杜255塊稠油油藏空氣采油可行性研究與應用

摘 要：曙光油田薄互層狀稠油油藏杜255塊 1990年4月投入開發，2006年末進入水平井二次開發階段，隨著水平井的規模開發，區塊出現地層壓力迅速下降，地層儲量動用不均等現象，69%水平井目前地層壓力均降至1MPa左右，致使水平井吞吐效果變差，為保持區塊穩產，需要對區塊水平井配合空氣催化氧化等增能類措施吞吐生產進行深入研究，進而補充地層壓力，提高油井產能。

關鍵詞：稠油油藏，地層壓力，空氣采油，提高產能

1.研究背景

杜255塊位于曙一區西南部，遼河斷陷西部凹陷西斜坡中段齊曙上臺階東部地區，開發目的層為下第三系沙四段杜家臺油層，杜家臺油層為扇三角洲前緣分流河道沉積。含油面積2.3km2，石油地質儲量441×104t。1994年8月正式投入開發，歷經投產、穩產、遞減階段，2006年斷塊已進入直井吞吐開發末期，地層壓力低，油井吞吐輪次高，低產矛盾突出，隨后利用水平井重建井網二次開發試采并取得了良好的開發效果。隨著二次開發的持續進行，區塊主要表現為：吞吐高周期，地層壓力低，油井普遍低產低效。其中地層壓力低成為目前影響區塊開發效果的主要因素。因此急需一種既能補充地層能量成本又低的措施技術來提高油井的增油效果，于是空氣采油技術應運而生。

2.空氣采油原理

（1）在催化氧化雙功能催化劑和氧化劑（空氣）作用下，稠油大分子被氧化形成過氧化物自由基，引發稠油大分子裂解鏈反應，從而在油層的溫度壓力條件下完成重油的輕質化。

（2）部分支鏈被氧化為極性的含氧化合物（如醛、酮、醇和羧酸），屬自生表面活性劑。

（3）氧化反應生成的CO2溶解于稠油和水中降低了油水界面張力，使原油粘度大幅度下降。

（4）空氣中的氮氣具有優良特性，是驅替與舉升油、氣流的理想氣體。

3.空氣采油可行性研究

3.1油藏具備空氣采油的基本條件

蒸汽吞吐開發后期，區塊產能迅速降低，選取接替技術可有效地改善老油田開發效果，從而進一步提高老油田采收率，其中空氣采油技術是目前稠油改善吞吐效果技術之一。從空氣采油篩選標準對比表可看出（表2.1），杜255塊指標基本符合空氣采油油藏篩選標準。

3.2油藏縱向上層系間具有穩定的隔層律

杜家臺油層為三角洲前緣相沉積，隔層發育。杜Ⅰ～杜Ⅱ組之間隔層為淺灰～綠灰色泥巖，質較純，厚度1.9～15.5m，向南西減薄。杜Ⅱ～杜Ⅲ組之間隔層為灰、褐灰色泥巖，平面分布特點為北薄南厚，北部隔層厚4m，南部8～12.1m。

其中低壓區（曙1-18-63井區）目的層杜 Ⅱ11-2和杜 Ⅰ32 組，單層厚度達到8-16m，平面連續性較好，上部隔層較發育，厚度在3-5m。

4.空氣采油實施效果

針對CO2氣源不穩定、N2價格逐年升高等問題，2009-2014年期間區塊開展了普通稠油注空氣采油試驗，措施井生產效果得到一定改善。

4.1直井空氣采油生產效果

2013-2014年直井實施空氣采油措施共計3井次，有效率100%，與上周期同期對比：注汽壓力由14.3MPa上升到15.6MPa；階段日產油由2.2t上升到3.1t；階段產油由430t上升到639t，階段油汽比由0.21提高到0.34；排水期由19天縮短至11天，措施增油明顯。

4.2水平井空氣采油生產效果

2008年-2012年杜255塊先后對6口低壓水平井配合空氣采油措施進行熱采，平均單井周期增油112t。

典型井例如杜212-杜H19井，該井為杜255塊一口挖潛水平井，2008年6月投產，原始地層壓力11.3兆帕，壓力系數0.78，目前已生產六周期，累積注汽2.4萬噸，累產油6426噸，累積油汽比0.26。

該井三周期測試顯示地層壓力下降至1.04兆帕，壓力系數0.07，五周期在配套分段+調剖工藝的條件下，平均單井日產油仍下降至2.7t/d，效果較差。六周期實施空氣采油技術，設計注汽量4000噸，設計空氣量24萬標方，實際注汽量29.5萬標方，注汽4000噸，2012年1月30日下泵生產，初期日產液25t，日產油9.3t，目前周期已結束，取得較好措施效果，主要表現為：

（1）注汽壓力升高：注汽壓力由10.6兆帕上升至13.97兆帕，上升3.4兆帕；

（2）排水期縮短：排水期由10天下降至5天，減少5天；

（3）周期日產油提高：周期日產油由2.7t/d上升至4.5t/d，提高1.8t/d；

（4）油汽比上升：油汽比由0.25升至0.27，對比上升0.02；

（5）周期產油增加：周期產油1084噸，周期對比增加71噸；與上周期相同生產時間對比，增油562噸。

5.結論與認識

1、空氣采油技術可作為稠油吞吐過程中既經濟又能有效補充地層能力的方法之一；

2、試驗表明，該技術對增加周期產量，延緩周期遞減，降低油井綜合含水從而改善稠油吞吐效果具有重要作用。

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作者簡介：

金瑞，女，工程師，2007年畢業于大慶石油學院資源勘查專業，現從事油藏動態管理工作。