CPL油田裂縫性礫巖稠油油藏開發方式優化研究

楊占偉

（中國石油長城鉆探工程有限公司地質研究院，遼寧盤錦 124010）

CPL油田裂縫性礫巖稠油油藏開發方式優化研究

楊占偉

（中國石油長城鉆探工程有限公司地質研究院，遼寧盤錦 124010）

為了改善已經進入天然能量開發后期裂縫性底水礫巖稠油油藏的開發效果，通過稠油油藏開發方式篩選標準及雙孔雙滲油藏數值模擬方法，對開發方式轉換進行優化，結果表明，蒸汽吞吐是最有利改善開發效果的開發方式，油藏裂縫發育、基質滲透率低、活躍邊底水的作用，將給蒸汽吞吐轉蒸汽驅帶來困難。進一步利用油藏數值模擬方法優選蒸汽吞吐轉吞吐時機及注采參數，確定適合CPL油田裂縫性礫巖稠油油藏的蒸汽吞吐注采參數，并在CPL油田裂縫性底水礫巖稠油油藏現場實施取得了較好的開發效果。

普通稠油；開發方式；蒸汽吞吐；數值模擬

1 油藏特征

CPL油田是具有背斜型近岸水下扇沉積雙重介質砂礫巖稠油油藏，受構造控制，縱向上具有統一的油水界面。含油層為中生界白堊系，發育上下兩套層系，油層埋藏深度980 m～1 050 m，鉆遇油層有效厚度最大為30 m，平均值為11.1 m，油藏儲層巖心分析屬低孔低滲儲層，而DST測試結果儲層滲透性非常好（見表1），原油為普通稠油，具有高密度、高黏度、高含硫量的特點（見表2）。

表1 研究區儲層物性參數

表2 研究區流體性質參數

自2008年11月投入試采以來，CPL油田經歷了近4年的直井衰竭式冷采。受油藏邊底水侵入、裂縫發育、基質物性差、地下原油黏度高等因素的影響，油井井筒附近區域壓力損耗大，產量遞減快，含水上升快，一次采收率較低，油田開發效果差。截至2012年8月底，油藏單井平均日產油97.6 m3，累積采油量2.9× 104m3，累積產水0.93×104m3，采出程度0.159%，綜合含水24.4%。剩余油分析研究結果表明，該油藏仍具備剩余油挖掘潛力。為此，通過轉換開發方式[1-15]，進一步挖掘剩余油。

2 開發方式轉換優選

由稠油油藏開發實踐可知，對于地下原油黏度大于1 000 mPa·s的普通稠油油藏，只能考慮采用蒸汽吞吐、蒸汽驅、火燒油層等熱采方式進行開采。CPL油田稠油油藏埋深淺、裂縫發育、基質物性差，考慮到邊底水造成油層水淹，地下存水率較大，開發方式主要考慮熱采方式。

2.1 稠油熱采開發方式篩選標準分析

依據中國遼河油田稠油開發方式篩選標準（見表3），分別對蒸汽吞吐、蒸汽驅、熱水驅或非混相驅和SAGD驅進行優選，經分析對比認為，CPL油田稠油油藏適合采用蒸汽吞吐及蒸汽驅開采方式。然而，考慮到該油藏目前裂縫發育、基質物性差，基質與裂縫的配伍性差，決定選擇蒸汽吞吐作為下步開發方式。

表3 稠油熱采開發方式篩選標準

2.2 油藏數值模擬分析

利用油藏數值模擬方法，對CPL油田稠油油藏進行后續不同開發方式的方案預測，參與預測的開發方式包括衰竭式開發、常規水驅、蒸汽吞吐、蒸汽吞吐+蒸汽驅，預測結果表明，蒸汽吞吐開發方式更適合裂縫性稠油油藏（見圖1）。

