低溫高含蠟油藏熱采注采參數室內試驗研究

彭旭　(中石油遼河油田公司勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

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低溫高含蠟油藏熱采注采參數室內試驗研究

彭旭(中石油遼河油田公司勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

[摘要]Q區塊屬于低溫高含蠟油藏，地層溫度下原油黏度650mPa·s。針對Q區塊油藏特點，開展了不同參數下的熱水驅、蒸汽驅一維物模試驗。通過對比分析不同參數下的驅油效率變化規律，優化出最佳注采參數。試驗結果表明：Q區塊原油對溫度敏感性強，適合熱采開發，熱水驅的最佳注水溫度為60℃，注水速度為40m3/d，在該條件下，最終驅油效率可達60.9%；蒸汽驅的最佳溫度為200℃，注汽速度為70m3/d，蒸汽干度大于0.4，驅油效率可達70%。考慮到技術經濟性，Q區塊開展60℃熱水驅。

[關鍵詞]低溫油藏；高含蠟油藏；熱水驅；蒸汽驅；驅油效率；注采參數

Q區塊油藏埋深210～350m，地層溫度17.8℃，原始地層壓力1.95MPa。區塊儲層物性較好，平均孔隙度27.8%，平均滲透率398.2mD。地層溫度下原油黏度650mPa·s，密度0.8518g/cm3。根據分類標準，為普通稠油油藏[1]，油品性質具有瀝青質、含硫量較小，密度低，膠質含量和含蠟量較高的特點。

為了確定油井生產能力，尋找適合的開采方式，在該區選定了多口井進行試采。其中，常規試采井試采期無產量；而通過熱采有生產能力的井，在蒸汽吞吐開發中取得了較好的效果。儲層埋藏較淺，原油黏度大，原始地層溫度低，并且與原油析蠟溫度較為接近，部分井區的原油在地層條件下就有可能析蠟，大大增加了儲層流體滲流阻力，所以不能采用冷采方式。為了進一步提高儲量的動用程度，室內開展了不同參數下的一維驅油效率試驗，對比驅油效果，獲得最佳的注入參數，為區塊整體熱采方案編制提供試驗依據。

1試驗部分

1.1原料與設備

試驗用油為Q區塊現場生產稠油，經過脫水處理，含水率小于0.5%，其原油密度(20℃)0.8518g/cm3，原油黏度(50℃)36.3mPa·s，蠟質質量分數為17%，膠質質量分數為25.7%，瀝青質質量分數為0.7%，凝固點15.8℃，析蠟溫度17.1℃。試驗用巖心為區塊天然巖心，經室內洗油烘干處理的松散巖心。試驗用水為水源井井水。

試驗儀器主要有高壓精密計量泵、高溫恒溫箱、蒸汽發生器、巖心夾持器、分光光度計、回壓控制器、溫度壓力控制單元等。

1.2試驗方法

將洗油后巖心裝填進一維模型，測定其空氣滲透率，抽真空飽和地層水測定孔隙體積。地層溫度下飽和原油建立束縛水，模擬原始油藏條件；然后按照模擬條件要求，以非穩態恒速法進行不同溫度、不同注入介質的驅替試驗；最后記錄模型出口端產水量、產油量，繪制驅油效率曲線。

2試驗結果與討論

2.1不同溫度水驅

熱水驅與常規注水相比，除了增加地層能量以外，主要是通過加熱油層來降低原油黏度。油水黏度比又直接影響水驅驅油效率，油水黏度比大，容易形成水的突進，水驅前緣后方有較多的剩余油；油水黏度比小，容易形成較為均勻的推進前緣，驅替效率提高[2]。

模擬巖心孔隙度27.3%～29%，滲透率530～568mD，原始含油飽和度68.9%～71.8%。研究注水溫度為18、30、60、70、90、100℃的水驅驅油效率。試驗結果如表1所示，水驅效率受溫度的影響明顯，其無水驅油效率和最終驅油效率都隨著溫度的升高而升高。18℃水驅的最終驅油效率只有40.0%，100℃水驅的最終驅油效率為65.8%，二者相差25.8%。當溫度由60℃升高至100℃時，驅油效率由60.9%增加到65.8%，僅提高了4.9%。

圖1是原油黏溫曲線，從曲線可以看出20～60℃時，原油對溫度的敏感性強，隨著溫度的升高，原油黏度迅速下降；當溫度超過60℃后，溫度對原油黏度的影響程度逐漸變小。因此60℃是該地區油藏注水開發的敏感溫度。

圖1　原油黏溫曲線

2.2不同注水速度水驅

研究在60℃時20、30、40、60、80m3/d注水速度下的驅油效率，實際注水速度折算到單管模型上，分別為13、19、26、38、57mL/h。模擬巖心孔隙度28.4%～29.7%，滲透率559～581mD，原始含油飽和度69.7%～73.1%，試驗結果如表2所示。隨著注水速度的增加，生產壓差加大，導致模型出口端見水早，使無水采收率和最終

