聚驅開發過程中的節能措施及應用

劉國超（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

聚驅開發過程中的節能措施及應用

劉國超（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

為減少由于聚驅動態指標變化快而導致的聚驅開發過程中不必要的能耗，在某聚驅區塊開發全過程中根據注入壓力、產液量、吸水剖面等動態指標的變化情況，及時對各含水階段的注采井采取調剖、下調參、停注高滲層等相應的技術手段，取得了全過程累計節約注水117.74×104m3、累計節約用電804.28×104kWh的良好效果，對其他新開發的聚驅區塊具有重要的指導意義。

聚合物驅；注入壓力；吸水剖面；調剖；節能

聚合物驅油大約開始于20世紀50年代，大慶油田于20世紀90年代開始推廣應用，目前每年聚驅產量高于1000×104t。在聚驅開發過程中采用調剖、調參、停注高滲層等措施在保證開發效果的前提下節約用水用電，可以降低聚驅開采成本，增加油田效益[1]。

1 聚驅各階段動態變化特征

聚合物驅按照含水的變化特征可以劃分為空白水驅、含水下降期、含水低值期、含水回升期及后續水驅等五個階段（圖1）。空白水驅階段注入溶液為污水，主要目的為驅替水驅可采剩余油及彌補地下虧空，為聚驅做準備；含水下降期為聚合物剛開始注入，聚合物段塞在油層中初步形成，高滲透條帶得到一定封堵，部分水驅無法動用儲量得到動用，擴大了波及體積，在開發動態指標上表現為注入壓力上升、含水下降、產液量下降、產油量上升、吸入剖面改善；含水低值期為聚合物注入一定時間，油層中形成完整的聚合物段塞，聚合物段塞在油層中整體推進，中低滲透油層得到最大程度動用，在開發動態指標上表現為注入壓力在一個較高水平基本穩定，含水下降到最低點（一般為10～20個百分點）并穩定一段時間，產液量下降到注聚前的60%～70%；含水回升期為聚合物段塞推進到采出端，吸入剖面出現反轉，高滲層吸入量增加，含水逐步回升；后續水驅為含水上升到一定程度（一般為94%以上），為降低注入成本、提高經濟效益，停止注聚轉為注水開發的階段。

圖1 聚驅全過程各階段含水變化

2 聚驅過程中節能措施

2.1 空白水驅階段優選調剖井，控制低效無效循環

在空白水驅階段，由于儲層在縱向上發育的非均質性，導致厚油層底部的高滲透層吸入量大，注入水從厚油層底部高滲透條帶迅速推進，形成低效無效循環，影響開發效果，浪費注水及能耗。以某油田某聚驅區塊為例，該區塊空白水驅階段18口注入井注入壓力低，僅為11.1 MPa，較全區低1.4 MPa，有效厚度16.1 m，較全區高2.9 m，滲透率643×10-3μm2。較全區高60×10-3μm2。根據同位素測井剖面顯示，調剖井吸入量主要集中在滲透率大于800×10-3μm2的高滲透層，相對吸入量達到63.8%，較全區平均值高13.8個百分點（表1），周圍44口采油井含水96.8%，較全區高2.3個百分點，表明油層中存在低效無效循環條帶。

表1 某聚驅區塊注聚前調剖井基本情況對比

針對這18口注入井采取注聚前顆粒調剖，封堵高滲透層，調剖后注入壓力上升到12.7 MPa，上升了1.6 MPa，吸入剖面得到明顯改善。小于500× 10-3μm2的中低滲透層吸入厚度比例增加11.7個百分點，相對吸入量增加9.8個百分點；大于800× 10-3μm2的高滲透層相對吸入量降低16.1個百分點（表2），表明高滲透層得到有效封堵，低效無效循環條帶得到有效控制。調剖后將18口井注入量由2340 m3下調到1890 m3，年節約注水16.43×104μm3。按照薩北開發區平均注水能耗5.4 kWh/m3計算，節約用電88.72×104kWh。在改善開發效果的同時，節約注入水量又減少了區塊的注水能耗。

