板橋油田稠油開采現(xiàn)狀探究

孫徽 孟祥彬

摘 要：在老油田開發(fā)的中后期，新發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)油油層會(huì)越來越少，現(xiàn)有油井的采收率也在不斷下降，因此提高現(xiàn)有油藏中的剩余油的采出程度，并降低含水，就成為了提高采收率的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：稠油;開采方式;采收率

目前世界上常規(guī)石油和天然氣各有大約1300-1600 億立方米原油當(dāng)量的剩余儲(chǔ)量，而稠油的地質(zhì)儲(chǔ)量約為10000 億立方米。巨大的資源量決定了稠油將是21世紀(jì)人類社會(huì)的主要能源。隨著原油價(jià)格的持續(xù)升高和世界對(duì)原油需求的不斷增長，以及稠油開采技術(shù)的不斷發(fā)展和開采成本的持續(xù)降低，稠油在滿足世界能源需求中的作用會(huì)日益增加。

一：國內(nèi)稠油開發(fā)技術(shù)

目前國內(nèi)稠油開采方式主要有：蒸汽吞吐開采稠油技術(shù)、常規(guī)水驅(qū)開采稠油技術(shù)、稠油汽驅(qū)開采技術(shù)、出砂冷采技術(shù)。

二：板橋油田開采現(xiàn)狀

板橋油田經(jīng)過四十年的開發(fā)，目前已進(jìn)入中高含水期，地層能量枯竭，油井含水上升快、含水高，產(chǎn)油量低。如何提高剩余油采出率，尤其是稠油的采出率，是當(dāng)前面臨的主要問題。

板橋油田目前對(duì)于稠油的開采主要是出砂冷采和常規(guī)水驅(qū)開采這兩種方式。

出砂冷采就是不注熱、不防砂，利用螺桿泵將原油和砂一起采出。（出砂冷采是衰竭式開采中最被人推崇的開采方式）。

這種方式的主要開采機(jī)理及特點(diǎn)是：一是形成“蚯蚓洞”，提高油層的滲透率;二是形成了泡沫油，給原油提供內(nèi)部驅(qū)動(dòng)能量;三是上覆地層的壓實(shí)作用;四是遠(yuǎn)距離邊底水的驅(qū)動(dòng)作用。

這種開采方式突出優(yōu)點(diǎn)是成本低、產(chǎn)能高、風(fēng)險(xiǎn)小。不利的一面是采收率低，一般為15%左右;另外對(duì)油砂的處理是個(gè)較大的問題。油砂處理費(fèi)占開采成本的比例最高。

水驅(qū)開采低粘度稠油技術(shù)，這種技術(shù)就是注水開采。稠油油藏水驅(qū)生產(chǎn)特點(diǎn)是：見水早，低含水期短;中期含水上升快;采出程度大多在10-25%;5-10%的原油在高含水期間采出，水油比高，采出期長，成本高

水驅(qū)后油藏存在的主要問題是：縱向上油層下部由層內(nèi)矛盾和重力產(chǎn)生的強(qiáng)水洗;一套井網(wǎng)多層開采注入水沿高滲層竄流，層間矛盾加大，平面上沿主流線水竄。常規(guī)水驅(qū)的稠油油藏具有較高的剩余儲(chǔ)量，是大幅度提高采收率的有力條件。稠油由于粘度大，流動(dòng)性差，所以稠油開采面臨的主要問題是如何降低原油的粘度，增加流動(dòng)性。為了提高剩余油的采出率，板橋油田于2018年底引入了“二氧化碳”驅(qū)油技術(shù)，來提高油井的產(chǎn)量。

三：二氧化碳驅(qū)油機(jī)理

利用注CO2來提高原油的采收率是發(fā)展較快的一項(xiàng)工藝技術(shù)，經(jīng)過多年的現(xiàn)場應(yīng)用，已經(jīng)有了許多？原油降粘、降低原油界面張力、提高滲透率和溶解氣驅(qū)五個(gè)方面。

原油膨脹：氣態(tài)的二氧化碳可以高度溶解在碳?xì)浠衔镏校乖腕w積明顯膨脹，膨脹系數(shù)反映了原油注氣后的膨脹能力。研究發(fā)現(xiàn)123.8立方米的二氧化碳溶解在1立方米的原油中可以使其體積膨脹10-40%，但對(duì)于稠油來說，大約膨脹5-10%。

降低原油年度：隨著二氧化碳在稠油里的溶解度不斷增加，原油粘度顯著下降，原油的粘度甚至?xí)陆档匠跏颊扯戎档?/10-1/100，原油粘度初始值越高，降粘效果越好。越有粘度和流度的降低，使原油流動(dòng)性提高，從而提高采收率。在一定溫度壓力下，50-100立方米的二氧化碳溶解在1立方米的原油里，可以增加10%-20%的原油體積，減少90%以上的粘度。

降低油水表面張力：據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，注入二氧化碳可以使油和水之間的表面張力降低30%左右。

改善油水流度比：因大量注入的CO2在原油中的溶解，使原油粘度降低，流度增加，而水中溶解二氧化碳后會(huì)呈現(xiàn)碳酸化，粘度增加，流度降低，從而使原油和水的流度趨于接近，使水的驅(qū)油能力提高，同時(shí)也進(jìn)一步擴(kuò)大了水驅(qū)的波及面積，大大提高了掃油面積。

