井樓油田零區稠油熱采組合吞吐技術實驗研究

魏振國，王若浩，熊正友，劉志強，方 舒

（中國石化河南油田分公司第二采油廠，河南唐河 473400）

井樓油田零區稠油熱采組合吞吐技術實驗研究

魏振國，王若浩，熊正友，劉志強，方 舒

（中國石化河南油田分公司第二采油廠，河南唐河 473400）

井樓油田零區熱采汽竄現象嚴重，已經形成大面積汽竄，為此，開發過程中通過物模方法探索面積汽竄井區擴大蒸汽波及體積、提高采收率的技術。實驗采取單井輪流蒸汽吞吐后轉組合蒸汽吞吐、組合蒸汽+氮氣、組合蒸汽+氮氣+泡沫三組平行實驗，通過汽竄井區周期產油量、周期油汽比和溫度場變化，研究組合吞吐方案的實施效果。結果表明，氮氣輔助組合蒸汽吞吐和氮氣泡沫輔助組合蒸汽吞吐均能夠有效封堵汽竄通道，擴大蒸汽的熱波及；組合吞吐技術是擴大汽竄井區蒸汽波及體積、提高采收率的有效手段。

井樓油田；稠油熱采；組合吞吐；波及體積

1 油藏基本特征

井樓油田零區位于前杜樓鼻狀構造南翼，地層由東南向西北平緩抬起，傾角約11°，屬巖性油藏。開采層位為下第三系核三段Ⅲ6層，巖性為一套淺灰色細–粉砂巖，屬水下辮狀河道沉積。埋藏深度263.9~428.5 m，油層原始地層壓力 2.68~4.19 MPa，原始地層溫度26.9~34.0 ℃，砂層厚度1.3~12.6 m、平均7.2 m，有效厚度0.6~11.4 m、平均5.0 m，純總厚度比0.3~0.6，孔隙度32%，滲透率2.1μm2，原始含油飽和度70%，脫氣原油密度0.953~0.960 g/cm3，油層溫度下脫氣原油黏度16 111~21 445 mPa·s，凝固點0~19℃，屬稠油油藏。采用注蒸汽開發，開發過程中汽竄現象時常發生，如何利用組合吞吐技術提高開發效果是該井區下步開發的關鍵。

2 汽竄井區吞吐組合物理模擬研究

物理模擬實驗是研究油藏復雜現象和提高采收率基本機理的重要手段。利用30 cm×30 cm×20 cm的九點蒸汽吞吐和蒸汽驅三維物理模型，多點探頭測溫；實驗采取單井輪流蒸汽吞吐后轉組合蒸汽吞吐、組合蒸汽 + 氮氣、組合蒸汽 + 氮氣 + 泡沫三組平行實驗，研究組合吞吐方案的實施效果。

2.1 組合蒸汽吞吐實驗方案設計

（1）模擬實驗流程：單井輪流吞吐模型累積油汽比達到0.3左右，停止單井輪流吞吐，按照三組平行實驗設計方案進行實驗。

（2）模擬實驗參數設計：單井吞吐過程中，第一周期注汽量372 mL，第一至第五周期注汽量以15%遞增，之后周期注汽量保持不變。組合蒸汽吞吐階段，第一周期注汽量與單井吞吐第八周期相同，后續周期注汽量以10%遞增，周期注氮氣量是注蒸汽量的2.7倍，周期發泡劑量是蒸汽量的0.5%倍。

（3）模擬實驗注汽方式：采取先注氮氣后注泡沫劑，最后進行蒸汽吞吐的注汽方式。

2.2 組合蒸汽吞吐實驗結果

圖1、圖2可見，多輪次蒸汽吞吐過程中，周期產油量逐漸降低；轉為三口井同時組合蒸汽吞吐，周期產油量和油汽比明顯提高，改善了吞吐效果。

圖3和圖4分別為單井輪流吞吐第八周期注汽結束和組合蒸汽吞吐第五周期注汽結束的溫度場分布情況，可以看出，實施組合式蒸汽吞吐之后，汽竄通道得到抑制與封堵，竄流現象減輕，在平面上的熱波及范圍擴大33%，油井附近的地層溫度明顯提升[4]。

