影響稠油火驅開發因素分析及對策

秦洪巖

中國石油遼河油田公司, 遼寧 盤錦 124010

0 前言

杜66塊-杜48塊位于曙光油田西南部,構造上位于遼河斷陷西部凹陷西斜坡中段,南部與杜84塊、杜68塊相鄰,東部為杜90塊,開發目的層系為下第三系沙四段上部杜家臺油層，含油面積8.4 km2,地質儲量5 629×104t。為改善區塊開發效果,提高采收率,2005年在杜66塊開展了火驅[1-3]開發先導試驗,并獲得成功。杜66塊為曙光油田火驅開發的主力區塊,目前已轉驅72個井組,日注空氣34.1×104m3；生產井399口,開井267口,日產油539 t,瞬時空氣油比706 m3/t,累積空氣油比905 m3/t。該區塊已進入火驅規模實施階段,主要體現為產油量大幅度提升、油井利用率提高等方面。火驅開發在遼河油田沒有成功的經驗可以借鑒,通過這幾年的規律摸索,掌握了一些關鍵技術,但隨著開發規模的不斷擴大,也逐漸出現一些新的問題,火線單向突進、油井見效情況不同、尾氣分布不均等開發矛盾逐漸突出,為解決這些問題,進一步改善火驅效果,加強對影響火驅開發效果因素的研究成為當前的主要研究方向。

1 火驅開發中存在的問題

1.1 尾氣量不均,氣竄情況明顯

1.2 縱向上動用不均

2 影響火驅開發因素

現階段火驅開發效果主要受儲層物性、吸氣狀況、注空氣參數等因素的影響。

2.1 儲層物性

圖1 火驅井滲透率與見效關系柱狀圖

2.2 吸氣狀況

油井吸氣狀況主要受儲層厚度、滲透率、孔隙度的影響。通過對合作火驅27井組研究發現,油井的吸氣狀況與滲透率、厚度存在如圖2所示關系,厚度越大、滲透性越高、孔隙度越大,吸氣百分比也越大,并且該儲層的吸氣率與理論值(Vi)基本相似。

滲透率低于200×10-3μm2,厚度小于1 m的油層基本不吸氣；滲透率在200×10-3～500×10-3μm2之間,厚度在1～1.5 m之間的油層吸氣一般；滲透率高于500×10-3μm2,厚度大于1.5 m的油層吸氣較好。

圖2 火驅井組吸氣狀況散點圖

2.3 注空氣參數

針對火驅開發中注空氣參數的研究,主要包含兩個方面：累計注空氣量的影響、通風強度的影響。

2.3.1 累積注空氣量的影響

在火驅開發初期,油井見效速度、見效程度主要受對應注空氣井的注空氣時間和注空氣量影響,隨著注空氣時間延長,油井見效程度加大。注空氣參數的研究對火驅開發具有較大意義。

2.3.1.1 累計注空氣量與地層壓力的關系

地層壓力是決定生產效果的主要因素,而壓力上升主要與周邊注空氣井的注空氣量相關[15]。以火驅2014年更新井為例,周邊注空氣井累計注空氣量越高,地層壓力越高,吞吐效果越好,具體關系見圖3。當新井壓力系數為0.44時,日產油9.9 t；當壓力系數為0.15時,日產油為5.0 t；當壓力系數為0.11時,日產油為2.7 t,由此看出,地層壓力與油井產能呈明顯的正比關系。

圖3 火驅井壓力系數與日產能力關系

2.3.1.2 與油井見效率及見效程度的關系

油井的見效率及見效程度與轉驅時間、對應注空氣井的注空氣量有較好的對應關系[16-17]。其對應關系對吞吐引流時機選擇有重要意義。

表1注空氣量與周期日產量增量統計表

時間/月注空氣量/104m3轉驅前周期日產油/t轉驅后周期日產油/t增量/t增量百分比/(%)0～339.71.11.90.872.74～6124.41.72.30.635.37～9193.11.42.20.857.110～12347.61.22.31.191.712～24457.21.22.81.6133.324～361035.81.33.52.2169.2

2.3.2 通風強度的影響

隨著火驅時間延長,燃燒半徑增大,通風強度也應相應增大。因此,在火驅開發的過程中要制定合理的注空氣參數：

1)最低通風強度必須滿足高溫氧化條件的需要[18-19]。

2)隨著燃燒半徑擴大,通風強度逐步下降。

3)點火初期加大通風強度,加快由低溫向高溫氧化轉化過程。

3 影響因素研究成果應用

3.1 制定油井措施方案

3.2 優化射孔分注方案

針對吸氣狀況不均的火驅注空氣井,分析火驅層位儲層滲透率,對滲透率差別較大的上下層位進行分注,在縱向上改變吸氣不均現象。以曙1-46-K 037井為例,該井為火驅注空氣井,于2013年12月開始注空氣,注空氣前對該井儲層分析,油層下層系滲透率較低,理論吸氣值較少,對該井上下層系實施分注,分注后吸氣效果較好。

3.3 合理調整注空氣強度

通過對油井的吸氣狀況、井況分析、見效程度、氣竄特征等因素的分析,對目前不合理的注空氣強度進行調整,上半年計劃分批實施共47口井注空氣量調整,共計上調注空氣量14×104m3,注空氣強度平均提升91 m3/(m·d)。

以曙1-45-037井為例,該井射開厚度29.8 m/11層,剖面測試顯示該井吸氣層共有23.4 m/9層。按每年火線推進3 m,燃燒半徑約為10 m,通風強度保持在0.3 m3/(m2·h-1),需調整注空氣量至10 000 m3/d,目前該井日注空氣已調至為8 600 m3/d,調整后尾氣量明顯上升。

4 效果評價

4.1 增產效果明顯

火驅井組日產油量持續上升。其中連續生產井日產油由112.3 t上升到228.3 t,增加339.4 t；復產井日產油增加277.2 t。

4.2 火驅規模增大

隨著火驅規模的不斷擴大,整個區塊單井日產顯著提高,由0.9 t/d提高到2.2 t/d。其中先導試驗七井組由0.7 t上升到2.9 t,是常規吞吐的3.2倍；外擴試驗十井組由0.5 t上升到2.4 t,是常規吞吐的2.6倍。

4.3 氣竄減少

5 結論

1)杜66塊儲層特點造成的油井氣竄、平面見效不均是目前火驅開發面臨的主要問題。

2)通過對儲層物性、吸氣狀況、注空氣參數分析研究,對注入方式和注空氣參數進行了優化。解決了火燒油層過程中氣竄、受效不均及跟蹤調控難度大等問題,火驅開發效果明顯改善，產油量大幅提高。

3)曙光油田油層埋藏深,層數多、厚度大,目前火燒油層開發仍處于邊研究邊實踐階段,對火驅機理、開采規律、開發階段劃分及效果評價標準等應進一步深入研究。

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