提高油層的滲透率：二氧化碳和水可以產(chǎn)生碳酸，可以與石灰石和白云石發(fā)生反應(yīng)，提高滲透率，從而提高原油采收率。經(jīng)實(shí)驗(yàn)顯示，經(jīng)二氧化碳酸水驅(qū)替后，白云石的滲透率提高了近三倍。

溶解氣驅(qū)：停注二氧化碳后，油藏壓力下降，溶解在原油里的二氧化碳會(huì)釋放出來，類似于溶解氣驅(qū)，釋放的氣體可以提高采收率。另外一些二氧化碳驅(qū)替原油后站據(jù)一定的空隙空間，成了束縛氣，也可以使原油增產(chǎn)。

萃取和氣化原油中的輕質(zhì)烴：CO2吞吐浸泡期間，CO2能夠萃取和汽化原油中的輕質(zhì)組分，形成CO2富氣相，從而減少注入氣和原油之間的界面張力，減少原油的流動(dòng)阻力，使油更易于流動(dòng)，提高波及效率。

四：板橋油田二氧化碳現(xiàn)場應(yīng)用情況

板橋油田經(jīng)過多年的開發(fā)，目前大多數(shù)油井的含水在50%以上，發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)儲(chǔ)量的難度越來越大，要想提高采收率只有從現(xiàn)有的油井上挖潛，提高單井的產(chǎn)量。由于多年的開采，各個(gè)區(qū)塊的采出程度高，剩余油開采潛力也不大。而稠油區(qū)塊由于原油粘度大，采出程度小，潛力較大。因此2018年底到2019年初，采油廠決定引入二氧化碳吞吐技術(shù)在BAN64斷塊注入二氧化碳來提高單井的產(chǎn)量。這個(gè)斷塊，原油粘度高，開采時(shí)間短，主要開采層系為館陶油組，巖性為砂巖、細(xì)砂巖和泥質(zhì)砂巖。多數(shù)油井原油粘度50度時(shí)，在幾百到兩千帕.秒。這個(gè)斷塊是注水開發(fā)，多數(shù)油井用螺桿泵開采。由于層間矛盾大，水淹嚴(yán)重，注水開發(fā)的效果不理想。單井日產(chǎn)油只有1-2噸/天，含水在90%以上，動(dòng)液面平均在300米左右。因此2019年這個(gè)斷塊上先后選取了8口油井，開展了注入CO2來提高油井產(chǎn)量的先導(dǎo)性研究。

這幾口井的選井條件是，油井井況良好，套管完好，沒有破損、漏失，油井不出砂。油層含油飽和度高，油層采出程度低。油層的滲透率、孔隙度不能低，同時(shí)圈閉行良好，注入過程中不會(huì)發(fā)生氣竄。

每口井注入CO2約幾百噸左右。注入后開井生產(chǎn)，8口井累計(jì)共增產(chǎn)原油9329.93噸，累計(jì)減少采出水共27353.33方。

單井案例

選取先導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)中的一口螺桿泵井為例，注水開采時(shí)，該井生產(chǎn)油層由注水井注水補(bǔ)充地層能量。日產(chǎn)油1.5噸，含水97%。2019年6月13日注二氧化碳作業(yè)。燜井后放噴出液，作業(yè)后改為抽油泵生產(chǎn)，平均日產(chǎn)油5噸，平均含水63%。在有效期內(nèi)累計(jì)增油1562噸，累計(jì)減少出水23518方。后因油井不出，關(guān)井等待第二次二氧化碳吞吐作業(yè)。

五：結(jié)論

經(jīng)過理論上的探討和現(xiàn)場應(yīng)用表明，二氧化碳吞吐技術(shù)是一項(xiàng)可行的稠油開采技術(shù)，非常適合應(yīng)用于稠油油井的開采。應(yīng)用后能降低原油粘度和油水粘度比，改善地層原油的流動(dòng)性能;提高地層的供液能力和單井日產(chǎn)油量，減少出水;提高蒸汽吞吐回采水率，有利于提高蒸汽吞吐效果;能夠調(diào)整油層縱向吸蒸汽剖面，提高油層縱向動(dòng)用程度。以外還能提高油層的采出程度，挖掘油層的剩余油潛力，經(jīng)對(duì)比分析可以看出，在板橋油田注二氧化碳開采的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于注水開發(fā)的效果，在稠油區(qū)塊，尤其是注水后水驅(qū)效果遞減的區(qū)塊，注入二氧化碳后，油井的日產(chǎn)油量增加，增產(chǎn)效果明顯。實(shí)踐表明注二氧化碳開采，是非常有效的稠油開采方法，能提高油井的產(chǎn)油量，降低出水。在今后措施中，應(yīng)該進(jìn)一步探究二氧化碳的注入量和油層的厚度，含油飽和性、空隙度、滲透率以及油井圈閉之間的聯(lián)系，注入后探討油井的工作制度，對(duì)有效期的影響，盡量延長注入后的開采有效期，減少注入的次數(shù)，降低原油的開采成本，提高油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

（大港油田第四采油廠（灘海開發(fā)公司）? 天津 300280）