海上B油田多元熱流體轉驅注采參數優化設計

廖輝 張風義 高振南 葛濤濤 耿志剛

摘? ? ? 要：近年來，海上B油田A區利用多元熱流體吞吐技術開采稠油取得了較好的效果，但是隨著多元熱流體吞吐試驗的深化和吞吐輪次的增加，地層能量降低，油井氣竄，熱采有效期縮短周期間產量遞減加大等一系列問題也漸漸顯現，油田開發效益變差，轉驅勢在必行。針對B油田A區存在的問題，利用油藏數值模擬方法，研究了轉驅的最佳時機，并研究了各注采參數對開發效果的影響，得到了吞吐轉多元熱流體驅最優注采參數，并確定了轉多元熱流體驅最優注入方式，注入強度，氣水比等系列參數，為油田現場實施轉多元熱流體驅提供了可靠的理論指導，對海上同類油藏的開發具有一定借鑒意義，同時也進一步豐富了海上稠油熱采開發技術體系。

關? 鍵? 詞：多元熱流體;參數優化;氣竄;轉驅;時機

中圖分類號：TE 357? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號： 1671-0460（2019）10-2349-04

Abstract： In recent years， multiple thermal fluids have been successfully employed in A block of offshore B oilfield， however， many problems occurred during the huff and puff process， such as producing energy decrease， gas breakthrough， and thermal exploiting expiration date decrease， which led to negative development performance. Therefore， the oil displacement method must be adjusted. In this paper， the flooding-changing time and influence of relative injecting parameters were studied by reservoir simulation. Then the injecting parameters were optimized， such as injecting velocity， flooding mode， gas-water ratio and so on. The paper can provide theoretical support for oilfield multiple thermal fluids flooding.

Key words： Multiple thermal fluids; Parameters optimization; Gas breakthrough; Changing to flooding; Time

我國海上稠油資源豐富，渤海油田探明地質儲量的一半以上是稠油[1，2]，對于此類油藏目前主要依靠常規注水開發。B油田為海上稠油油田，油水關系復雜，主要為巖性-構造油藏。其中，A區儲層物性較好（平均滲透率約4 000 mD），原油黏度大（地面平均原油黏度（50 ℃）約為2 700 mPa·s），埋藏淺，初期依靠天然能量開發，因油水差異大，含水上升快，產量遞減快，為改善開發效果，提高單井產能，B油田在A區開展多元熱流體吞吐實驗，取得了較好的增油效果。但是隨著海上多元熱流體進入深化實驗階段，吞吐輪次的增加，地層能量降低，油井氣竄，熱采有效期縮短，周期間產量遞減加大等一系列問題凸顯，開發效益變差，嚴重影響熱采整體開發效果。此外，依據國內外經驗，單靠吞吐提高采收率程度有限（一般只有25%左右），而轉驅是吞吐后進一步提高采收率的常用且有效開發手段[3]，經過一系列研究，篩選優化轉驅介質，綜合考慮多方面因素，認為A區轉多元熱流體驅能取得較好的增油效果。

多元熱流體驅主要是將高溫高壓水蒸氣、N2及CO2等混合氣體注入地層，通過加熱降低原油黏度、氣體混相驅等機理，提高單井產能[4，5]。為更有效的開發海上稠油油藏，實現海上稠油熱采可持續性，保證吞吐后充分發揮多元熱流體驅的效果，進一步提高油田開發效果，針對A區塊，利用油藏數值模擬技術及油藏工程方法，開展了吞吐后轉多元熱流體驅注采參數優化設計研究，為油田轉多元熱流體驅的實施提供了理論指導，同時也進一步豐富和完善了海上稠油熱采開發技術體系。

1? 多元熱流體轉驅參數優化

B油田經過多輪次的吞吐后，面臨一些問題，轉驅勢在必行，為了指導B油田吞吐后轉多元熱流體驅現場試驗的實施，基于B油田A區塊實際油藏模型，水平井注，水平井采，利用CMG軟件STARS模塊和多元熱流體油藏數值模擬方法，對吞吐后轉驅注采參數進行了優化設計研究。

1.1? 轉驅時機

吞吐后轉驅時機對開發效果具有重要影響，轉驅過早地層壓力高不利于發揮熱擴散作用，轉驅過晚，多元熱流體驅階段開發效果變差，因此合適的轉驅時機至關重要，設計了地層壓力為9.0、7.0、4.5、3.5 MPa四種轉驅時機來研究轉驅時機的影響，生產20 a，結果如圖1。

由圖1可知吞吐一段時間后轉驅開發效果明顯優于整個生產周期吞吐開發，且轉驅過早開發效果并未比轉驅稍晚開發效果好，建議自目前狀態繼續多元熱流體吞吐生產，至油藏平均地層壓力在4.5～7.0 MPa時轉驅可取得較好的開發效果。

1.2? 注入方式

設計了連續注入和間歇注入兩種注入方式，生產20 a，模擬結果顯示間歇多元熱流體驅的開發效果明顯優于連續多元熱流體驅方式，因此以間歇注入作為最優的注入方式（圖2）。

