泡沫輔助空氣驅不同相態滲流規律及調整應用

沈煥文，王艷玲，馬云成，饒天利，李化斌，郭文娟

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

長慶油田特低滲透油藏屬典型的“低壓、低滲、低產”特征，早期注水有效補充了地層能量、擴大了波及效率，但進入中高含水階段后，受儲層非均質性強、天然微裂縫較發育影響，注水沿原水驅優勢通道運移，注水無效循環加劇，導致含水上升速度加快，最終采收率較低。泡沫輔助空氣驅技術具有泡沫封堵高滲層，氣體驅替低滲層擴大波及體積的雙重效果，歷經十年的現場試驗，改善驅替、降水增油效果顯著，但改變驅替介質注氣后，儲層中油、氣、水三種相態滲流運移規律刻畫仍然是短板。近年，隨動態測試技術創新進步，通過氣驅吸氣剖面、氣體示蹤劑等動態監測的測試成果，結合數值模擬和開發動態，綜合分析研究，明確了油、氣、水三種相態在地層平面、縱向的運移特征，同時結合滲流特征，開展現場注入參數優化調整，波及體積、降水增油效果進一步提升，提高采收率效果顯著。

1 泡沫輔助空氣驅不同相態滲流規律

泡沫輔助空氣驅技術機理表明，泡沫液能夠有效封堵高滲層，改善驅替效果，起到降低含水的作用，注入氣體存在超覆作用，在泡沫液推進過程中向上運移，并在儲層上部聚集，能有效動用構造上部注入水未能波及到以及微細孔隙中的剩余油[1-3]。通過對試驗區吸氣剖面、氣體示蹤劑測試成果認識基礎上，與數值模擬和開發動態三結合研究方法，明確了縱向上氣、油、水三相自上而下的賦存特征，平面上泡沫液封堵原水驅高滲部位、氣體擴大低滲部位波及的滲流特征，與技術作用機理相匹配[4，5]。

1.1 縱向滲流規律

1.1.1 吸氣剖面 應用Sondex 八參數吸氣剖面測井技術，根據現場實際注入方式，在氣液混相、純氣相兩種相態條件下，對試驗區4 口井吸氣剖面測試結果表明，在氣液混相狀況下，受重力及沉積韻律影響，物性較好的油層底部以吸液為主，泡沫液貢獻比達70%以上，說明泡沫液以封堵高滲層段為主，而油層頂部儲層物性較差的層段以吸氣為主，氣體的貢獻比達80%左右，說明氣體超覆作用有效驅替了低滲層段剩余油；在純氣相狀況下，油層頂部儲層物性較差層段吸氣貢獻比達94.5%（見表1）。由此，說明混相狀況下，氣相受超覆作用主要賦存在物性較差的油層頂部，驅替了低滲層剩余油，擴大了縱向波及體積，而液相主要賦存在物性較好的油層中部和底部，起到封堵高滲層的作用。

1.1.2 數值模擬 為準確分析泡沫輔助空氣驅驅替過程中流體的相態特征，利用CMG-WinProp 相態軟件模擬注水狀態、氣液混相狀況下的注入剖面看出，混相狀況下，油、氣、水縱向分異明顯，三相共存，氣相主要位于油藏頂部，油相主要位于油藏中部，底部含水較高，同時對比水驅狀態下油水驅替特征看，氣液混相驅后泡沫液有效封堵了底部物性較好的層段，氣體不規則狀態賦存在油層頂部驅替低滲層剩余油，擴大了波及體積。

1.2 平面滲流規律

1.2.1 氣體示蹤劑 氣體示蹤劑井間監測技術是在注入井中注入一種氣體示蹤劑，用以評價空氣泡沫驅開發過程中注入流體推進方向、推進速度、波及體積、注采受效關系等，根據試驗區特征，選用五氟乙烷示蹤劑監測2 口，測試成果表明，井組3 口見劑井均為側向低產井，平均見氣時間12 d，氣驅速度22.47 m/d，見劑井井間優滲層平均滲透率為319.42 mD，優滲層厚度19.39 cm，優滲層平均波及體積1 708.68 m3（見表2），結合見效特征，認為氣驅后由原來單一裂縫驅替向側向多向波及體積轉變，平面調驅效果明顯，歷經十年的注入，氣驅前緣已超過170 m。

