薄互層高周期吞吐后化學(xué)輔助面積組合吞吐技術(shù)優(yōu)化

范子宜

(河南油田分公司采油二廠地質(zhì)研究所，河南南陽(yáng) 473400)

井樓油田位于河南省唐河縣境內(nèi)，構(gòu)造上位于泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶西部，油層具有埋藏淺和原油性質(zhì)稠的特點(diǎn)，一般埋深在110～1000米，含油層段為古近系核桃園組核三段Ⅲ～Ⅷ油組。井樓油田中區(qū)位于井樓油田一、二區(qū)北部，八區(qū)西北部，以地層不整合遮擋油藏和巖性油藏為主，H3Ⅲ、H3Ⅳ油組為該區(qū)的主要含油層段，儲(chǔ)集層物性好，為中孔、中－高滲儲(chǔ)層。中區(qū)開(kāi)發(fā)年限長(zhǎng)（30年），吞吐輪次高，單井日產(chǎn)水平低（＜0.6噸），油汽比低（0.14），采出程度低(17.4%)。面積組合吞吐技術(shù)2015年應(yīng)用以來(lái)，有效減緩了油井周期遞減，但同一區(qū)域多輪次面積組合吞吐后，雖進(jìn)行了注汽注氮參數(shù)及配套工藝優(yōu)化，有效輪次僅4～6個(gè)，效果效益明顯變差。

1.剩余油潛力研究

1.1 平面剩余油分部特征

影響平面剩余油分布的因素包括以下幾個(gè)方面：

1.1.1 剝蝕線附近限壓注汽

受井下技術(shù)狀況變差，靠近剝蝕線影響，油井限壓注汽或不再注汽。一方面，因限壓注汽導(dǎo)致注汽效果變差；另一方面，部分井層因?yàn)榈孛岸Ｖ棺⑵罱K低效關(guān)停，造成一定程度的儲(chǔ)量損失，整體采出程度低。

1.1.2 汽竄嚴(yán)重

汽竄導(dǎo)致注入熱量的熱效率降低，影響稠油油藏蒸汽開(kāi)發(fā)的效果。高輪次蒸汽吞吐生產(chǎn)之后，注采井之間可能形成了一條高含水的熱連通通道，一口井注汽會(huì)使另一口井立即見(jiàn)效，此時(shí)從注汽井注入的蒸汽冷凝水可能竄到生產(chǎn)井，表現(xiàn)為含水率上升，甚至接近于100%。

1.1.3 平面非均質(zhì)性強(qiáng)

由于平面非均質(zhì)性的影響，平面上物性好的區(qū)域動(dòng)用程度高，采出程度高；邊部及物性較差的區(qū)域動(dòng)用程度低，采出程度低。

1.1.4 蒸汽吞吐加熱半徑小

利用數(shù)模手段進(jìn)行吞吐加熱半徑的研究，結(jié)果表明，隨著吞吐加熱輪次的增多，井周圍熱波及半徑逐漸增大，當(dāng)吞吐輪次大于8個(gè)周期后，加熱半徑變化不大，剩余油主要在井間富集。

從5個(gè)主力區(qū)塊8個(gè)主力層的平面采出程度分布圖可以看出，高周期吞吐后主力層平面剩余油主要分布在靠近斷層及剝蝕線附近區(qū)域、物性較差的邊部、邊水影響區(qū)、井下故障區(qū)、以及井間滯留區(qū)域。

1.2 縱向剩余油分部特征

油層縱向上的剩余油分布與蒸汽超覆、縱向非均質(zhì)性等因素有關(guān)。井樓中區(qū)油層多，孔滲性、黏度等差異大，由于縱向物性差異大，導(dǎo)致各個(gè)油層的吸汽量和產(chǎn)油量差異大，造成縱向上各層間動(dòng)用不均衡。主要表現(xiàn)為主力層物性好，吸汽好，蒸汽波及體積大，累計(jì)產(chǎn)油量高，采出程度高，剩余油主要集中在原油黏度為普通稠油、超稠油的兼采層。近幾年的剩余油監(jiān)測(cè)資料顯示，中、強(qiáng)動(dòng)用段占總厚度的65%，弱動(dòng)用段及未動(dòng)段占總厚度的35%, 仍存在一定的剩余油潛力。

1.3 剩余油分類評(píng)價(jià)

按影響因素分類，將剩余油分為粘度影響型剩余油、井間滯留型剩余油、井況影響型剩余油及靜態(tài)井網(wǎng)不完善型剩余油，其中潛力最大的為井間滯留型剩余油。

黏度影響型剩余油：井樓中區(qū)Ⅱ6、Ⅲ7層屬超稠油，受粘度高影響，整體動(dòng)用相對(duì)較差，平均采出程度僅8.6%，剩余油表現(xiàn)為普遍分布，連片富集。

