千 12块稠油油藏转氮气泡沫驱研究

2010-09-15殷方好刘慧卿杨晓莉

特种油气藏 2010年3期

关键词：单井气液稠油

殷方好,刘慧卿,杨晓莉,雄梅,张辉

(1.中国石油大学,北京 102249;2.中油辽河油田公司,辽宁盘锦 124010)

千 12块稠油油藏转氮气泡沫驱研究

殷方好1,刘慧卿1,杨晓莉2,雄梅2,张辉2

(1.中国石油大学,北京 102249;2.中油辽河油田公司,辽宁盘锦 124010)

为改善辽河油田千 12块莲花油层稠油油藏蒸汽吞吐和水驱的开发效果,开展了氮气泡沫驱提高采收率数值模拟研究。选取该区块主力断块千 22块建立三维地质模型,在历史拟合的基础上,对氮气泡沫驱注采参数进行优化设计,并进行生产指标预测。研究结果表明,周期氮气泡沫驱比连续泡沫驱效果好,最佳注采参数为:注泡沫 2个月,然后开井生产 4个月为 1个周期,单井注液速度为 50 m3/d,最佳气液比为 1∶1至 1.5∶1.0之间,最佳泡沫剂质量浓度为 0.5%。该块采用氮气泡沫驱技术可以较好地改善稠油开发效果,达到降水增油和提高原油采收率的目的。

稠油油藏;氮气泡沫驱;数值模拟;注采参数优化;千 12块莲花油层

前言

稠油开采具有极其重要的战略地位和意义,目前已经成为石油工作者研究的重点和难点之一。随着油田开发技术的不断提高,氮气泡沫驱能够同时提高波及系数和驱油效率,逐渐被提出并应用于油田的开发中,并取得很好的经济效益[1]。千 12块莲花油层 1992年开始蒸汽吞吐,1996年 7月注水开采,截至目前,水侵严重,开发效果差。为寻求能够高效开发该油田和类似稠油油田的技术,开展氮气泡沫驱技术研究。在进行精细油藏地质描述的基础上,以千 12块莲花油层主力断块千 22块作为研究对象,开展氮气泡沫驱油藏数值模拟研究[2],以探讨该技术在稠油油田应用的可行性。

1 油藏概况

千 22块莲花油层位于欢西油田千 12块顶部,以千 22断层为界,南部以 70-58断层为界。含油面积为 0.5 km2,石油地质储量为 278×104t,地层由东北向西南倾斜,地层倾角为 3～4°,构造高点在千 22井附近,区内无小断层,属断层遮挡的构造 -岩性油藏,构造简单。油层埋深为 986.5～1 181.6 m,发育莲Ⅰ、莲Ⅱ2套油层组:莲Ⅰ油层组全区发育较稳定,储层平均厚度为 22.5 m;莲Ⅱ油组变化大,由西向东逐渐变厚,储层平均厚度约为 14 m。储层物性好,平均孔隙度为 28.7%,平均渗透率为 496×10-3μm2,20℃地面脱气原油密度为 0.963 7 g/cm3,50℃地面脱气原油黏度为393.6 mPa·s。

2 建模及历史拟合

2.1 建立地质模型

根据地质解释的小层数据,将油藏沿纵向划分为 11个小层,平面网格为均匀网格,网格步长为12.5 m,数值模拟总节点数为 60 060个。网格确定后,网格参数依据前期油藏三维地质建模结果进行粗化,直接导出模型,得到模拟计算时初始化模型的场参数资料数据[3]。

2.2 历史拟合

截至 2008年 7月,该模拟区内共有油水井 80口,先期进行蒸汽吞吐开发,后期转注水井 24口。根据基础资料对模拟区内从 1992年 3月至 2008年 7月的实际生产动态资料进行统计,并进行历史拟合。

(1)储量拟合。通过数值模拟计算,得到研究区内石油地质储量为 277.53×104t,实际石油地质储量为 278×104t,模拟计算误差为0.17%,达到数值模拟精度的要求。

(2)单井指标拟合。由于单井产油和产水资料相对齐全,因此该断块主要选择累计产油量和累计产水量作为单井主要拟合指标(表 1)。

表 1 单井指标拟合状况

单井累计产油量和累计产水量拟合结果表明,相对误差小于 5%的井所占比例远大于 70%,符合单井拟合指标要求。

(3)区块综合指标。从区块综合开发指标拟合结果可看出,符合率较高,达到拟合要求(表 2)。

表 2 千 22断块综合指标拟合状况

3 氮气泡沫驱参数优选

3.1 驱动方式选择

根据千 22块目前的井网注采关系,设计连续氮气泡沫驱和周期氮气泡沫驱 2种驱动方式。连续氮气泡沫驱是将目前的注水井改为泡沫注入井进行连续注入,生产井以连续生产方式进行生产;周期氮气泡沫驱是注水井注泡沫时,生产井关闭,连续注泡沫 2～3个月,然后生产井开井生产 3个月,保持注采比为 1.2～1.5。

由表 3可以看出,周期泡沫驱的效果明显好于连续泡沫驱,因此,选择周期泡沫驱驱动方式。

表 3 驱动方式结果对比

3.2 气液比参数优选

气液比参数的优选通过实验方法得到[4-6]。分别用气液比为 3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3的氮气泡沫进行驱替,确定最大阻力因子对应的参数为最佳气液比(表 4)。

表 4 不同气液比优化结果

由表 4可以看出,气液比在 1∶1至 1.5∶1左右时可达到最大阻力因子,因此可以据此确定最佳气液比为 1∶1至 1.5∶1.0之间。

3.3 泡沫驱注入时间优化

对周期泡沫驱的注泡沫时间进行优化,分别对比注泡沫 1个月、2个月和 3个月的开发效果。生产周期按 6个月为一个间歇轮次,即注泡沫 1个月对应生产 5个月,注泡沫 2月对应生产 4个月,注泡沫 3个月对应生产 3个月。由计算结果可知,3种方案的累计产液量相差不大,可以对比累计产油量或采出程度来优化周期泡沫注采参数。

图 1为注泡沫 1个月、2个月和 3个月时从方案预测时间开始至 2019年年底阶段的采出程度。

图 1 不同注气时间阶段采出程度随生产时间变化曲线

由此看出,注泡沫 2个月后开井生产的周期泡沫驱开发效果最好。其原因为:注泡沫 1个月时,泡沫的总注入量虽然相同,但是此时注入速度大,对泡沫的稳定性影响较大,再注入阶段泡沫不能有效扩散驱动原油,在生产阶段泡沫封堵能力下降,不能有效抑制气相的窜流;注泡沫 3个月时生产时间缩短为 3个月,以大排量开井生产,此时地层不能有效供液,而且大排量生产容易造成生产井井底附近压力扰动,影响泡沫的稳定性,降低泡沫的封堵能力[7]。

4 方案预测结果

在注入参数优选的基础上,对千 22块稠油氮气泡沫驱进行生产动态预测。将注水方案作为基础方案,与氮气泡沫驱动方式进行对比预测[8-10]。氮气泡沫驱的设计参数为:注采比为 1.0∶1.3,发泡剂溶液注入速度为 50 m3/d,气液比为 1.0∶1.2,泡沫剂浓度为 0.5%,注入 2个月,生产井生产 4个月为 1个周期。