CO2三元复合吞吐影响因素分析——以曙光油田杜229断块为例

卢 艳，喻高明，宋刚祥，袁小平

(长江大学石油工程学院，湖北 荆州 434023)

CO2三元复合吞吐影响因素分析
——以曙光油田杜229断块为例

卢 艳，喻高明，宋刚祥，袁小平

(长江大学石油工程学院，湖北 荆州 434023)

针对不同活性剂注入浓度、CO2和蒸汽注入量、油藏黏度等影响CO2三元复合吞吐效果的因素进行数值模拟研究。研究结果表明，在一定范围内，累积采出程度随表面活性剂浓度增大而增大，但表面活性剂浓度增大到一定值后对吞吐效果的影响不大；CO2注入量越大，周期采出程度和周期油汽比增加幅度越大，当CO2注入量超过一定值后，周期采出程度和周期油汽比的增幅不大；随着蒸汽注入量的减少，周期采出程度变化不大，而周期油汽比有较大幅度增加；CO2三元复合吞吐技术更适合于超稠油油藏的开发。

超稠油；三元复合吞吐；蒸汽吞吐

稠油蒸汽吞吐井随吞吐轮次增加，开采效果变差，而CO2三元复合吞吐技术具有调剖、溶解、降粘、提高油层能量等综合作用[1]，能够有效改善稠油在地层中的流动性，从而提高油层的动用程度，提高稠油油藏采收率，最终实现油田稳产的目标。在利用该技术时，蒸汽的注入使油层温度升高，黏度下降；CO2和表面活性剂助剂对蒸汽吞吐起辅助作用，从而改善吞吐效果[2-3]。笔者针对活性剂注入浓度、CO2和蒸汽注入量、油藏黏度等影响CO2三元复合吞吐效果的因素进行研究，分析了吞吐效果对各个因素的敏感性，以便为稠油开采中应用该技术提供参考。

1 建立模型

曙光油田曙一区兴隆台油层是一较大宽缓鼻状构造，其中杜229断块是四周被断层围限且向东倾伏的断鼻构造。油藏埋深840～940m，油层有效厚度38.2m，孔隙度30.4%，渗透率1.32×10-3μm2，20℃时原油密度1.0023g/cm3，50℃时原油黏度7.76×104mPa·s，属于超稠油油藏。

选择位于曙光油田南部超稠油区杜229块的一个井组(共9口井)作为研究对象，采用CMG软件进行数值模拟。平面上，X方向布9个网格，Y方向布9个网格，网格间距24m。为了确切反映垂向上的非均质性，充分暴露层间矛盾，真实地反映不渗透或低渗透夹层在油藏开发中的作用，根据地层沉积旋回及夹层的分布特点，在纵向上将该油组划分为9层，模型网格节点数为9×9×5=405。

2 影响因素分析

模拟计算了不同活性剂注入浓度、不同CO2注入量、不同周期蒸汽注入量和不同油藏黏度对CO2三元复合吞吐的影响。模拟时选取注采参数如下：井底蒸汽干度0.7，注汽强度16.7t/(m·d)，焖井3d，产液速度3.13m3/(m·d)，周期注汽量130t/m。分别注入不同量的CO2、表面活性剂和蒸汽，吞吐5个周期，利用数值模拟研究吞吐效果对于各个因素的敏感性。

1)活性剂浓度 在设定油藏温度、压力条件下，模拟原油黏度50000mPa·s，吞吐5个周期，各方案模型每周期蒸汽和CO2注入量相同，活性剂浓度分别选用1‰、3‰和5‰。生产指标模拟结果如图1所示。

