復雜油藏注氣提高采收率配套技術研究與應用

摘要：油田部分油藏具有井深、井距大、高溫、高壓、高鹽、地質條件復雜等特點，原油產量遞減加大，應積極開展提高采收率方法研究及先導性試驗。由于特殊的油藏、地質條件，面臨諸多問題和技術挑戰，無法有效解決油藏面臨的問題。研究表明，注氣提高采收率技術在油田具有較好的適應性，然而由于該技術的復雜性，需要慎重、充分研究制約注氣開發和提高注氣開發效果的影響因素。為此，筆者結合分析了注氣開發過程中可能遇到的問題，并提出相關對策與建議。

關鍵詞：高壓油藏；地質特征；注氣開發；適應性研究；采收率；配套技術

1 復雜油藏開發現狀及技術需求

研究區油藏具有構造相對簡單且完整、油藏類型多、含油層系多的地質特征。儲層物性及原油物性好，油水粘度比低，有利于復雜開發油藏均質段復雜采出程度接近 60%。盡管目前原油產量遞減得到一定控制，但遞減率仍然較高。油藏儲層縱向上非均質性相對嚴重，很多油藏復雜后殘余油飽和度約為40%。殘余油主要集中在物性較差的儲層頂部及夾層附近，呈現總體分散、局部富集的特點，稀井網條件下有效動用難度較大。在目前開發水平下，超深井精細分層注水、高溫高鹽油藏堵水調剖和深部調驅、水平井堵水調剖、化學驅等高溫高鹽油藏提高采收率的主體技術還不配套。從提高采收率的角度分析，采用聚合物驅難度較大，表面活性劑驅對溫度、壓力及礦化度又比較敏感。由于油田具有天然氣資源豐富的優勢，注氣或注氣泡沫驅技術具有較大的提高原油采收率潛力。

2 注氣提高采收率的優勢

氣體具有滲流阻力低，注入能力強，易于驅替低滲透層剩余油的特點。隨著注氣機理和應用研究的不斷深入，注入氣體的類型也在不斷豐富，如二氧化碳、氮氣、天然氣、空氣和煙道氣等。根據具體油藏條件的不同，開發方式也不盡相同，有混相驅、非混相驅、近混相驅和注氣維持地層壓力驅油等。氣驅采油包括多項復雜的機理，例如抽提、溶解、蒸發、凝析和增溶等多種改變原油相態特征的作用機理。對于常規復雜后的油藏，注氣提高采收率幅度可達10%～15%。氣體作為驅油介質比其他驅油劑、調剖劑具有更好的耐溫性，尤其是天然氣和氮氣在特高溫度條件下仍具有良好的驅油性質，對油藏溫度適應范圍非常寬。然而，任何技術在發揮其優勢的同時，都不能否定和忽視其局限性和不利因素。注氣開發的不利因素主要體現在：①易發生指進，非均質性油藏的氣竄嚴重，波及效率低；②注二氧化碳和空氣存在腐蝕問題；③瀝青質沉積問題等。此外，與復雜相比，注氣作業操作復雜，投資較大；由于具體油藏條件不同，技術穩定性也較差。

3 關鍵問題及對策

3.1 氣體類型及試驗區選區

氣源是氣驅能否進行的基礎及成功的關鍵問題之一。考慮注氣成本，因地制宜地選擇氣源非常重要。研究區油田具有豐富的天然氣資源，而且烴類氣體具有易混相、腐蝕小、無產出氣的分離問題等優點。室內實驗研究表明：油田注烴氣基本能實現混相驅，預計比復雜提高采收率14%～16%。因此，建議選擇烴氣作為油田注氣的氣源。注氣試驗區選擇是另一個關鍵問題。由于滲透率太低，氣水交替注入困難，只能采用直接氣驅，注氣方式單一，易氣竄，影響注氣開發效果。因此，對于研究區油田來說，建議選擇條件適中的輕質油油藏進行試驗，獲得技術突破后，再逐步向低滲透油藏推廣。綜合考慮各區塊的油藏條件和原油物性，篩選出27 個適合注氣開發單元，預計可增加可采儲量2 035×104 t，比復雜提高采收率12%。

