蒸汽復合驅替機理研究及優化技術

王文(中油遼河油田公司歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

蒸汽復合驅替機理研究及優化技術

王文(中油遼河油田公司歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

齊40蒸汽驅縱向動用程度較低，且目前分注工藝無法實現縱向動用程度進一步提高，從而極大的制約了區塊的穩產。多介質氣體輔助汽驅可以起到縱向調剖作用，是一種有效的提高蒸汽驅縱向動用的技術。如何選擇井組、氣體介質及注入參數設計和跟蹤評價，是提高縱向動用的關鍵。

復合驅;采收率;縱向動用

0 引言

目前國內開采稠油的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驅。蒸汽吞吐作為初期開發模式具有成本低、發展成熟等優勢，但在開采后期油藏壓力大幅度下降、采收率低；蒸汽驅技術具有較大的掃油面積，其局限性在于噸油成本高，蒸汽注入量大。蒸汽輔助重力泄油技術已經取得現場試驗成功，正在進入工業化應用階段，但這項技術需要大量的能源，汽油比過高，產生大量廢氣，需要適于高溫的設備和技術。Q40塊目前區塊已進入蒸汽驅開發驅替階段末期，汽竄井不斷增多(汽竄井總數133口)，產量呈下降趨勢。通過剩余油研究，目前蒸汽驅波及體積系數55.4%左右，具有一定的剩余油潛力。為減緩產量遞減，改善汽驅開發效果，有必要開展復合驅輔助蒸汽驅研究，來提高汽驅波及系數。通過本項研究，明確復合驅輔助蒸汽驅提高采收率機理；進行了復合驅輔助蒸汽驅的影響因素分析及參數優化；明確稠油油藏復合驅輔助蒸汽驅對儲量動用程度和加熱范圍的影響；確定了復合驅輔助蒸汽驅的適應性分析。

1 復合驅替機理

蒸汽-氮氣、蒸汽-空氣、蒸汽-泡沫復合驅作為提高開發效果的熱采方式，其驅油機理各不相同。

(1)蒸汽-氮氣驅替機理 蒸汽-氮氣驅驅替機理主要表現為：非混相驅替；補充地層能量，輔助傾斜油層或厚油層的重力泄油；多次接觸混相驅。氮氣對原油的降粘作用不明顯，原油降粘仍是高溫蒸汽的作用。

(2)蒸汽-空氣驅替機理 蒸汽-空氣驅替機理主要表現為：空氣與原油的氧化作用增加了熱量，降低了稠油粘度；大量殘余瀝青被轉化為焦炭質，這將導致絕對油層滲透率的下降；空氣與原油的反應，產生CO2、CO、O2和H2S等氣體，形成蒸汽—煙道氣復合驅。

(3)蒸汽-泡沫驅替機理 汽-泡沫驅驅油機理主要有以下幾個方面：保持地層壓力,增加彈性能量，提高回采水率；氮氣的壓縮膨脹作用分散和改變了原油流動形態，增強了原油流動性；強化蒸汽蒸餾效應；泡沫的堵水調剖作用，防止汽竄水竄，擴大蒸汽波及面積。通過調研過國外蒸汽泡沫復合驅現場試驗，Mecca蒸汽泡沫驅試驗、Bishop蒸汽泡沫驅試驗、Dome-Tumbador蒸汽泡沫驅試驗、Casper-Creek蒸汽泡沫驅試驗、Midway-Sunset蒸汽泡沫驅試驗、對該項技術進行了優化。

2 復合驅技術參數優化

(1)蒸汽泡沫驅的注入時機 應該在蒸汽驅后期，和蒸汽驅的時間間隔小于2個月。

在蒸汽吞吐階段或蒸汽驅前期,含油飽和度較高,高溫發泡劑的注入不會取得理想的流度控制效果。在蒸汽驅晚期或蒸汽突破時,汽竄孔道含油飽和度降至一定程度時,注入高溫發泡劑對已發生汽竄的層段應能取得較好的控制蒸汽流度效果。

例如，在Winkleman Dome Nugget先導試驗1中，39#井已經關井，在蒸汽驅和注入蒸汽泡沫之間只有2個月的間隔，蒸汽腔的幾何形狀沒有改變，因此效果很好。與此對比，先導試驗2中，39#井一直生產，但向該井組注入的蒸汽量降低到很低，并保持了19個月。此時很可能蒸汽驅掃的區域已經被熱水填充，熱水會將泡沫濃度稀釋得很低，最后效果較差。

(2)蒸汽泡沫驅的注入方式 最好的方式：間歇泡沫+連續蒸汽注入，小周期注入。影響蒸汽泡沫效果的最重要因素是注入方式，到目前為止，用單位質量表面活性劑的增油量來衡量的話，有三個項目取得最好的效果(South Belridge，Midway Sunset Section 15，Midway Sunset Section 26)，采用的方式是 ：間歇泡沫+連續蒸汽注入，并且用小循環周期。South Belridge采用的泡沫循環周期是1天(注12小時，停12小時)，另外兩個采用的泡沫循環周期是7天。

圖2-1 不同注入方式的增油量

Co-C= Coinjection with continuous injection of surfactant Co-D= Coinjection with discontinuous injection of surfactant(intermittent inje ction of surfactant)

(3)蒸汽泡沫驅的注入量 注入量一般在500t以下，但也有注入3000t，并且取得較好效果的。通過優化，確定合理汽氣體積比為2.3:1，通過數值模擬能夠見到最優效果。

(4)蒸汽泡沫驅的開發效果 蒸汽泡沫見效時間長，Dome-Tumbador先導試驗在注泡沫6個月后增產油75%，而在Bishop和Meeea，注入泡沫兩年以后才見到很強的產量反應。依據開發單元與另外兩類油田油藏參數進行對比，與Dome-Tumbador油田參數較為接近，因此預計試驗區在半年內見到一定效果。

3 結語

利用油藏工程及數值模擬方法，研究酸性氣體與蒸汽混注改善蒸汽吞吐(驅)開發效果的生產機理，優選出氣體與蒸汽的合理注入方式、注入比例和注入量；進行稠油油藏酸性氣體對蒸汽熱采加熱范圍和加熱形狀影響的研究。