图1 表面活性剂浓度与累积采出程度关系曲线

由图1可知，在蒸汽、CO2注入量一定的情况下，随着表面活性剂浓度的增加，累积采出程度逐渐上升，驱替效果变好，这是因为表面活性剂的注入能够降低原油与地层岩石之间的界面张力，提高洗油效果和降低原油黏度，而CO2注入时形成的泡沫相具有调剖作用，可以提高吞吐过程中热量的波及系数，从而提高采油量[4-5]。此外，当表面活性剂浓度达到5‰后累积采出程度不再变化，其原因是表面活性剂与地层原油的接触体积有限所致。

2)CO2注入量 为了探究CO2三元复合吞吐中合理的CO2注入量，设计CO2注入量分别为蒸汽注入量的5%、10%和15%的方案进行数值模拟，生产指标模拟结果分别如图2和图3所示。从图2和图3可以看出，从第1周期至第2周期，周期采出程度和油汽比快速增加，第2周期后周期采出程度和油汽比变化不大，且周期采出程度和油汽比随着CO2注入量的增大而增大，其原因是吞吐时注入油层中的CO2与原油充分接触以改善其性质，从而增加周期采出程度和油汽比。此外，当CO2注入量超过一定值后，周期采出程度和油汽比的增幅不大，这是由于CO2在原油中溶解能力有一定限度，因而对吞吐效果的影响有限[6]。

图2 不同CO2注入量下周期数与周期采出程度的关系 图3 不同CO2注入量下周期数与油汽比的关系

3)蒸汽注入量 分别设计在原始蒸汽注入量基础上下降10%和20%的蒸汽注入量的方案，与原始蒸汽注入量方案进行对比，生产指标模拟结果如图4和图5所示。由图4和图5可知，在同一蒸汽注入量下，从第1周期至第2周期，周期采出程度和油汽比快速增加，第2周期后周期采出程度和油汽比变化不大；在同一周期下，随着蒸汽注入量的减少，周期采出程度变化不大，而油汽比逐渐增加，并且增加幅度相对较大。

图4 不同蒸汽注入量下周期数与生产指标关系曲线

4)油藏黏度 为了解CO2三元复合吞吐对各类稠油油藏的开发效果，利用数值模拟对2类不同稠油油藏(黏度分别为5500mPa·s和50000mPa·s)展开研究。生产指标数值模拟结果如图5所示。从图5可看出，稠油油藏黏度越高，其周期采出程度和周期油汽比的增加幅度越大，因而CO2三元复合吞吐技术更适合于超稠油油藏。

图5 不同原油黏度下周期数与生产指标关系曲线

3 结 论

1)在一定范围内，累积采出程度随表面活性剂浓度增大而增大，但表面活性剂浓度增大到一定值后对吞吐效果的影响不大。

2)CO2注入量越大，周期采出程度和周期油汽比增加幅度越大，当CO2注入量超过一定值后，周期采出程度和周期油汽比的增幅不大。

3)随着蒸汽注入量的减少，周期采出程度变化不大，而周期油汽比有较大幅度增加。

4)CO2三元复合吞吐技术更适合于超稠油油藏的开发。

[1]陈良，张庆，蒋宇，等.稠油不加热技术技术现状与应用探讨[J].天然气与石油，2010，28(1)：6-9.

[2]王丽，卜祥福，伍锐东.CO2混相驱提高原有采收率的研究现状及发展前景[J].石油化工应用，2010，29(2-3)：4-7.

[3]欧阳传湘，闫利恒，姚梦多，等.超稠油三元复合吞吐物理模拟实验研究[J].新疆石油天然气，2007，3(4)：40-43.

[4]王丽洁，李成芹，孟强.曙一区中深层稠油油藏改善高周期吞吐效果技术对策[J].石油地质与工程，2008，22(6)：30-32.

[5]孟科全，唐晓东，邹雯炆，等.稠油降粘技术研究进展[J].天然气与石油，2009，27(3)：30-34.

[6]沈德煌，张义堂，张霞，等.稠油油藏蒸汽吞吐后转注CO2吞吐开采研究[J].石油学报，2005，26(1)：83-86.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.026

TE357.4

A

1673-1409(2012)12-N081-03