表2 A 井組氣體示蹤劑測試結果表

1.2.2 數值模擬 對比注水開發與注氣開發后數值模擬結果，注水開發受裂縫影響，注水單一方向突進特征明顯，動態表現為主向井快速水淹，側向井低產低效，驅替系統未建立，泡沫輔助空氣驅后原水驅優勢方向發生顯著變化，逐步向側向水驅未波及區域擴大，說明泡沫封堵了原注水高滲帶，氣驅擴大了低滲區域的波及范圍。

2 現場調整應用效果

根據注氣混相驅在縱向、平面上油、氣、水三種相態的運移規律，按照縱向提高低滲層動用、平面上擴大波及體積的思路，開展現場注入方式優化、氣液比優化以及調驅配套結合的調整措施，試驗區控水增油效果顯著提升，有效指導了試驗效果的提升。

2.1 注入方式優選

根據泡沫輔助空氣驅技術作用機理、吸氣剖面測試成果，考慮現場實際運行安全，采取氣液混注的注入方式，注入壓力較水驅僅上升2.0 MPa，且注入過程中視吸水、氣指數曲線保持平穩，注入性良好，且歷經十年注入，未發生氣竄井，確保了現場安全運行。

2.2 注入參數優化

根據混相狀況下，油、氣、水縱向分異明顯，氣相主要位于油藏頂部，油相主要位于油藏中部的滲流特征，采取大氣量、提高氣液比的調整思路，提高氣驅對縱向低滲層剩余油的波及程度，單井注氣量由20 m3/d 上升到35 m3/d，單井注液由8 m3/d 上升到10 m3/d，整體氣液比由1.65:1 上升到3.0:1，調整后試驗區新增見效率達到69.2%，見效特征高液量井含水下降，低液量井提液為主，月度遞減率由0.14%下降到-0.01%，含水上升幅度由0.0 下降到-0.22%，調整后階段累增油達到1.21×104t。

2.3 微球調驅結合

針對氣驅前緣單向突進明顯、側向波及窄的井組，為防止過早氣竄，開展微球驅與空氣驅的技術組合，進一步封堵高滲層段，擴大側向波及體積，開展微球調驅3 井組，井組含水由79.4%下降到77.8%，見效率63.6%，其中5 口高液量井降液降水為主，2 口低產井提液增產為主，達到了均衡平面采液控水的目的。

綜上，在滲流規律研究基礎上，以擴大氣相波及體積為目的，突出大氣液比的參數優化調整和調驅相結合的綜合治理，試驗區階段遞減由14.81%下降到4.29%（見圖1），縱向波及系數由0.56 上升到0.62，綜合含水由78.5%下降到73.3%（見圖2），含水上升率由1.03%下降到-5.44%，儲量動用程度由60.2%上升到65.8%，含水與采出程度關系曲線提高采收率發展趨勢良好，預測采收率提高10.2%。

圖1 試驗區氣液比調整前后與遞減關系圖

圖2 調整前后波及系數、綜合含水變化圖

3 取得的認識

（1）吸氣剖面、氣體示蹤劑等測井技術有效彌補了氣驅氣、液兩相監測技術不足的短板，測試成果進一步深化完善了泡沫輔助空氣驅技術作用機理。

（2）混相狀況下，油、氣、水三相縱向分異明顯，三相共存，氣相主要位于油藏頂部，油相位于油藏中部，底部含水較高，泡沫液主要封堵高滲層段或高滲通道，氣體受超覆作用主要驅替油層頂部及儲層物性差的微細孔隙中的剩余油。

（3）采取大氣量、提高氣液比的調整思路，有效提高了氣相對縱向低滲層剩余油的波及程度，縱向波及系數由0.56 上升到0.62，儲量動用程度由60.2%上升到65.8%，且含水大幅下降，起到了降水增油的效果。

（4）針對部分井組氣驅前緣單向突進、側向波及窄的問題，通過微球驅與空氣驅的技術組合，進一步封堵高滲層段，擴大側向波及體積，同時防止了氣竄的風險。