葡462區塊氮氣驅試驗提高致密儲層采收率研究

張競舟

（大慶油田第七采油廠致密油項目經理部，黑龍江大慶163517）

大慶葡462 區塊開采的扶余油層屬于特低滲透油層，注水難度大，各項開發指標較差。2012年底產油量低，全部關井，區塊關井前水驅階段，產量低且遞減快，油層動用程度低，注水能力差，油井壓力補充能力低，產液能力下降、含水高，水驅沒能建立起有效的能量補充機制，因此提出注氮氣驅油技術研究，建立有效驅替機制，提高致密儲層采收率[1-3]。

1 概況

葡462 區塊在區域上屬于松遼盆地中央坳陷區大慶長垣二級構造帶南部三級構造—葡萄花構造向南延伸部分，主要發育下白堊統泉頭組泉三、四段的扶余油層，油藏中部埋深為地下1674m 左右。區塊注采井網完善，剩余潛力大，采出程度低，因此優選區塊內4注9采共13口井為注氮氣驅油先導試驗區。

2 氮氣驅油可行性研究

2.1 氮氣驅油機理

經過多年室內研究和礦場試驗認識總結，氮氣驅與水驅相比，可以增大波及體積：一是由于油、氣、水密度差異，注氮氣時，可以產生重力泄油驅替作用；二是在注入壓力作用下，由于氣體分子直徑小于水分子直徑，可以進入注水波及不到的微孔隙和微裂縫，驅替水及聚合物波及不到或波及較弱部位的剩余油；三是氮氣滲流能力強，氣油界面張力較油水界面張力小，氮氣波及體積更大；四是氮氣具有較好注入性，能進入油藏基質，有效補充地層能量。

2.2 室內研究

在葡萄花油田扶余油層取樣，進行了室內評價，包括原油物性分析、注氮氣膨脹實驗、氮氣驅試管實驗和長巖芯驅替實驗等。室內實驗評價結果表明，葡萄花油田扶余油層氮氣驅是非混相驅，以補充地層能量為主。

3 現場試驗及效果分析

3.1 注入參數設計

依據數值模擬優化結果，結合先導試驗驅油藏特征，在井區原井網基礎上，對注氣強度、注入井注氣壓力上限、注氣方式、采油方式等參數進行了優化設計。方案設計初期籠統連續注氣，油井連續采油，氣竄井組實施階段泡沫段塞注入，氣油比1000m3/m3時實施水氣交替，注水強度0.6m3/（d·m），注2 個月氣注1 個月水。氮氣純度95%以上。預測十年累計產油4.07×104t，可提高采出程度14.53%，投入產出比1∶1.24（見表1）。

表1 方案設計

3.2 注入工藝優化

注氣管線選用?60mm×9mm 防腐保溫無縫鋼管，將原注氣井口（KQ65-FF-35）油管掛更換為BGT-3型氣密封油管掛，井口安裝單流閥，防止回流和壓力過高對設備造成損傷，配套40MPa防震壓力表；管柱設計原井可鉆取式封隔器（DGL-5 1/2）不動，在上面50m處（避開套管接箍）下入新的封隔器（HD Y441-115），設計雙封隔器密封注氣管柱，原井密封插管旋轉解封結構改成直插式，方便作業動管柱，油管選用BGT-3型13Gr 材質；采油管柱設計防氣泵和防砂防氣錨，有效分離氣體防止氣鎖，滿足高壓注氣氣密封要求以及強度要求。

3.3 試驗階段效果

3.3.1 注入情況

截至2020 年6 月底，試驗區累計注入352.8×104m3氮氣，井口油壓平均28.0MPa，四口注入井具體情況見表2。

表2 試驗注入情況

3.3.2 采出情況

試驗區9口采出井試驗前全部關井，試驗后全部恢復正常生產，6口井見油，單井平均日產液2.1t，日產油0.9t，累計產油715t。

3.3.3 見效特征及階段認識

（1）見效特征。9 口油井見效時間有先后，并且見效井均為先見氣后見效，氣竄井效果差。

（2）階段認識。通過產液剖面相關數據分析，主力吸氣層為水驅主力吸水層，縱向動用厚度小，注氣易導致氣竄，主要動用薄差層，而主力油層的動用程度較低，試驗區剩余油潛力較大（圖1），目前注入井壓力均趨于穩定，分析地下壓力場已初步建立起來（圖2、圖3），區塊暫時未進行氣液交替注入，有必要下步進行泡沫調堵和氣液交替注入。

4 結論

本試驗主要研究了氮氣與地層油的相互作用以及氮氣的驅替方式等內容，設計不同注氣方案，優選現場注氣工藝參數，為致密儲層提高采收率提供新的方向。

（1）滲透率低，儲層非均質性比較強，注氮氣可以提高采收率。

（2）氮氣驅與常規水驅相比，可以增大體積波及系數，更好地保持油藏壓力，提高驅油效果，提高采收率。

（3）試驗區注氮氣并無泡沫進行封堵，目前已出現氣竄井，下步計劃進一步研究注氮氣泡沫調堵試驗。