海上油田早期注聚提高采收率的研究與實踐

汪超 蘇彥春 張迎春 （中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津300452）

0 引言

海上油田采油平臺使用壽命短、生產操作費用高，在有限的生產時間內如何提高油田的采收率成為越來越重要的問題。陸地油田一般是在含水90%以后實施注聚，綏中36-1油田注聚試驗也是在油田含水60%時開始的。為在有限的平臺壽命內采出更多的原油，對海上油田早期注聚的研究顯得更有意義。

對早期聚合物驅及其影響因素研究的文獻報道不多，[1]相關的礦場試驗報道還沒有。從海上油田開發實際需求出發，針對油藏地質特征和流體性質，利用理論分析、室內實驗和油藏數值模擬研究，在室內研究成果指導下，實施了聚合物驅礦場試驗，分析了井組動態反應特征和增油降水效果，這為油田高效開發提供了有益嘗試。

1 聚合物驅油實驗研究

采用室內巖心實驗，巖心非均質模和物性參考渤海LD10-1油田儲層分布特征，根據多種驅油方案，優化相關參數，推薦合理的驅替方式。[2]

1.1 物理模型

物理模型選擇為石英砂環氧樹脂膠結、二維縱向非均質模型，模型包括高中低3個滲透層。依據物理模型與實際油藏典型地質模型幾何相似和物性參數相近原則，模擬油65℃時粘度為 16 mPa·s。

1.2 注入時機對驅油效果的影響

在聚合物用量相同條件下，聚合物溶液注入時機對聚合物驅油效果存在影響。當水驅至含水98%時轉注聚合物，模型最終采收率為49.4%，相對于水驅空白實驗采收率增加11.0%；當省去前期注水驅油過程，直接進行聚合物驅，模型最終采收率52.7%，相對于水驅實驗采收率增加14.3%。由此可見，聚合物溶液注入時機愈早，采收率增幅愈大。早期聚合物驅與中后期聚合物驅相比，不僅提高了最終采收率，而且節約了用水，縮短了油田開發時間。

1.3 聚合物濃度或用量對增油效果的影響

在聚合物溶液注入時機相同條件下（均為早期注入），聚合物濃度對聚合物驅增油效果存在影響。[3]當聚合物濃度為800 mg/L，模型最終采收率49%，相對于水驅實驗采收率增加10.5%；當聚合物濃度為1 200 mg/L，模型最終采收率53%，相對于水驅實驗采收率增加14.4%；當聚合物濃度為1 600 mg/L時，模型最終采收率54%，相對于水驅實驗采收率增加16.4%。由此可見，聚合物濃度愈高，聚合物驅效果愈好。

2 聚合物驅油數值模擬研究

在室內實驗的基礎上，采用CMG-STARS數模軟件對渤海LD油田進行聚合物驅數值模擬研究，[4]數值模擬相關參數借鑒室內實驗結果。CMG-STARS軟件中聚合物粘度通過粘濃關系非線性插值來描述，滲透率下降通過殘余阻力系數來描述，考慮不可及孔隙體積，吸附考慮可逆與不可逆的情況，但未考慮聚合物在油層中剪切的影響。由于聚合物及凝膠物化參數在油層內性能的不確定性，分別對聚合物及凝膠粘度、吸附量及殘余阻力系數等對驅油效果影響較大的參數進行了敏感性分析（見表1）。最終推薦井組注聚方案如下：注入段塞：0.1 PV；注入方式：凝膠+聚合物+凝膠，聚合物濃度為1 200～1 600 mg/L。以平臺壽命20年進行指標統計，總的油田采收率提高幅度為4.2%。

表1 聚合物和凝膠動吸附量測試結果

3 早期注聚動態分析與效果評價

3.1 早期注聚油田基本情況

早期注聚在渤海LD10-1油田試驗，該油田為帶氣頂的油氣藏，油田儲層物性和連通性好，由于儲層巖性和物性差異也較大，導致儲層層內非均質性較強，采取常規的注水開發模式容易造成部分層水竄嚴重。為在有限的平臺壽命期提高油田采出程度，初期采用井組早期注聚試驗，后推廣到全油田早期注聚，注聚區域共有 6 口注聚井：A01、A05、A10、A14、A23、A35，注聚目的層位均為東營組東二下段Ⅱ油組，注聚對應一線受益生產井共有22口（見圖1）。

3.2 注聚井特征分析

注聚后普遍規律為注入壓力升高，視吸水指數降低，阻力系數大于1。從注聚后注入壓力上升，建立了較好的阻力系數情況分析（見表2），注聚井達到了注聚具有的特征。從歷次吸水剖面測試結果對比分析，注聚后注入剖面明顯改善。

