件下，隨燜井時(shí)間的增加，當(dāng)燜井時(shí)間為2h時(shí)采收率為1.87%，燜井時(shí)間4h后表明注氣采收率隨注氣量增大而升高，但燜井時(shí)間4h后采收率增長(zhǎng)緩慢。這是因?yàn)闋F井時(shí)間達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，注入氣體和原油已能夠充分反應(yīng)，若繼續(xù)增加燜井時(shí)間，氣體無(wú)法很好地?cái)U(kuò)散到單元體的原油中來(lái)增加原油彈性膨脹能，也不能完全形成油氣的重力分異，進(jìn)而不能采出油藏頂部的剩余油［5］。
表2 注氮?dú)馔掏履M試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
3 結(jié)論與建議
1）注氣量對(duì)注氮?dú)馔掏麻_(kāi)發(fā)效果的影響顯著。周期注入量越多，油藏和地層流體的壓力補(bǔ)充就越大，原油中氮?dú)獾娜苋肓吭黾雍螽a(chǎn)生的抽提作用就越大，從而獲得較高的采收率。
2）燜井時(shí)間也是直接影響注氮?dú)馔掏律a(chǎn)過(guò)程的重要因素，適當(dāng)提高燜井時(shí)間有利于提高采收率。
3）在制定開(kāi)發(fā)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)縫洞型油藏的實(shí)際情況設(shè)計(jì)合理的注氣量和燜井時(shí)間，在此基礎(chǔ)上確定注氣壓力、注氣輪次等工藝參數(shù)，確保注氮?dú)馔掏率┕と〉贸尚А?/p>
［1］ 康志江，李江龍，張冬麗，等 .塔河縫洞型碳酸鹽巖油藏滲流特征 ［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2005，26（5）：634－640.
［2］ 劉中春 .塔河油田縫洞型碳酸鹽巖油藏提高采收率技術(shù)途徑 ［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（6）：66－68.
［3］ 劉成 .氮?dú)饧夹g(shù)在油氣生產(chǎn)中的應(yīng)用 ［J］.斷塊油氣田，2001，8（4）：61－64.
［4］ 徐克彬，徐念平 .雁翎油田注氮?dú)馓岣卟墒章使に嚰夹g(shù) ［J］.石油鉆采工藝，1998，20（3）：69－75.
［5］ 李金宜，姜漢橋，李俊鍵 .縫洞型碳酸鹽巖油藏注氮?dú)饪尚行匝芯?［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008（23）：84－87.