表2 某聚驅區塊調剖井調剖前后吸水剖面變化情況

2.2 含水低值期產液量下降，及時下調機采參數減少能耗

聚驅區塊由于聚合物段塞對高滲透層的有效封堵，中低滲透層得到動用，采油井含水下降；同時由于高滲透層滲流能力的下降，地層供液能力也相應降低，當進入含水低值期，油井產液能力也下降到最低值。根據多個聚驅區塊的實際開發經驗，在含水低值期產液量一般可以下降30～40個百分點，以某聚驅區塊為例，含水低值期日產液量為5200 t，較空白水驅下降了2800 t，下降幅度達到35%。由于產液量下降，在機采井動態控制圖版上，部分在空白水驅時期位于合理區的采油井在含水低值期移動到參數偏大區（圖2），表明該部分采油井在含水低值期泵效低，機采參數偏大，這種情況既加大了發生泵況問題井的概率，又造成了抽油機井不必要的能耗[2]。因此，在含水低值期應對產液量下降幅度大的采油井及時下調機采參數，放大生產壓差[3]。該區塊在含水低值期共下調抽油機沖速28口，電泵井縮小油嘴11口。調參數后，39口采油井平均百米噸液耗電量下降1.24 kWh，39口采油井日均節約用電1560 kWh，年節約用電56.16×104kWh。

圖2 聚驅不同階段相同參數的油井動態控制圖版

2.3 含水回升后期停注高滲層，節約注入量

聚驅區塊進入含水回升期，隨著高滲透層聚合物段塞的突破，注入端注入壓力下降，采出端綜合含水、采聚濃度上升，在吸入剖面上表現為剖面反轉。以某開發區某聚驅區塊注入井A井為例，該井在注聚前的2012年只有高滲透層PI5-1吸水，吸入厚度比例僅為38.9%，低效無效循環嚴重；注聚22個月后的2014年5月注入剖面得到明顯改善，中低滲透層開始動用，吸入厚度比例達到84.6%，高滲層PI5-1相對吸入量下降到42.4%，下降57.6個百分點，表明高滲層的低效無效循環得到有效控制，周圍采油井含水下降到最低值；隨著聚合物段塞在高滲層突破，2016年吸入剖面發生反轉變差，吸入厚度比例降低到44.2%，下降了40.4個百分點，高滲層相對吸入量增加到52.5%，增加10.1個百分點（圖3），低效無效循環條帶重新形成，周圍采油井含水回升速度快。該階段為控制含水回升速度同時節約注入量，可以采取分層措施，將高滲透層投死嘴停注，同時加強中低滲透層注入強度，控制區塊含水回升速度。該聚驅區塊目前處于含水回升后期，對高含水區27口注入井停注高滲層，停注后日節約注水950 m3，年節約注水34.68×104m3，周圍采油井含水回升速度明顯下降，日產油基本維持穩定。

圖3 聚驅不同階段吸入剖面變化

3 現場應用

以某開發區某聚驅區塊為例，該區塊于2010年11月投產，2012年7月開始注聚，2012年10月開始見效，2013年8月進入含水低值期，2014年9月進入含水回升期，目前區塊綜合含水率94.4%，階段采出程度15.73%，提高采收率11.30%，預計提高采收率可達15.61%，取得了較好的聚驅效果。該區塊在聚驅全過程中根據注入壓力、產液量、吸水剖面等指標的變化情況采取調剖、下調參、停注高滲層等措施，其中注聚前調剖18口，含水低值期下調參39口，含水回升期停注高滲層27口，累計節約注水117.74×104m3。按照開發區平均注水能耗5.4 kWh/m3計算，節約用電635.80× 104kWh；下調參節約用電168.48×104kWh，全過程累計節約用電804.28×104kWh，累計可節約成本755.69萬元。

4 結論

1）聚驅不同含水階段針對性地采取調剖、下調參及停注高滲層等措施可以取得良好的節水、節能效果。

2）空白水驅階段針對存在低效無效循環的高滲透層進行調剖，在改善吸入剖面的同時，可以節約注水量及注水能耗。

3）低值期針對產液量下降幅度大、工作制度不合理的采油井，下調沖速、縮小油嘴，可以有效地節約耗電量。

4）含水回升期針對高滲層聚合物段塞突破、形成低效無效循環條帶的注入井，分層停注，在控制含水回升速度的同時，可以節約注水量、減少注入能耗。

[1]楊承志，廖廣志，何勁松，等.化學驅提高石油采收率[M].北京：石油工業出版社，2007:208-219.

[2]王樞琳.機采系統能效對標方法探討[J].石油石化節能，2015，5（3）:44-46.

[3]張鵬.DFJ-FC型抽油機高效節能設備在油井上的應用[J].石油石化節能，2015，5（2）:25-26.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.12.014

2016-06-30

（編輯 李發榮）

劉國超，工程師，2010年畢業于中國地質大學（武漢），從事油田開發動態管理工作，E-mail：liuguochao123@126. com，地址：黑龍江省大慶市大慶油田有限責任公司第三采油廠地質大隊，163113。