2.3 氮氣輔助組合蒸汽吞吐實驗效果

由圖5、圖6可看出，多輪次蒸汽吞吐過程中，實施氮氣輔助組合蒸汽吞吐后，周期產油量、油汽比明顯提高且保持穩定，改善了吞吐效果。

圖1 周期產油量

圖2 周期油汽比

圖3 蒸汽吞吐溫度場分布（℃）

圖4 組合蒸汽吞吐溫度場分布（℃）

圖5 周期產油量

圖6 周期油汽比

圖7圖8分別為單井輪流吞吐第八周期注汽結束和組合蒸汽吞吐第三周期注汽結束的溫度場分布，其熱波及范圍擴大 52%，說明氮氣輔助組合蒸汽吞吐可集中建立溫度場，擴大蒸汽波及體積，挖潛剩余油[1–2，5]。

圖7 蒸汽吞吐溫度場分布（℃）

2.4 氮氣泡沫輔助組合蒸汽吞吐實驗效果

由圖9、圖10可看出，多輪次蒸汽吞吐過程中，實施氮氣泡沫輔助組合蒸汽吞吐后，周期產油量、油汽比保持穩中有升，改善了吞吐效果。

圖11圖12分別為單井輪流吞吐第八周期注汽結束和組合蒸汽吞吐第三周期注汽結束的溫度場分布，其熱波及范圍擴大78%；進行氮氣泡沫輔助組合蒸汽吞吐時，氮氣泡沫注入后，優先進入高滲通道，封堵汽竄通道，改善流度比，使得蒸汽更好地加熱剩余油，驅動流體能均勻地推進，提高油層的波及面積，改善開發效果[3，6–7]。

圖8 組合蒸汽吞吐溫度場分布（℃）

圖9 周期產油量

圖10 周期油汽比

圖11 蒸汽吞吐溫度場分布（℃）

通過以上三組實驗的對比可以看出：①在面積汽竄井區，利用組合吞吐技術可以擴大蒸汽波及范圍，挖潛剩余油，改善開發效果。②氮氣泡沫輔助組合蒸汽吞吐可以更好地改善開發效果，是一種抑制汽竄、擴大熱波及體積的有效手段。

圖12 組合蒸汽吞吐溫度場分布（℃）

3 礦場實施效果評價

組合吞吐技術在井樓油田零區樓 J0611組合單元進行了礦場應用，該單元共有8口油井，地質儲量 10.26×104t，儲層平均有效厚度 5.9 m，吞吐 16個周期，采出程度37.4%，汽竄通道8條，2013年開始實施氮氣輔助單元注汽，工藝設計如表1所示。

截止2015年10月，樓J0611單元已實施五輪次氮氣輔助單元注汽，累計增油4 661 t，提高采收率4.5%，取得較好的效果。隨著輪次增加，通過優選工藝及優化參數，能較好改善單元整體效果，減緩單元周期遞減。

4 結論及認識

（1）組合吞吐技術是提高稠油熱采汽竄井區采收率的有效手段。

（2）相比于單純組合蒸汽吞吐，氮氣輔助組合蒸汽吞吐能夠更加有效地擴大蒸汽的熱波及面積。

（3）氮氣泡沫輔助組合蒸汽吞吐可以更好擴大蒸汽的熱波及面積，有效封堵汽竄通道、改善流度比、使蒸汽更好地加熱剩余油、驅動流體能均勻的推進、提高油層的波及面積。

（4）樓J0611單元實施氮氣輔助組合蒸汽吞吐取得了較好的效果；隨著輪次增加，通過優選工藝及優化參數能較好地改善單元整體開發效果。

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表1 樓J0611單元工藝優化參數設計

TE357

A

1673–8217（2017）06–0101–04

2016–08–22

魏振國，碩士，高級工程師，1970年生，1993年畢業于大慶石油學院采油工程專業，現主要從事油田開發工作。

張 凡