深層特低滲透油藏注氣開發可行性分析

董鳳龍

（中油遼河油田公司勘探開發研究院，遼寧 盤錦124010）

1 油藏地質條件適合注氣開發

1.1 關鍵油藏參數符合注氣開發技術篩選標準

區塊油藏參數指標見表1，由各項參數比對分析，區塊埋藏深、地層傾角大、原油物性好、含油飽和度高，適合開展注氣開發。

表1 注氣開發油田篩選標準

1.2 巖性油藏、斷層遮擋，封閉性好

區塊為構造巖性油藏，儲層被夾在洼陷區厚層泥巖中，東部和南部被斷層夾持，西部和北部油藏邊界為巖性尖滅，形成巖性、物性遮擋。區域內局部發育近東西向斷層，斷裂系統活動較弱，斷層為遮擋型斷層。且開發目的層上部全區發育有穩定的泥巖層段。因此，油藏受巖性封擋、斷層遮擋、蓋層密封等綜合效應，封閉性較好，適合開展注氣開發。

1.3 油層發育相對集中、地層傾角大，頂部注氣有利于提高采收率

油層分布受構造、巖性控制，發育較為集中，平均有效厚度在10-20m 左右。另外，本塊地層傾角為10～45°，屬大傾角油藏，同類型油藏開發實踐表明，對于大傾角油藏，頂部注氣可發揮重力穩定驅替作用，減緩氣竄、提高氣驅波及體積，進一步提高采收率。

1.4 地層溫度、壓力較高，有利于提高混相能力

注氣開發具有混相、溶脹、降粘、降低界面張力等驅油機理，高溫高壓條件更有利于這些作用的發揮。區塊地層溫度104.53～129.37℃， 油 層 中 部 溫 度116.95℃， 地 層 壓 力35.41～44.67MPa，油層中部壓力40.04MPa。有利于注氣開發，提高驅油效果。

2 注氣開發可有效提高油藏采收率

2.1 氣驅可有效改善了特低滲儲層注入能力

注氣及注水啟動壓力實驗表明，儲層滲透率小于17mD 時，隨滲透率降低，注水啟動壓力梯度急劇上升，而注氣啟動壓力梯度大幅低于注水（低16 倍）。氣驅相對水驅易于進入微小孔縫，提高波及體積。

2.2 氣驅較水驅可有效降低殘余油飽和度

區塊實際巖樣油水相對滲透率測定實驗表明，水驅殘余油飽和度35.3%，水驅驅油效率47.2%；油氣相對滲透率測定實驗表明，氣驅殘余油飽和度17.5%，氣驅驅油效率達71.2%。由此可見，與水驅相比氣驅可大幅降低殘余油飽和度，提高驅油效率。另外開展了不同開發方式數值模擬研究，計算結果表明，與水驅相比氣驅可有效提高采收率，提高近6 個百分點。

2.3 注氣具有改善原油物性作用

通過實驗研究了不同注入氣對地層原油PVT 高壓物性的影響，注入不同比例的氣后，原油的體積系數、膨脹系數、飽和壓力、溶解氣油比均有不同程度的提高，而原油的密度和粘度則會隨之降低。

2.4 高注低采有利于發揮注氣重力穩定驅替作用

開展不同注入傾角條件下長巖心注氣驅油實驗，研究注氣傾角對驅油效率的影響。分別設置0°、7°、15°、-7°、-15°注入傾角，實驗結果表明，從低注高采（正傾角）到水平注采，再到高注低采（負傾角），驅油效率逐漸增大。高注低采（負傾角）可延長見氣時間，減緩氣竄，發揮氣體的重力驅替作用，驅油效率相對較高。

2.5 不同注氣介質均可有效提高驅油效率

在油藏壓力、溫度條件下，開展長巖心驅替實驗，對比不同注入介質（空氣、氮氣、二氧化碳、天然氣）在相同注入條件下驅油效率。從實驗結果來看，不同注氣介質均可有效提高驅油效率，其中注入二氧化碳驅油效率最高，可以達到81.3%，注入天然氣驅油效率也可達到70.1%，注入空氣和氮氣次之，驅油效率依次為60.4%、54.9%。

