稠油油藏混合氣吞吐參數優化數模研究

周 翔

(成都理工大學 能源學院，四川 成都 610059)

稠油油藏混合氣吞吐參數優化數模研究

周 翔

(成都理工大學 能源學院，四川 成都 610059)

CO2吞吐可提高稠油開發效果，注N2可使稠油控水增油，還能夠補充地層能量。因此，采用N2與CO2混合注入的方式開采稠油將起到更加有效的開發效果。針對N2與CO2吞吐開發稠油如何能達到最佳的開發效果的問題，本研究采用數值模擬技術，從N2和CO2注入量、CO2注氣速度、燜井時間、周期生產時間和周期數等六個方面進行優化研究，確定最優的注氣吞吐開發技術參數。該研究成果能夠為類似稠油油藏的開發提供借鑒。

稠油油藏;氮氣;二氧化碳;吞吐;數值模擬

CO2吞吐技術因成本低、可回收重復利用、環保以及與原油較好的混溶性等特點而被廣泛應用[1-3]。CO2降黏效果研究表明，原油黏度越高，注入CO2后稠油黏度降低越明顯[4-7]，氮氣注入技術是稠油控水增油的主要方式之一，并能起到補充地層能量的作用[8]。因此，將N2與CO2混合氣體注入稠油油藏，對開采稠油將達到更加有效的開發效果。本研究采用數值模擬技術，從N2以及CO2周期注入量、CO2周期注氣速度、燜井時間、周期生產時間等方面進行優化研究，遴選最優的注N2與CO2混合氣體吞吐開發技術參數。為類似油藏的開發提供一定的借鑒意義。

1 模型概況

三維地質模型采用角點變深度網格，平面網格數為106×47,平面網格步長為5m,縱向上層系5小層，孔隙度平均值為21.0%，滲透率平均值為828mD。原油密度為0.98 g/cm3，粘度在溫度為50℃時是3559 mPa·s，采用一口水平井開發。

2 N2與CO2混合氣吞吐開發參數優化

2.1 N2周期注入量優選

改變N2周期注入量，研究油井的生產變化(如表1所示)。從預測結果可以看出：當油藏注入N2后，增油量和換油率隨N2注入量的增大總體上呈先增大后降低的趨勢。在N2注入量達到8×104m3時，累產油量為2.3×104m3，與彈性開采的產量相比增油量為0.46×104m3，換油率為2.48，開發效果最好。

表1 不同N2周期注入量效果對比表

表1(續)

2.2 CO2周期注入量優選

改變CO2周期注入量，研究油井的生產變化(如表2所示)。從預測結果可以看出：日產液量隨CO2注入量增大而增大，含水率隨CO2注入量增大而降低;增油量和換油率隨CO2注入量增大呈先增加后降低的趨勢。在CO2注入量為800噸時，累產油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發效果最好。

表2 不同CO2周期注入量效果對比表

2.3 CO2周期注入速度優選

改變CO2注入速度，研究油井的生產變化(如表3所示)。從預測結果來看: 日產液量隨CO2注入速度的增大先升高后降低，含水率隨CO2注入速度的增大先降低后升高; 增油量和換油率在隨CO2注入速度的增大呈先增加后降低的趨勢。在CO2注入速度為115t/d時，累產油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發效果最好。

表3 不同CO2周期注入速度效果對比表

2.4 燜井時間優選

改變吞吐過程中的燜井時間，研究油井生產變化(如表4所示)。從預測結果來看：日產液量隨燜井時間的延長先升高后降低，含水率隨燜井時間的延長先降低后升高；增油量和換油率隨燜井時間的延長呈先增加后降低的趨勢。在燜井時間達到30天時，累產油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發效果最好。