1.3? 段塞大小

設計了0.01、0.02、0.04、0.06、0.12 PV五種注入量，生產20 a，模擬結果顯示累積產油量隨段塞大小的增加先增加后降低，油藏條件下段塞體積達到0.01 PV時累積產油量最大;當地下段塞體積超過0.04 PV后，間歇注入方式的開發效果開始低于連續注入方式，考慮經濟性及開發效果，建議B油田每個注入段塞取油藏孔隙體積的0.01 PV為最優段塞大小（圖3）。

1.4? 注入強度

模擬了注氣強度分別為2.16、2.43、3.24、4.86 m3/（d?m?ha）條件下的多元熱流體驅效果，結果顯示累積產油量隨注入強度的增加先增加后降低，2.43 m3/（d?m?ha）時，累積產油量最大，其次為3.24 m3/（d?m?ha），所以注入強度為2.43～3.24 m3/（d?m?ha）之間，平均注入強度選擇3.0 m3/（d?m?ha）。因為注汽速度越低，熱損失越大，而在一定范圍內注汽強度越大，能提高注入汽的干度，提高開發效果（圖4）。

1.5? 停注時間

停井時間是多元熱流體驅開采工藝的重要參數，針對吞吐后轉多元熱流體驅開采，合理的停注時間能夠最大限度的提高熱利用率，反之時間過短，不能充分發揮熱作用，停注時間過長，則會增大熱損失[6]。模擬結果顯示，注40 d停80 d累產油量最高，而相同生產時間時注入40 d停注20 d的累積產油量最高，注入30 d停注30 d的累積產油量次之，連續注入的累積產油量位列第三，考慮到海上油田平臺壽命，及油田的經濟開發，建議選擇注入時間30～40 d，停注時間20～30 d，即注入時間與停注時間之比為1∶1～2∶1（圖5）。

1.6? 注入溫度

注水溫度越高，對油層的加熱效果越好。分別模擬了間歇多元熱流體驅方式下，井底溫度為180、200、250、28和300 ℃條件下的開發效果，分析結果可知：相同生產年限累積產油量隨注入溫度的增加而逐漸增加，當溫度低于200 ℃時，產油量增加幅度平緩;200 ℃至250 ℃累積產油量呈大幅度增加趨勢。因此，建議注水時提高注入溫度可以有效改善開發效果，注入水到井底的溫度要高于250 ℃（圖6）。

1.7? 蒸汽干度

不同干度的蒸汽所攜帶的熱焓不同，蒸汽干度越高，熱焓越大[7]，多元熱流體驅效果越好。模擬結果表明，相同生產年限，蒸汽干度越高開發效果越好且階段產油量的增加幅度大。提高蒸汽干度可有效改善多元熱流體驅的開發效果，建議現場實施多元熱流體轉驅時，在工藝條件允許的情況下盡量使用高干度的蒸汽（圖7）。

1.8? 采注比

模擬了采注比為1∶1、1.1∶1、1.2∶1、1.3∶1和1.4∶1條件下的開發效果，由結果可以看出，生產20 a時，階段產量隨采注比增大而增大，生產30 a時，階段產量隨采注比先增后減小的趨勢。建議生產前期采注比選擇1.3∶1，后期調整為1.1∶1（圖8）。

1.9? CO2含量

多元熱流體包含蒸汽、CO2、N2等多種氣體，其共同作用提高稠油采收率[8]。因此其組成對開發效果具有重要影響。模擬了CO2含量為10%、15%、20%、25%和30%幾種條件下的開發效果，結果顯示在相同生產年限內，累產油量隨著CO2含量增加而增加，所以現場實施多元熱流體轉驅工藝時，應盡可能的提高其中的CO2含量，至少得保證CO2含量在15%以上（圖9）。

1.10? 氣水比

海上油田按電潛泵含氣率25%，模擬了限制氣量條件下的開發效果，結果顯示氣水比不超過55∶1，取50∶1（圖10）。

2? 結 論

多元熱流體吞吐技術在海上油田取得了較好開發效果的同時，地層能量降低，油井氣竄，熱采有效期縮短等一系列問題也逐漸凸顯，亟待解決，轉多元熱流體驅是吞吐后進一步提高采收率的有效方法。

（1）通過研究得出適宜A區轉多元熱流體驅開發的界限是，地層壓力降低到4.5～7.0 MPa區間內。

（2）針對B油田稠油油藏，研究得到了吞吐轉多元熱流體驅最優的注采參數，為油田現場實施轉驅提供了理論指導，對渤海同類型油藏的開發具有一定借鑒意義，同時也進一步豐富了海上稠油熱采開發技術體系。

參考文獻：

[1]劉光成.渤海稠油多元熱流體吞吐技術研究[J].長江大學學報（自科版），2014，11（10）：99-103.

[2]廖輝，唐善法.高瀝青質深層超稠油乳化降粘實驗研究[J].天然氣與石油，2018，36（2）：64-67.

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[4]王新根，喬衛杰.海上多元熱流體熱采工藝應用方法研究與實踐[J].中外能源，2014，19（3）：37-40.

[5]張風義，許萬坤，吳婷婷，等. 海上多元熱流體吞吐提高采收率機理及油藏適應性研究[J].油氣地質與采收率，2014，21（4）： 75-78.

[6]楊兵，李敬松，董銘.水平井多元熱流體吞吐影響因素關聯分析及優化研究[J].油氣藏評價與開發，2017，7（2）：53-57.

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