井間滯留型剩余油：井樓中區(qū)以特稠油為主，典型層位包括Ⅳ1-3層、Ⅳ9層。由于物性相對(duì)較好，動(dòng)用較高，高周期吞吐后汽竄發(fā)育，平面剩余油特征表現(xiàn)為高度采出，局部富集。

井況影響型剩余油：井樓中區(qū)Ⅳ1-3層為主力層，投產(chǎn)時(shí)間早，北部鄰井剝蝕線，西部有大型斷層，復(fù)雜構(gòu)造形態(tài)導(dǎo)致多輪次高溫蒸汽吞吐后，套管漏失、錯(cuò)斷的油井越來(lái)越多，修井難度大，多數(shù)井由于無(wú)法修復(fù)而報(bào)廢，部分資源儲(chǔ)量無(wú)法有效動(dòng)用，造成平面局部區(qū)域儲(chǔ)量失控。

靜態(tài)井網(wǎng)不完善型剩余油：井樓中區(qū)部分區(qū)域油井鉆遇淺，深層靜態(tài)井網(wǎng)未有效控制，儲(chǔ)量失控嚴(yán)重，區(qū)域采出程度低。平面剩余油特征表現(xiàn)為采出不均，差異富集。

2.面積組合吞吐技術(shù)適宜條件研究

運(yùn)用油藏工程方法評(píng)價(jià)了不同油藏條件面積組合吞吐井組效果，研究明確了面積組合吞吐技術(shù)適宜條件。通過(guò)統(tǒng)計(jì)整理、分析影響區(qū)域組合治理效果的影響因素，最終確定地質(zhì)、開(kāi)發(fā)因素是主要影響因素，其中最主要影響因素有厚度、原油粘度、壓力保持水平以及采出程度。

厚度：薄互層油藏面積注汽油層太薄或者太厚均會(huì)導(dǎo)致效果差、有效率低。因此厚度3～5米、5～8米較適宜。

原油黏度：薄互層區(qū)域組合治理主要在特稠油藏上實(shí)施，普通稠油層與超稠油層均為兼采的薄差層，因此受物性等因素影響，區(qū)域組合治理未取得好的效果。

壓力保持水平：通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，地層壓力保持水平50～80%，油汽比及有效率最高。

采出程度：結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果，認(rèn)為在采出程度小于20%介入組合注汽，油汽比及注汽有效率更高。

3.面積組合吞吐政策界限研究

3.1 選井選區(qū)條件及組合優(yōu)化

通過(guò)回歸層系，優(yōu)化面積組合吞吐井網(wǎng)，有效改善面積治理區(qū)域效果。數(shù)值模擬結(jié)果表明，組合竄通井?dāng)?shù)越多，提高采收率幅度越大。優(yōu)選區(qū)域面積竄，汽竄通道3～10條、熱連通較好、單井多輪次吞吐后竄流嚴(yán)重，蒸汽利用率低的薄互層區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)區(qū)，再根據(jù)采出程度、壓力保持水平等標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選井層，最終確定適宜面積組合吞的潛力層區(qū)，并通過(guò)回采、復(fù)產(chǎn)、修井等手段歸層系。

3.2 注采參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，得到了組合單元最優(yōu)的注采參數(shù)，即氣汽比45:1，注汽強(qiáng)度300噸/米，日排液量50立方米。為進(jìn)一步提升油汽比，改善區(qū)域面積治理效果，在數(shù)模結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不同壓力保持狀況、不同采出狀況油井進(jìn)行差異配注，進(jìn)一步提效。針對(duì)采出程度低、壓力保持水平高的油井，正常配注，擴(kuò)大蒸汽有效波及范圍；針對(duì)采出程度低、壓力保持水平低的油井，加大注汽量，提高區(qū)域地層壓力，動(dòng)用井間剩余油；采出程度高、壓力保持水平高，減少注汽量，輔助治理、防竄；采出程度高、壓力保持水平低，少注汽，不注汽，利用鄰井住汽能量干擾增油。

3.3 節(jié)點(diǎn)調(diào)剖優(yōu)化

面積組合吞吐試驗(yàn)區(qū)的主要矛盾為汽竄，其次為邊水，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)即區(qū)塊邊界、汽竄中心、低部位邊水強(qiáng)淹井采取高強(qiáng)度調(diào)剖封竄，并通過(guò)多輪次轉(zhuǎn)換重點(diǎn)治理井、高低強(qiáng)度調(diào)剖間隔實(shí)施提高多輪次面積組合吞吐井組效果，具體調(diào)剖工藝則應(yīng)根據(jù)單井主要矛盾、孔滲條件、井下管柱情況等進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。并結(jié)合數(shù)模研究結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化了調(diào)剖參數(shù)，其中氣液比最優(yōu)結(jié)果:1:1～2:1，調(diào)剖劑段塞優(yōu)化結(jié)果氮?dú)?泡沫。