圖1 不同開發方式的開發效果對比

分析認為，衰竭式開發主要是充分利用CPL油田充足的天然能量，初期油井開發效果好，后期因天然能量不足油井低產低效，對于國內外天然能量充足油藏的開發實踐證明合理利用天然能量其開發效果最好，最終采收率高；常規水驅是注入井連續不斷地往油層中注水，由于儲層裂縫發育、基質物性差等嚴重的非均質性及油水黏度比大，注入水會沿著裂縫快速指進，使油藏迅速水淹，驅油效率低，開發效果差；蒸汽驅是注入井連續不斷地往油層中注入高干度的蒸汽，不斷地加熱油層，降低地層原油的黏度，注入蒸汽會沿著裂縫快速指進，使油藏快速水淹，開發效果差；蒸汽吞吐的驅油機理與蒸汽驅相近，但是它只采出油井附近油層中的原油，避免油藏快速水淹，由于活躍邊底水的作用，將給蒸汽吞吐轉蒸汽驅帶來困難。由此可見，CPL油田稠油油藏天然能量開采后，轉換為蒸汽吞吐開采更有利于改善油田的開發效果。

3 蒸汽吞吐開發方式吞吐時機及參數優選

3.1 吞吐時機

應用油藏數值模擬方法分別模擬0.5年、1年、1.5年、2年、2.5年、3年等不同轉蒸汽吞吐時機對開發效果的影響，模擬預測結果表明:在目前的油藏條件下，生產1.5～2年后轉蒸汽吞吐效果最好，天然能量衰竭式開采時間過長會影響蒸汽吞吐最終采收率（見圖2）。主要原因是油藏天然能量充足、裂縫發育、基質物性差，導致需要一定泄壓以后轉蒸汽吞吐效果最好。

3.2 注汽強度

分別對各輪次的注汽強度進行優化，模擬注汽強度對蒸汽吞吐開發效果的影響，數值模擬預測結果表明:隨著注汽強度的增大，周期產油量越高，但增油量和油汽比逐漸變差（見圖3），該油藏進行了5輪蒸汽吞吐就達到了極限油汽比0.25，最終確定第一周期到第五周期最優注汽強度分別為10 t/m、12 t/m、12 t/m、14 t/m、14 t/m。

圖2 吞吐時機對蒸汽吞吐開發效果的影響

圖3 注汽強度對蒸汽吞吐開發效果的影響

圖4 井底蒸汽干度對蒸汽吞吐開發效果的影響

3.3 井底蒸汽干度

井底蒸汽干度分別取30%、40%、50%、60%和70%，模擬不同井底蒸汽干度對蒸汽吞吐開發效果的影響，數值模擬預測結果表明:井底蒸汽干度越高，原油累產油越高（見圖4）。當井底蒸汽干度小于50%時，隨蒸汽干度的增加快速上升，累產油對蒸汽干度較為敏感，隨著蒸汽干度的增加，累產油上升較快。當蒸汽干度超過50%之后，累產油對蒸汽干度不太敏感，隨著蒸汽干度的增加，累產油上升較為平緩，當蒸汽干度大于60%時，累產油上升較為平緩，但增油量降低。分析認為，蒸汽干度越高，混合流體的熱焓越高，降低稠油黏度的效果越好。結合現場實際情況，井底蒸汽干度至少應大于60%。

3.4 燜井時間

燜井時間分別取3 d、5 d、7 d、9 d和11 d，模擬不同燜井時間對蒸汽吞吐開發效果的影響，數值模擬預測結果表明:燜井時間為5 d時，累產油最高（見圖5）。當燜井時間小于5 d時，隨著燜井時間的增加，累產油上升；當燜井時間大于5 d，隨著燜井時間的增加，累產油降低。

圖5 不同燜井時間對蒸汽吞吐開發效果的影響

3.5 注汽速度

注汽速度分別取200 t/d、300 t/d、400 t/d、500 t/d和600 t/d，模擬不同注汽速度對蒸汽吞吐開發效果的影響，數值模擬預測結果表明:隨著注汽速度的增加，原油周期采出量增加，當注汽速度達到500 t/d后，采油量最大，之后原油周期采出量開始下降。注汽速度與實際蒸汽鍋爐的產汽能力有關，一般選用23 t/h（注汽速度400 t/d左右）的蒸汽鍋爐能夠保證注入能力（見圖6）。