表4 不同燜井時間效果對比表

2.5 周期生產時間優選

改變周期生產時間，研究油井生產變化(如表5所示)。從預測結果來看：日產液量隨周期生產時間的延長而降低，含水率隨周期生產時間的延長而升高；增油量和換油率在隨周期生產時間的延長呈先增加后降低的趨勢。在周期生產時間為180天時，累產油量為2.6×104m3，增油量為0.76×104m3，換油率為2.72，開發效果最好。

表5 不同周期生產時間效果對比表

2.6 周期數優選

不同周期數對油井生產影響(如表6所示)，研究結果表明：產油量、增油量和換油率隨周期數的增加而降低，前三周期產油量相對較高，第四、五周期產油量相對較低。第三周期到第四周期，增油量從0.27×104m3降至0.094×104m3，降低幅度達到65.2%；換油率從2.90降至1.01，降低幅度達到65.2%，因此，優選出吞吐周期為3個周期。

表6 推薦方案指標統計表

3 結論與建議

(1)研究結果表明以N2與CO2混合氣體為介質的注氣吞吐開采方式，能有效提高稠油油藏的開發效果。

(2)參數優化研究結果表明，優化的注氣吞吐參數： N2周期注入量8×104m3， CO2周期注入量800t，CO2周期注入速度115t/d，周期燜井時間30天，周期生產時間180天。

(3)預測期內產油量、增油量和換油率隨周期數的增加而降低，前三周期產油量相對較高，第四、五周期產油量相對較低，吞吐周期數為3個周期可以作為最優的生產周期。

[1]戰 菲,宋考平,尚文濤,等.低滲透油藏單井CO2吞吐參數優選研究[J].特種油氣藏,2010,17(5):70-72.

[2]Kok M, Ors O. The evaluation of an immiscible CO2enhanced oil recovery technique for heavy crude oil reservoirs[J]. Energy Sources, 2012, 34(8):673-681.

[3]周正平.稠油井CO2吞吐采油技術[J].海洋石油,2010,23(3):72-76.

[4]Bybee K. Screening critical for carbon dioxide huff and puff operations [J]. Journal of Petroleum Technology, 2007, 59(1):55-59.

[5]楊勝來,王亮,何建軍,等.CO2吞吐增油機理及礦場應用效果[J].西安石油大學學報,2004,19(4):23-25.

[6]Lu P, Zhan Y, Wang X, et al. Propane-enriched CO2immiscible flooding for improved oil recovery [J]. Energy& Fuels, 2012, 26(4): 2124-2135.

[7]Gao C, Li X, Gao L, et al. Heavy oil production by carbon dioxide injection [J]. Greenhouse Gases: Science and Technology, 2013, 3(3):185-195.

[8]李士倫,張正卿,冉新權,等.注氣提高石油采收率技術[M].四川成都:四川科學技術出版社,2001.

(本文文獻格式：周 翔.稠油油藏混合氣吞吐參數優化數模研究[J].山東化工，2016，45(08)：89-91.)

Parameters Optimization Study of Mixture Gas Huff and Puff Process in Heavy Oil Reservoirs Using Numerical Simulation Method

Zhou Xiang

(College of Energy, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059,China)

CO2huff and puff process can improve the oil recovery in the heavy oil reservoir, N2can be used to control the water cut and increase oil production, and also the reservoir pressure can be maintained. Therefore, when N2and CO2were injected together, the oil recovery can be more efficient. To study how to obtain the best production performance using the N2and CO2huff and puff process, numerical simulation study was applied, and the parameters in terms of amount of injected N2and CO2, CO2injection rate, soaking time, cyclic production time, amount of production cyclic were researched, and the optimal parameters in the huff and puff process were determined. The results in this study can be used as a source of reference to a heavy oil reservoir, which with the similar properties.

Heavy oil reservoir;nitrogen;carbon dioxide, huff and puff;numerical simulation

2016-04-13

周 翔(1986—)，河南周口人，成都理工大學在讀碩士研究生，研究方向為稠油提高采收率和數值模擬。

TE345

A

1008-021X(2016)08-0089-03