3.2 驅替類型及注入方式

采用何種驅替類型（垂向驅還是面積驅）進行注氣開發至關重要。對于傾斜油層，注氣到構造上傾部位，并以低速驅替，利用重力維持氣體與原油混合（垂向驅），抑制指進，可以提高波及效率。對于水平層狀油藏，水平驅（面積驅）可波及整個油層，采用面積布井方式，可減少油氣的重力分離，并易于對開發方式進行適當的調整。對塔里木油田來說，既有符合垂向驅條件的油藏，也有符合水平驅條件的油藏，建議具體區塊具體分析，發揮優勢，分別開展垂向驅及水平驅試驗。由于純氣驅易發生粘性指進，特別是在研究區的強非均質性油藏，容易發生氣竄等問題，導致波及效率降低。氣水同注能極大緩解這一難題，但考慮到流度的穩定性、完井費用、重力分異和操作的復雜性，目前 80%以上的注氣項目采用的是氣水交替注入，既能降低單純注氣的成本，又便于操作。

3.3 氣竄控制技術

由于氣體粘度小，流度比高，極易發生氣竄現象，導致體積波及系數偏低，整體采收率提高不明顯。粘性指進、重力分異和儲層非均質性等是加劇氣竄發生的重要因素。在現場注氣過程中，由于對油藏了解不夠或油藏描述不確切，面對普遍發的超覆現象，經常無法制定有效的應對措施，導致很多油井被迫提前關井，影響生產。一般來說，儲層越厚，重力分異引發氣竄越嚴重。因此，如何實現流度控制、減緩氣竄是油田實施注氣采油亟待解決的關鍵問題之一。建議在合適地區使用水平井、近井距單井組注入，可顯著提高波及效率，進而提高采收率。

3.4 注氣配套技術

注氣是一個涉及面廣的系統工程，須在多方面配合才能做好評價和實施工作，因此，應加大注氣配套技術研究。配套技術主要包括注入工藝、動態監測、防氣竄和注采調控技術等。

研究區油田的地質條件對現場壓縮機及出口壓力選擇、注氣管柱設計提出了更高的要求。由于注入壓力和排量的相關性，壓縮機選擇應在油藏工程方案確定后再進行。建議在研究區油田注氣目標區塊開展注氣、采氣平面和垂向監測工作，通過 2個剖面的監測對塔里木油田注氣過程中的氣體運移規律進行研究，為應對氣竄過早發生、制定合理的注氣方案、調整設計方案和尋找應對措施等提供第一手詳細資料。開展注氣防竄和改善波及效率的措施或注入方式時，常引起注入能力異常現象，致使現場試驗無法按設計方案順利進行，因此應注意氣水交替注入過程中，三相流動、井筒溫度場變化等因素能使相對滲透率改變，從而使注氣過程中易在近井層產生沉淀物（水合物或瀝青），降低注入能力，產生結垢或壓迫損壞管線，破壞套管內防腐層，導致產量降低甚至停產等問題，針對上述問題，開展注水注氣溫度差、氣水切換、腐蝕、結垢、瀝青質水合物沉積等諸多問題研究，并制定針對性的措施。在氣驅開始時，注氣井附近大部分地區壓力均高于最小混相壓力，為混相驅，而生產井附近大部分區域為非混相驅。隨著氣體注入，地層能量得到補充，混相驅范圍不斷擴大；而一旦注入能力下降，地層壓力得不到有效補充，將會導致混相驅范圍縮小，提高采收率效果下降。因此，建議進行注入井、生產井井筒溫度和壓力剖面預測，分析其對混相程度的影響；優化生產井工作制度，進行井底流壓控制。

參考文獻

[1高春革.石油地質工程中改善高含水期油田注水開發的措施[J].化工管理，2018（2）：22-22.

作者簡介：張偉，身份證號碼：140602198604180050，男，2009年7月參加工作。目前就職于塔里木油田公司油氣田產能事業部塔北項目部，2016年參與東河塘油田注氣開發試驗地面工程，2017年參與建設哈拉哈塘外圍區塊地面骨架工程建設等都按期安全順利完成投產。

（作者單位：塔里木油田公司油氣田產能事業部塔北項目部）