圖1 LD10-1油田早期注聚井位圖

表2 注入井注聚前后對比分析表

3.3 油井生產情況分析

油田注聚油組一線注聚受益井為22口，參考陸地油田見效標準，結合早期注聚特點，注聚增油評價主要方法為：凈增油法、凈降水法、數值模擬法。油井受效情況分為4類：見效見聚井、見效未見聚井、見效不明顯井（待觀察井）、未見效井。見效見聚井4口，見效未見聚井6口，見效不明顯井10口，未見效井2口，經過調剖、調驅與注聚等優化措施，提高驅油效率。

3.3.1 典型見效見聚井分析 A11井主要受A05、A35井注聚、A10井注聚/氣的共同作用。2008年4月在調剖、注聚共同作用下出現降水增油效果（見圖2），2008年8月檢測到聚合物產出。日平均增油110 m3，含水下降15%，累計增油133 105 m3。

圖2 LD-A11井開發生產曲線

3.3.2 典型見效未見聚井分析 A15井為A14井注聚、A10注聚雙向受益井。2009年10月注聚見效，增油基準點日產液300.5 m3/d，日產油111.7 m3/d，含水62.8%；目前日產液251.2 m3/d，日產油136.4 m3/d，含水45.8%，累計增油9 081 m3。

3.3.3 典型見效不明顯井分析 典型見效不明顯井3口：由于注聚單層突井或邊底水影響。近年新打調整井7口：注聚效果待觀察。A16井：為A10井的一線注聚受益井，目前日產液351.8 m3/d，日產油57.6 m3/d，含水83.6%。該井從產出分析看，目前產聚濃度在163.5 mg/L左右波動，結合其相對較高的產出水礦化度數據以及長期的生產動態特征看，A10井注入突進現象存在，這是該井長期注聚收效不明顯的主因。

3.3.4 典型未見效井分析 A24井為A18m井的注聚受益井，目前日產液195.3 m3/d，日產油61.5 m3/d，含水68.5%。由于受到斷層阻擋，目前未見注聚效果。

3.4 油田早期注聚效果分析

從注聚動態看，注聚后注入壓力上升，一些井建立了較好的阻力系數，部分井組有降水（推遲見水）增油顯示，注聚取得一定成果。部分注聚井井口壓力偏高，存在近井地帶堵塞，井口壓力過高的注聚井需進行解堵措施。部分油井存在注聚井突進，注聚效果不明顯或效果變差。綜合分析，在22口注聚受益井中，10口受益生產井見到明顯注聚增油效果。截至目前，油田注聚累計增油296 000 m3。

4 進一步提高早期注聚效果優化研究

針對部分油井注聚井突進，注聚效果不明顯或效果變差，進行注聚跟蹤優化研究，包括注聚粘度、注聚量、注聚濃度優化。[5]建議適當加大注聚濃度、注聚粘度和注聚量。2009年注聚井A23聚合物濃度由1 200 mg/L調整到濃度1 600 mg/L。周邊A13井在2010年出現明顯降水增油效果，含水下降35%，日均增油90 m3（見圖3）。

圖3 LD-A13井開發生產曲線

5 結論及建議

本次研究借鑒巖心驅油實驗結果，在室內實驗基礎上結合油田實際，采用油藏數值模擬方法進行多種方案優化對比，且在油田早期實施注聚過程中面對的挑戰進行了優化研究，根據各方案研究及現場應用，有以下幾點認識及建議：①從注聚動態看，注聚后注入壓力上升，建立了較好的阻力系數，井組有降水（推遲見水）增油顯示，明顯見效井平均含水下降10%，日均增油55 m3，截至目前，油田累增油30萬方左右，注聚取得較大成果，預計在平臺壽命期能提高油田采收率4%。②油田早期實施注聚是一次開創性的工作，不僅可以比中后期實施獲得更好的增油效果，而且可以大幅度縮短開發時間、節約操作費用，經濟效益十分明顯。③油田早期實施時在不同的注聚階段，會面對不同的具體挑戰，需要根據生產實際不斷優化研究，提高早期注聚效果。■

[1]王健，羅平亞，陳學忠.耐溫抗鹽疏水締合聚合物弱凝膠調驅劑的研制[J].油田化學，2002，19（4）:355-358.

[2]W A N G Jian，LU O Pingya，CH EN X uezhon1 Preparation of H eatResistant and Salts Tolerant H ydrophobically A ssociating PolymerW eak G elasPermeability Profile M odificator PolymerO ilD isplacing A gent[J].O ilfield Chemistry，2002，19（4） :355-358.

[3]隆鋒，仲強，張云寶，等.旅大10-1油田化學驅物理模擬研究[J].海洋石油，2007，27（1）:36-40.

[4]汪超，趙春明，張迎春，等.綏中36-1油田注水井轉注方案的數值模擬研究[J].中國海上油氣，2005，17（2）:105-107.

[5]常學軍，郝建明，熊偉，等.平面非均質油藏來水方向診斷和調整[J].石油學報，2004，25（4）：58-61.