圖6 不同注汽速度對蒸汽吞吐開發效果的影響

3.6 初期產液量

為了有效控制該區塊油藏的含水上升，模擬初期產液量對蒸汽吞吐開發效果的影響，數值模擬預測結果表明:隨著初期產液量的增加，原油周期采出量增加，當初期產液量達到60 m3/d，周期產油量最大，之后原油周期產油量隨初期產液量增加而開始下降，確定初期產液量60 m3/d~80 m3/d比較合理。分析認為:初期產液量過低，注入蒸汽的熱量容易散失在油層中，原油溫度會有所降低，進而影響原油黏度逐漸變大。初期采液速度過高，容易將大量高溫原油和地層水產出，沒有充分加熱油層（見圖7）。

圖7 不同初期產液量對蒸汽吞吐開發效果的影響

4 現場實施情況分析

CPL油田稠油油藏于2008年11月利用天然能量衰竭式開采，目前該油田已進入天然能量開發后期，開發效果差，日產油量低，含水上升快（見圖8），所以，必須通過轉化開發方式，改善油田開發效果。

2011年1月底，CPL油田優選1口井進行蒸汽吞吐試驗。該井于2009年1月底進行天然能量開采，開井339 d，平均日產液4.84 m3，平均日產油4.2 m3，含水14.06%，累積產液1 641.1 m3，累產油1 422 m3，開發效果差；2011年1月初進行第一周期蒸汽吞吐，平均日產液39.8 m3，日產油13.3 m3，截止到2011年7月底，累積注汽2 013.96 t，累積產液5 532 m3，累積產油1 824.5 m3，階段油汽比0.91，因實際注汽速度（132 t/d）低、注汽量少等參數未達到要求，導致蒸汽吞吐未達到理想的開發效果，但開發效果也較好（見圖9）。

圖8 天然能量開采曲線

圖9 蒸汽吞吐試驗開采曲線

5 結論

（1）針對雙重介質油藏裂縫發育、基質滲透率低、活躍邊底水的作用，蒸汽吞吐是最有利改善開發效果的開發方式，將給蒸汽吞吐轉蒸汽驅帶來困難。

（2）井底蒸汽干度、注汽強度、注汽速度及初期產液量對原油采收率具有一定影響。綜合考慮油藏數值模擬研究結果與現場實際，確定適合CPL油田裂縫性礫巖稠油油藏的蒸汽吞吐注采參數。

（3）在CPL油田稠油油藏進行現場試驗，取得了較好的開發效果，對同類油藏改善天然能量開發效果具有一定的技術借鑒意義。

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一建研制成功國內首臺高效折面板螺旋折流板換熱器

截至3月28日，中國石油天然氣第一建設有限公司制造的高效折面板螺旋折流板換熱器，已在山東石大勝華化工集團股份有限公司動力車間連續平穩運行超過35個月。

這臺設備是國內目前首臺投入應用的高效折面板螺旋折流板換熱器。中國石油工程建設分公司黨委書記胡兢克告訴記者:“此類設備一旦打開市場，將對新建煉化裝置工程產生一場革命性改進。同等換熱需求，它的占地面積小了，從而帶動裝置鋼結構等也降低了投資，建一套裝置整體投資將降低10%至15%。”業內人士認為:“這種新產品比替換掉的同規格弓形折流板換熱器換熱效率提升20%，且制造成本與其相當。”

在石油化工領域，管殼式換熱器是應用最廣泛的換熱設備。近年來，業內看中螺旋折流板換熱器，逐步將其取代。2011年1月，中國石油工程建設分公司立項“高效折面板螺旋折流板換熱器設計、制造技術研發”科研課題。當年11月，參與研發的3家單位共同討論實施方案，由華東設計院、西安交通大學分別進行圖紙設計、換熱器傳熱性能測試和數據分析；一建公司石化設備制造分公司負責制造技術的研究。

2014年9月，“高效折面板螺旋折流板換熱器設計、制造技術研發”課題通過了中國石油工程建設分公司專家評審。這一研發項目使得一建公司具備了高效折面板螺旋折流板換熱器的制造能力，“一種帶折面螺旋折流板斜面鉆孔裝置”獲國家實用新型專利，培養了高端換熱器技術人才10余人。

（摘自中國石油報第6810期）

TE344

A

1673-5285（2017）04-0067-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.04.018

2017－03-02

楊占偉，男（1983-），工程師，碩士畢業于中國石油大學（北京），現從事油藏工程及數值模擬研究工作，郵箱: yangzhanwei1983@163.com。