擬示蹤劑在凝析油注采研究中的應用

李寧，楊志興，陳自立

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335)

白美麗

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067)

擬示蹤劑在凝析油注采研究中的應用

李寧，楊志興，陳自立

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335)

白美麗

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067)

凝析油回注是海上油氣田開發過程中為應對海底輸油管線故障而采取的一種工程應急措施。海上油氣田輸油管道出現故障后，油井被迫全部關停，氣井照常生產，氣井產生的凝析油無法處理，只能回注油層。通過回注井篩選確定回注可行性并選擇合適的回注井；通過試驗研究明確回注對地層產生的影響；通過擬示蹤劑法對凝析油注采過程進行分析，研究凝析油滲流范圍，分析凝析油對地層滲流的影響，確定不同液量的凝析油回采率。研究結果符合實際，準確可靠，對后續海上油氣田的凝析油回注具有借鑒和參考意義。

海上油氣田；凝析油；回采；擬示蹤劑

海上油氣田輸油管道出現故障后，為避免海上溢油，油井被迫全部關停。為了保證油氣田產量不要損失太多，氣井要維持生產，通過氣海管輸送到陸地終端，氣井產生的凝析油無法處理，只能回注油層[1，2]。

X油氣田位于我國海域，2012年輸油海管破裂，急需選擇一口油井回注氣井產生的凝析油。筆者利用Pipesim井筒管流軟件、試驗方法及Eclipse數值模擬軟件分別對凝析油注采進行研究，取得了較好的效果。

1 回注井篩選

該海上油氣田有10口油井，長期生產實踐中形成以下回注井選井原則：①單層開采，采出程度較高；②儲層較厚，物性較好；③地層能量充足；④油井處于生產后期，產量貢獻小。具體每口井選井原則適用性見表1。

表1顯示同時滿足4個選井原則的只有A3井和A5井，進一步對A3和A5井的地質油藏概況(表2)進行分析，選擇最優井進行回注。A3井與A5井均為水平井，儲層類型相似(中高滲、常壓儲層)，儲層厚度都在10m左右，地層能量充足，十多年生產史，儲層壓降均小于2%。

鑒于2口井地質油藏狀況比較相近，引入Pipesim軟件，建立A3和A5井的凝析油回注模型(圖1)，進一步對2口井進行凝析油回注可行性分析。分析步驟為：定義井模型；編輯注入源、井筒及水平段；評估井底流動條件；運行系統分析。

表2 A3、A5井參數對比表

根據分析結果，凝析油回注A3井的可行性較高。在井口壓力6MPa，注入量300m3/d的情況下，A3井注入指數J注入=353m3/(d·MPa)，井底壓力為23.26MPa，高于地層壓力0.85MPa(圖2)。而A5井只有井口壓力在8MPa以上才能注入地層。綜合考慮，最終選擇A3井作為回注油井。

圖1 A3井Pipesim凝析油回注模型 圖2 A3井系統分析計算結果示意圖

A3井于2012年8月開始回注凝析油，其回注分為2個階段(圖3)。第1階段回注：2012年8月至2013年4月，回注246d，日均注入量300m3，累計注入6.38×104m3；第2階段回注：2014年10月至2015年3月，回注166d，日均注入量500m3，累計注入8.78×104m3。A3井注入狀況良好，注入全程油壓穩定在5.5MPa。

2 試驗研究

為探討回注對今后生產動態的影響，室內試驗研究以X油氣田C2層為主要研究的目的油層，模擬試驗力求最大限度逼近生產實際，從研究凝析油回注對油藏表面性質、毛細管壓力特征、滲流特征和水驅動態的影響，來評價凝析油回注的可行性，為凝析油回注的決策和回注參數的優化提供試驗依據。

2.1 凝析油回注對油藏巖石潤濕性的影響

按照具體的試驗設計，試驗研究測定了2種狀態下油層巖石的潤濕性，以研究凝析油回注的影響。即恢復油層狀態后的原始潤濕性及經凝析油回注污染后的潤濕性。結果見表3。由表3可以看出，凝析油回注不會改變油層原始親水的特征，且回注后油層的親水性略有增強。影響巖石潤濕性的是原油的組分以及巖石礦物組成等綜合因素。X油氣田C2層儲油巖石的礦物成分以硅酸鹽為主，石英、長石體積分數達到83%，該類礦物在表面潔凈的情況下，一般是親水的。

表3 凝析油回注對油藏巖石潤濕性影響試驗數據表

2.2 凝析油回注對油層油水兩相滲流規律的影響

凝析油回注后，曲線的共滲點發生右移(圖3)，表明回注后模型的親水性有所加強，這與凝析油回注對油層潤濕性影響的試驗結果是相符的。

凝析油回注后水相滲流能力降低，對油相的滲流更加有利，表現為模型最大含水飽和度對應的水相相對滲透率最大值在凝析油回注后要下降15%左右，回注后油相與水相滲透率比值上升(圖4)。