驅油效率均降低。因此優選區塊最佳注水速度為40m3/d。

表2　不同注水速度水驅驅油效率表

圖2　不同溫度蒸汽驅驅油效率與注入孔隙體積倍數關系曲線

圖3 不同注汽速度蒸汽驅驅油效率與注入孔隙體積倍數關系曲線

圖4　不同蒸汽干度蒸汽驅驅油效率與注入孔隙體積倍數關系曲線

2.3不同溫度蒸汽驅

蒸汽驅是把高溫蒸汽作為載熱流體和驅動介質，從注汽井注入到油層，在油層內通過熱量交換，改變原油的流態，提高原油的流動能力，從而提高生產井產能的連續過程。在蒸汽驅過程中，從注汽井到生產井間將形成幾個溫度不同的區帶：蒸汽帶、冷凝熱水帶、熱油帶、原始油帶[3]。

蒸汽驅的機理主要是高溫降黏、蒸汽蒸餾、加熱膨脹、溶解氣驅、混相及乳化驅油。這些機理在油層的各個區帶中的作用是不同的，主要取決于原油和儲層性質。室內模擬注入200、220、240℃過熱蒸汽，研究不同溫度蒸汽驅對驅油效率的影響。模擬巖心孔隙度28.5%～29.4%，滲透率547～563mD，原始含油飽和度69.9%～71.6%。

試驗結果如圖2所示，200、220、240℃注汽溫度下巖心最終驅油效率分別為70.5%、72.2%、74.5%。隨著注入蒸汽溫度的升高，最終驅油效率也隨之增大，但增加幅度較小。考慮到經濟性，若采用蒸汽驅開發，優選溫度為200℃。

2.4不同注汽速度蒸汽驅

注汽溫度為200℃，研究注汽速度為50、70、90、120m3/d時的驅油效率。模擬巖心孔隙度28.1%～28.8%，滲透率569～589mD，含油飽和度70.4%～72.1%，試驗結果如圖3所示。注汽速度為50、70、90、120m3/d時的驅油效率分別為71.3%、68.4%、65.2%、62.7%。隨著注汽速度增加，驅油效率降低。注汽速度過快，容易造成汽竄，汽竄后，導致含水率快速升高，最終驅油效率降低。考慮經濟性，區塊注汽速度優選70m3/d。

2.5不同蒸汽干度蒸汽驅

蒸汽干度是指注入蒸汽中汽相質量占濕蒸汽質量的比例。在注汽溫度200℃，注汽速度為30mL/h的條件下，分別研究蒸汽干度為0.4、0.5、0.6、0.7時驅油效率。模擬巖心孔隙度27.6%～28.9%，滲透率539～559mD，含油飽和度69.3%～71.8%，試驗結果如圖4所示。從4個蒸汽干度方案的驅油效率曲線可以看出，當注入蒸汽溫度為200℃時，蒸汽干度對驅油效率影響不大，最終驅油效率在70%左右。

模擬試驗結果表明，熱水驅、蒸汽驅都能明顯提高油藏的驅油效率，但是蒸汽驅的驅油效率相對于熱水驅而言提高幅度不大，其原因是高含蠟原油的流動性對溫度變化敏感。當油層溫度低于溶蠟溫度時，隨著溫度降低，蠟晶體析出，原油流動能力迅速減弱；而當油層溫度高于溶蠟溫度時，隨著溫度繼續升高，原油的黏度下降幅度變化不大。因此在熱采條件下，考慮到60℃熱水驅和200℃蒸汽驅的成本費用，建議該區塊采用熱水驅的開發方式。

3結論

1)熱水驅物理模擬結果表明，優化注入水溫度60℃，注水速度40m3/d，在該條件下最終驅油效率可達60.9%。

2)蒸汽驅物理模擬結果表明，隨著注汽溫度、干度的增加，最終驅油效率增加。當溫度高于200℃，蒸汽干度大于0.4時，繼續提高蒸汽溫度和干度，驅油效率增加幅度不大。隨著注汽速度提高，蒸汽過早汽竄導致驅油效率降低，區塊注汽速度優選70m3/d。

3)200℃蒸汽驅驅油效率可達70.5%，僅比60℃熱水驅驅油效率提高10.4%，考慮到經濟性，建議Q區塊油藏開展60℃熱水驅試驗。

[參考文獻]

[1]劉文章.稠油注蒸汽熱采工程[M].北京：石油工業出版社，1997.

[2]張方禮，張吉昌，許寧，等.高凝油油藏地質與開發[M].北京：石油工業出版社，2007.

[3]張方禮，劉其成，劉寶良，等.稠油開發實驗技術與應用[M].北京：石油工業出版社，2007.

[編輯]帥群

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)5-0071-04

[中圖分類號]TE341

[作者簡介]彭旭(1980-)，男，工程師，現從事稠油熱采物理模擬實驗及提高采收率方面的研究，46338350@qq.com。

[基金項目]國家科技重大專項(2011ZX05053)。

[收稿日期]2015-12-10

[引著格式]彭旭.低溫高含蠟油藏熱采注采參數室內試驗研究[J].長江大學學報(自科版), 2016,13(5):71～74.