低滲透油藏空氣驅(qū)影響因素實驗研究

王偉　程林　朱慶華

【摘要】采針對大慶低滲透油藏，用室內(nèi)物理模擬實驗手段，考察了影響空氣驅(qū)采收率的各種因素。實驗表明，注氣速度、注氣量、注氣時機和注氣方式對采收率影響顯著。如要獲得較高的采收率，注氣速度和注氣量存在最佳值；當(dāng)水驅(qū)采收率顯著降低時，注氣時機越早越好：水氣交替注入和加注泡沫是最佳注氣方式。

【關(guān)鍵詞】低滲透油藏 空氣驅(qū) 提高采收率

【中圖分類號】TE357.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0237-02

低滲透油藏的平均滲透率一般為（10～50）×10^-3μm²，水驅(qū)開采難度很大。研究表明，注空氣是改善低滲透油藏開發(fā)效果的有效方法之一。目前，國內(nèi)外已有部分低滲透油藏采用注空氣方式開發(fā)，取得了初步效果，采收率較注水開發(fā)明顯提高。本文針對大慶油田長垣低滲透油藏特征，開展了空氣驅(qū)室內(nèi)實驗研究。

1、實驗裝置及操作步驟

1.1 實驗裝置及材料

主要實驗裝置有空氣壓縮機、恒壓泵、高壓容器、恒溫箱、回壓閥和壓力表等。巖心模型長度1.2m，內(nèi)徑3.8mm，孔隙度為13.9%，滲透率為13.0×10^-3μm²，含油飽和度為52.7%，70℃含氣原油粘度2.65mPa·s，巖心夾持器耐溫可達(dá)180℃、耐壓達(dá)45MPa。

1.2 實驗操作步驟

實驗操作步驟如下：（1）連接好各種設(shè)備，檢查裝置的密封性；（2）將巖心抽真空12h，飽和地層水，測定孔隙度和滲透率；（3）開恒溫箱，加熱至設(shè)定溫度，飽和油，直到巖心無水產(chǎn)出且累計注入2.0PV原油，計算含油飽和度；[4）進(jìn)行空氣驅(qū)，按照設(shè)定值控制模型兩端壓差及恒溫箱溫度，記錄產(chǎn)油量及產(chǎn)氣量，待空氣氣竄后結(jié)束注入，計算驅(qū)油效率。

2、實驗結(jié)果與分析

2.1 空氣注入速度對采收率的影響

先將已飽和油的巖心模型進(jìn)行水驅(qū)（O.02PV），然后進(jìn)行空氣驅(qū)，入口壓力22.0MPa，溫度70%，注入速度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL/min（入口壓力下空氣體積），實驗結(jié)果見圖1.由圖1可見，在實驗條件下，最佳注入速度為0.3mL/min，這是因為：當(dāng)注氣速度過低時，提供氧氣量較少，產(chǎn)生的CO₂量有限，空氣氧化作用未能充分發(fā)揮；當(dāng)注氣速度過高時，氣體過快突破，造成采收率不高。最佳注入速度下，空氣驅(qū)階段采收率在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高了7.2%。

2.2 空氣注入量對采收率的影響

本次實驗?zāi)Ｐ蜅l件、溫度、壓力等參數(shù)與2.2.1相同，空氣注入速度0.3mL/min，空氣注入量分別設(shè)定為0.2PV、0.4PV、0.6 PV、0.8 PV、1.0 PV（以入口壓力下空氣體積計）。最終的采收率情況見圖2。由圖2可見，當(dāng)氣體注入量達(dá)到約0.65PV之后，采收率增加不明顯，因此0.65PV為最佳注氣量。如注氣過少，則原油氧化不徹底，采收率低；如注氣過多則采出端氣體含氧量升高，影響生產(chǎn)安全。

2.3 空氣注入量對采收率的影響

本次實驗?zāi)Ｐ蜅l件、溫度、壓力等參數(shù)與2.2.1相同，空氣注入速度0.3mL/min，空氣注入量分別設(shè)定為0.2PV、0.4PV、0.6 PV、0.8 PV、1.0 PV（以入口壓力下空氣體積計）。最終的采收率情況見圖2。由圖2可見，當(dāng)氣體注入量達(dá)到約0.65PV之后，采收率增加不明顯，因此0.65PV為最佳注氣量。如注氣過少，則原油氧化不徹底，采收率低；如注氣過多則采出端氣體含氧量升高，影響生產(chǎn)安全。

2.4 空氣注入時機對采收率的影響

采用優(yōu)化的注氣速度（0.3mL/min）和注氣量（0.65PV），利用物性相同的巖心模型，在22MPa、70℃下，分別考察注水O.02PV、O.04PV、O.06PV、O.08PV、0.10PV后，再轉(zhuǎn)空氣驅(qū)的最終采收率增加值，考察空氣驅(qū)的最佳注入時機。不同注氣時機的采收率情況見表1。由表1數(shù)據(jù)分析可見，空氣注入時機對最終采收率及采收率增加值影響較大，若注氣晚，水驅(qū)造成的非均質(zhì)性增強，則最終采收率低。因此，應(yīng)盡早轉(zhuǎn)換開發(fā)方式，以彌補單純水驅(qū)的不足。

2.5 空氣注入方式對采收率的影響

采用前面優(yōu)化的注氣速度（0.3mL]min）和注氣量（0.65PV），利用物性相近的巖心模型，在22MPa、70%條件下，分別考察不同注入方式的采收率，實驗方案見表2。

各種驅(qū)替方案采收率對比見圖3。從圖3分析可知，方案3采收率高于方案1和2，說明水氣交替注入方式好于水氣單獨注入方式；方案4的采收率最高，說明將空氣以泡沫形式注入可封堵水驅(qū)階段形成的大孔道，防止氣竄過早發(fā)生，提高了波及系數(shù)，從而較大幅度地提高了采收率；方案4的采收率高于方案5，說明對大孔道的封堵應(yīng)盡早實施。