由于上述注空氣實驗為油藏條件下長巖心驅替實驗，非絕熱條件，主要空氣與原油主要發生低溫氧化。國內外調研表明，注空氣實現穩定的高溫燃燒，可獲得較高驅油效率，可達到90%左右。本塊原油ARC 實驗表明，在油藏溫度下立即檢測到自加熱信號，表明原油開始進行自放熱反應。說明原油與空氣在油藏條件下能夠發生氧化反應，氧化活性高。197.90C 時溫度迅速增加到2500C，說明開始燃燒（自燃過程）。同時壓力迅速增加，增壓速率接近31.6 bar/min（當壓力增加速率非常大時，儀器會自動釋放壓力）。壓力釋放時，最大的自加熱速率為32.70C/min。

同時開展了不同注入氣體與原油最小混相壓力實驗研究（細管實驗），在地層溫度條件下測定氮氣、空氣、二氧化碳以及天然氣的最小混相壓力。實驗結果表明，二氧化碳混相壓力最小（31.8MPa），天然氣次之（46.2MPa），氮氣和空氣混相壓力較高，細管實驗難以測定，通過軟件模擬計算分別為62.1Mpa 和60.8Mpa。目前地層壓力條件下（35.41～44.67MPa），注入二氧化碳可以實現混相，注入天然氣可以實現近混相驅，這也解釋了長巖心驅替實驗中注入二氧化碳和天然氣驅油效率較高的原因。但因二氧化碳氣源問題，初步確定試驗區塊注入介質為天然氣。

3 國內外實踐表明注天然氣開發效果顯著

據2014 年世界EOR 調查統計，世界上天然氣驅項目占EOR 項目總數的11%，產量占比9.7%。加拿大天然氣混相驅一直在各種提高采收率方法中占主導地位，是世界上烴氣項目最多的國家，2014 年擁有20 個烴氣驅項目，占世界烴氣驅項目總數的56%。近年來，國外也嘗試天然氣非混相驅和近混相驅的研究與現場試驗，由于注入氣體并非與地層油完全混相，對注入氣的注入壓力和組分等要求寬松，在現場相對容易實現，并且也能夠取得較好的開發效果。

與國外相比，國內開展天然氣驅研究和實踐都相對較晚且發展緩慢，由于受氣源和壓縮機裝備等制約，較長一段時期僅限于室內研究和小型礦場試驗。近十幾年，隨著注氣工藝技術的發展和認識的提高，注天然氣技術有了一定發展，迄今為止，已在大慶、吐哈、長慶、中原、新疆、塔里木等油田進行了礦場試驗，主要應用于水氣交替驅、泡沫復合驅、混相驅及頂部注氣重力穩定驅。

塔里木油田具有天然氣資源豐富的先天優勢，近年來開展了天然氣驅室內研究及礦場試驗。其中東河油田東河1CIII 油藏天然氣驅項目取得較好階段效果。

設計采用注氣混相+輔助重力驅方式，在高部位部署注氣井，中下部部署采油井，注入氣重力超覆形成人工氣頂，注氣前緣向下穩定驅替，與原油多次接觸混相，實現混相驅提高微觀驅油效率、重力驅提高注氣波及體積，從而大幅度提高采收率，方案設計比水驅采收率提高17.7%。2014 年7 月先導試驗井組正式注氣，DH1-6-10J 井口注氣壓力40.5MPa，日注氣量6 萬方，注氣穩定。一線受效井注氣響應迅速，DH1-H2 井注采對應，距離注氣井近，受效明顯。截止2015 年6 月階段增油2.5 萬噸，近3 年也保持較好效果。

4 結論

論證注氣開發可行性首先要考慮油藏條件適合，具備高溫高壓、地層傾角大、封閉性好等特點的油藏，注氣開發可取得較好效果。另外要綜合室內實驗、數值模擬、現場試注等多方面論證區塊實施注氣開發可行性。