圖3 凝析油回注前、后相對滲透率曲線 圖4 回注前、后油相與水相滲透率比值變化曲線

2.3 凝析油回注前、后驅油效率及水驅動態的對比

凝析油回注前、后模型水驅油效率見表4。從中可以看出，油藏無水期驅油效率與最終期驅油效率均有所提高。

表4 凝析油回注前、后模型水驅油效率綜合數據表

利用相滲曲線計算采收率公式求得回注前后原油的采收率(表5)，發現回注后原油采收率由63.1%提高到了80.1%，回注后凝析油波及區域的原油采收率得到了提高。

表5 凝析油回注后水驅動態

3 擬示蹤劑法

傳統凝析油回采率計算方法是求取回注凝析油時的產油量(圖5紅色面積圖)與未回注凝析油時的產油量(圖5綠色面積圖)的差值作為凝析油產量，來求取回采率。

這種計算方法無法準確顯示回注凝析油的滲流范圍，不區分回注的凝析油與地層原油；并且忽視回注凝析油對地層滲流的影響[3]；只考慮A3井的回采量，無法判斷A3井以外的井是否對凝析油回采造成影響，因此計算結果準確度低。

圖5 傳統凝析油數模計算方法

C2層有4口生產井(A2、A3、A7、A11)(圖6)。分析發現，A2井在兩次回注凝析油后，產量均有顯著提高(圖7)，第1階段凝析油回注后，A2井產量由10m3/d提高到50m3/d，第2階段凝析油回注后，A2井產量由關停前的30m3/d提高到265m3/d，由此可以推斷A2井有凝析油產出，A3井的凝析油回注確實會對同層位其他油井造成影響。若采用傳統方法求取回采率，將不符合實際生產情況。因此，急需尋找一種能夠準確顯示回注凝析油的滲流范圍，精確計算凝析油回采率的方法，筆者采用擬示蹤劑法進行凝析油回采率研究。擬示蹤劑是指并未在油田實際生產中注入，只是用于數值模擬研究的虛擬示蹤劑[4]。在認為地質模型準確的基礎上，假定回注凝析油為示蹤劑，通過研究各生產井示蹤劑的產出特征，來確定凝析油流動方向、各井的回采情況。

圖6 C2層剩余油飽和度豐度疊合圖 圖7 A2井日產曲線

將回注凝析油標示上虛擬示蹤劑，觀察示蹤劑在油藏中的滲流方向及滲流范圍，計算回采示蹤劑的采收率。凝析油回注結束后，由剩余油飽和度分布圖(圖8)可以看出，在平面上，凝析油主要滲流范圍在A3井水平段周圍；在剖面上，凝析油主要滲流范圍在C2層頂部A3井水平段周圍。

將生產C2層的A2井、A3井、A7井、A11井這4口井同時開井，觀察凝析油的產出運動規律，從不同時期凝析油剩余油飽和度圖(圖9、10)可以看出，大部分凝析油在1年內被采出。

圖8 C2層回注凝析油剩余油飽和度分布圖

圖9 C2層回注凝析油1年后剩余油飽和度分布圖

圖10 C2層回注凝析油10年后剩余油飽和度分布圖

回采結束后，凝析油仍有部分剩余，主要分布在A3井西北方向。A3井西北方向區域構造較低，泥質隔夾層發育，易富集剩余油[5]。

數值模擬結果顯示凝析油最終回采率(10年回采率)介于84.5%～88.8%之間，符合試驗結果(表6)。且6個月回采率高達55.0%～68.1%，半年回采率較高，增加了回注的信心。

A3井液量越大，回采率越高，建議提高A3井回采液量。

表6 A3井凝析油回采效果模擬表

從圖11可以看出，凝析油99%由A2井、A3井采出，A7井、A11井基本無產出；且不同回采液量，各井回采比例不同，A3井回采液量越大，A3井貢獻比例越高，A2井貢獻比例越低。

圖11 A3井不同液量各井回采凝析油曲線

4 應用效果

實際回采中A3井平均液量800m3左右，經統計，實際3個月回采率為47%，6個月回采率為60%，與擬示蹤劑法預測的結果非常接近。回采實踐表明擬示蹤劑法準確可靠，凝析油最終回采率可達80%以上，凝析油回注A3井切實可行。

5 結論

1)利用Pipesim軟件進行回注凝析油井筒模擬，方法簡單可行，準確度高。最終選擇C2層的水平生產井A3井作為凝析油回注井。

2)室內試驗顯示凝析油回注不會改變油層原始親水的特征，且回注后油層的親水性略有增強；油藏無水期驅油效率與最終期驅油效率均有所提高，凝析油波及區域的原油采收率得到了提高。

3)運用擬示蹤劑法進行凝析油注采分析，研究凝析油滲流范圍，分析凝析油對地層滲流的影響，確定不同液量的凝析油回采率。研究結果符合實際，準確可靠。

[1]楊耀忠，昌峰，張世明，等.平湖油氣田凝析油回注油藏對開發效果影響機理研究[J].礦物巖石，2003,23(1):93～97.

[2] 馬國新，昌峰.平湖油氣田凝析油回注研究及應用[J].海洋石油，2003,15(12):73～77.

[3] 殷代印，張東.應用虛擬示蹤劑方法研究側積體油水運移規律[J].特種油氣藏，2014，21(5):79～84.

[4] 薛小博. 采用擬示蹤劑追蹤油水運移規律研究[D].大慶：大慶石油學院，2010.

[5] 何賢科，涂齊催，宋春華. 海上特高含水油田剩余油分布規律研究[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2013，35(10):1～5.

[編輯] 黃鸝

2016-09-04

李寧(1985-)，男，碩士，工程師，現從事油氣田開發、生產動態和數值模擬方面的工作，lining100@163.com。

TE349

A

1673-1409(2017)7-0075-07

[引著格式]李寧，楊志興，陳自立，等.擬示蹤劑在凝析油注采研究中的應用[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(7):75～81.