特高含水期砂巖稀油油藏氮氣泡沫驅技術研究與應用

沈塵

摘 要：針對特高含水期砂巖稀油油藏剩余油分布高度零散、水淹嚴重，吸水不均，挖潛難度大的情況，積極探索由單一驅動介質向多種介質轉變，提出了在錦16塊興隆臺油層一層系開展氮氣泡沫驅試驗研究。通過開展局部整體實施氮氣泡沫驅試驗，實現提高采油速度與采收率的雙重目的。

關鍵詞：氮氣泡沫驅；采油速度；高含水；注采

1 試驗區基本情況

試驗區位于錦16塊興隆臺油層分采區中西部，試驗的目的層為興Ⅱ1-4小層，含油面積為0.32Km2，油層有效厚度23.8m，石油地質儲量130.5×104t。

1.1 地質概況

試驗區構造形態為南傾的鼻狀構造，構造高點在錦2-8-2306井附近。結合沉積旋回特征和電性特征，將目的層劃分為兩個砂巖組。每個砂巖組分2個小層。儲層巖性以含泥不等粒砂巖為主，巖石膠結物以泥質為主，膠結類型主要為孔隙型。平均孔隙度為28%，平均滲透率為750×10-3um2。試驗區油藏埋深1350～1450m，層數連通系數83.4%，厚度連通系數82.9%。50℃地面脫氣原油粘度為67.7mPa·s，凝固點-18℃。地層水總礦化度5230.79mg/L，水型為NaHCO3型。

1.2 開發歷程及現狀

歷經32年開發，經過三次大規模調整，試驗區轉驅前已進入水驅雙高開發階段。試驗區轉驅前油井總井10口，開井9口，日產液499t/d，日產油20t/d，綜合含水95%，采油速度0.56%，累產油48.95×104t，累產水271.12×104m3，采出程度37.5%，可采儲量采出程度73.5%，剩余可采儲量采油速度5.6%，水井總井2口，開井2口，日注水245m3/d，月注采比1.02，累計注采比0.98。

1.3 轉驅前存在的主要問題

隨著注水開發的延續，不可避免的要破壞注采井網，舍棄一部分水淹層，加劇注采矛盾，造成含水穩定的假象： （1） 注采井網欠完善、注水井利用率低；（2）注采厚度比逐年增大，出現無效注水；（3）單井采液較低；（4）繼續水驅開發很難達到標定采收率。

2 氮氣泡沫驅可行性研究及方案設計

2.1 氮氣泡沫驅可行性研究

2.1.1 機理研究

氮氣泡沫驅采油技術是在注水的同時按比例加入氮氣和泡沫劑，利用水、氮氣與泡沫劑相互作用的結果，在地下產生連續的穩定的泡沫驅替液。

機理1：增大波及體積系數提高驅油效率

泡沫液流通過“賈敏效應”依次進入高、低滲層，提高波及系數，填塞各種結構的孔隙，驅替不連續的殘余油。

機理2：乳化降粘作用

泡沫劑是表面活性劑，擴散在油層中能夠降低油的表面張力，有利于原油流動。

機理3：彈性能作用、舉升作用

氮氣自身的彈性能和重力分異作用可以驅替殘余油，同時泡沫破裂所產生的壓差、勢能、張力也對原油起到一定的驅動作用[1]。

2.1.2 室內試驗研究

開展不同油品驅油效果對比實驗研究（見表1），實驗表明：在無油或者剩余油飽和度低于10%以下時，起泡劑能夠很好的發泡封堵高滲透層，而含油飽和度高于10%以上，發泡劑就明顯消泡，由阻力因子為13.36，降到在剩余油飽和度為10-25%時的3.23-5.60左右，降了60%以上，因此可以看出，氮氣泡沫驅主要封堵含油較低的高滲透層。

2.2 油藏工程方案設計要點

2.2.1 注采井網優化

在現有井網基礎上，采用不規則注采井網，設計注入井2口，對應采油井10口，觀察1口。注入井和生產井油層全部打開。

2.2.2 注采參數優化

（1）注入總量。數值模擬優選結果，當注入段塞為0.3PV時，累產油量和凈產油量較高（見圖1）。

圖1 氮氣泡沫驅合理注入量優選曲線

（2）化學劑濃度。應用數值模擬方法計算結果表明，化學劑濃度為0.3%時效果較好，但考慮到油層預吸附作用影響，初期化學劑濃度應控制在0.5%左右，等注入井壓力上升并趨于穩定后再降低濃度到0.3%以下（見圖2）。

圖2 氮氣泡沫驅合理注入濃度優選曲線

（3）合理氣液比。為使調驅效果達到最佳，運用數模對氣液比分別為0.5：1、1：1、1.5：1、2：1、4：1條件下氮氣泡沫驅開采效果進行了模擬。計算結果表明，較大的氣液比下，生產井容易較早的突破，合理的氣液比值應為為1：1。

（4）合理注入速度。混合液注入速度160～200m3/d凈產油較高（折算單位油藏體積注入量7.0712～8.8390 ×10-5m3/m3·d ）

（5）合理的注入方式。數模計算結果表明，氮氣泡沫驅連續注入1.5年后轉為氣液混注與水交替小段塞式注入效果較好，段塞大小為10～30天比較合適。連續注入泡沫液1年后轉為段塞式注入，四年后轉為后續水驅。階段注入總體積為0.3PV.

2.2.3 開發指標預測

第一年連續注入，第二年到第四年進行三年的泡沫段塞式注入，采出程度10%以上，平均采油速度1%。階段總采收率52.4%。

（1）降低轉驅井組綜合含水5-8%；（2）提高轉驅井組油井產能2倍；（3）提高轉驅井組控制區域內原油采收率7%以上，增加可采儲量9.13萬噸；（4）操作成本控制在800元/噸以下。

3 方案實施及效果評價

試驗區于2011年6月試注，7月開始平穩連續注入，2012年4月實施段塞注入。

井組于2011年8月開始見到效果，表現初期日產液上升，日產油下降，3個月后增液增油明顯，試驗取得預期效果（見圖3）。

圖3 錦2-8-118井區轉氮氣泡沫驅產量預測曲線

目前試驗區總井10口，開井10口，日產液776t/d，日產油45t/d，綜合含水94.2%，累產油50.49×104t，累產水285.19×104m3，采油速度1.26%，采出程度38.7%，截止到2012年10月累計增油4073t。

4 結束語

4.1 試驗井區的初步成功說明特高含水期砂巖稀油油藏實施泡沫驅是可行的[2]；

4.2 選擇條件適合的油藏及開展注采參數優化研究是泡沫驅成功的先決條件；

4.3 目前還需要進一步探索在不同階段提高泡沫驅效果的調控方法。

參考文獻

[1]李兆敏，李賓飛，徐永輝，等.泡沫酸分流特性研究及應用[J].西安石油大學學報，2007，22（2）：100-102，106.

[2]胡永樂，等.注水油田高含水后期開發技術方針的調整[J].石油學報，2004，25（5）.