3.4 輔助驅(qū)劑配套

主要針對(duì)特超稠油油藏，在正常注汽、調(diào)剖等基礎(chǔ)上輔助配套降黏、二氧化碳采油等技術(shù)，進(jìn)一步提效。具體降黏工藝應(yīng)根據(jù)原油黏度、采出程度及汽竄情況優(yōu)化。

3.5 注氮參數(shù)優(yōu)化

面積組合吞吐井組中汽竄相對(duì)不嚴(yán)重、邊水能量較弱油井，通過(guò)配套氮?dú)廨o助吞吐措施，一方面利用前置氮?dú)夥舛缕Z、邊水，另一方面通過(guò)混注或后置氮?dú)庠瞿苤拧＞唧w根據(jù)單井主要矛盾、采出狀況、原油性質(zhì)對(duì)注氮量及及段塞注入方式進(jìn)行優(yōu)化。

4.組合模式及注汽方式優(yōu)化

4.1 兩種組合優(yōu)化模式

在剩余油潛力認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，參照面積組合吞吐技術(shù)適宜的油藏條件，得到了進(jìn)一步擴(kuò)大化學(xué)輔助面積組合吞吐技術(shù)實(shí)施規(guī)模的兩種模式。

一種是從小變大—小組合有效區(qū)域外擴(kuò)。即小組合有效區(qū)域，優(yōu)選潛力井歸層，連片外擴(kuò)實(shí)施大面積組合。另一種是從無(wú)到有—潛力區(qū)域整體調(diào)整。即層系不規(guī)整的低效區(qū)域?qū)ふ覞摿樱w歸層面積治理。

4.2 三類注汽組合方式

組合區(qū)域進(jìn)一步優(yōu)選后，根據(jù)含油面積、汽竄范圍、采出程度的不同形成了三類注汽組合方式。

其中，含油面積小，采出程度較低的兼采層，一般汽竄范圍小、采出程度小于20%，實(shí)施小組合吞吐模式注汽；而含油面積大，采出程度較高的主力油層，分兩種情況：其一是采出程度在20%-30%之間、汽竄范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，該類油層則采取擴(kuò)大組合，實(shí)施整體面積組合吞吐模式注汽，組合區(qū)域內(nèi)所有汽竄關(guān)聯(lián)井。另一類則是采出程度大于30%的面積竄區(qū)域，則采取局部組合與面狀汽驅(qū)結(jié)合的模式注汽，潛力大井組合，潛力小井干擾受效；無(wú)潛力井防竄。

5.實(shí)施效果

在剩余油潛力認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，參照面積組合吞吐技術(shù)適宜的油藏條件以及面積組合吞吐政策界限，得到了進(jìn)一步擴(kuò)大化學(xué)輔助面積組合吞吐技術(shù)實(shí)施規(guī)模的兩種模式：一是小組合有效區(qū)域，優(yōu)選潛力井歸層，連片外擴(kuò)實(shí)施大面積組合；二是層系不規(guī)整的低效區(qū)域?qū)ふ覞摿樱w歸層面積治理。2021年累計(jì)實(shí)施28井組109井次，覆蓋儲(chǔ)量91萬(wàn)噸，產(chǎn)油1.5萬(wàn)噸，油汽比0.23，階段提高采收率1.6%，預(yù)計(jì)結(jié)束后提高采收率2.3%。

6.結(jié)論

井樓中區(qū)高周期吞吐后平面剩余油分布特征表現(xiàn)為局部、井間剩余油富集，縱向上剩余油多在物性較差、厚度較薄的層內(nèi)或?qū)娱g。共分為五種剩余油潛力類型，其中潛力最大的為井間滯留型剩余油，其次為粘度影響型，井況影響型、層間非均質(zhì)型、靜態(tài)井網(wǎng)不完善型剩余油較少。

面積組合吞吐技術(shù)適宜條件為油層厚度3～5、5～8米，采出程度小于20%，原油性質(zhì)為特稠油，壓力保持水平為50～80%。

數(shù)模與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)合，優(yōu)化研究得到了化學(xué)輔助面積組合吞吐技術(shù)政策界限。

理論與實(shí)踐結(jié)合，形成了小組合有效區(qū)域外擴(kuò)、潛力區(qū)域整體調(diào)整兩種組合優(yōu)化模式；優(yōu)化形成了小組合、整體組合、局部組合+面狀汽驅(qū)等三類組合注汽方式。