复合热载体吞吐注采参数物理模拟优化

刘向斌，王贤君，王海静，李庆松，孙国辉

(中油大庆油田有限责任公司，黑龙江 大庆 163453)

1 实验条件及方法

模拟油:脱气原油与煤油按一定的比例配制，45℃下原油黏度为14.2 mPa·s。水:油田采出水。复合热载体组成:N2为 75.92%，CO2为11.32%，水蒸汽为12.76%。管式岩心模型:石英砂填充管，长度为30 cm，直径为3.8 cm。实验步骤［1－3］主要包括:①抽真空，饱和地层水，测定渗透率、孔隙度，饱和油;②设定蒸汽发生器的实验温度，通过气体质量流量计将N2、CO2和水按设定的比例注入蒸汽发生器中，待混合气体加热到设定的实验温度后按设定的速度和注入量注入，然后按设计的时间关闭岩心入口和出口，确保发生充分的能量交换;③在控制放喷压力下打开进口阀门，使油气流出，直到没有流体流出为止，通过油、气、水三相自动计量装置，分别计量油、水、气的体积;④在研究吞吐周期对吞吐效果等影响时，重复步骤②、③，共计5个周期。

2 实验结果与分析

2.1 注入温度对复合热载体吞吐效果的影响

在其他实验条件相同情况下，在260、280、300、320℃温度下对萨北过渡带的非均质岩心进行复合热载体吞吐实验。其中，含油饱和度为71.33%;注入压力为20.9 MPa;放喷压力为7.4 MPa;注入量实验室为7.68 cm3，折算到现场每米油层注入量为 4.5 ×104Nm3(标准状况下)［4－5］;实验室闷井时间为2.5 min，折算到现场为6.5 d。实验结果见表1。从表1可知，吞吐温度从260℃升至280℃，各周期的累计采收率和累计产液量均明显提高，280℃后随着温度增加，累计采收率、累计产液量增加幅度非常小，甚至降低。因此，优选注入温度为280℃。

表1 吞吐温度与采收率及产液量变化规律实验数据

2.2 注入压力对复合热载体吞吐效果的影响

在280℃、放喷压力为7.4 MPa条件下，对萨北过渡带4种不同注入压力下的非均质岩心进行复合热载体吞吐实验［6－7］。复合热载体吞吐实验与实际参数对照情况见表2，实验结果见表3。

表2 复合热载体吞吐实验与实际参数对照

表3 吞吐注入压力与采收率及含水率变化规律实验数据

由表3可知，注入压力为20.9 MPa时，各周期的累计采收率均最高，其次为24.4 MPa。同时注入压力从20.9 MPa升至24.4 MPa，含水率在第3、4、5周期分别升高了 5.76、5.14、4.76 个百分点。因此，优选的注入压力为20.9 MPa。

2.3 注入量对复合热载体吞吐效果的影响

在注入温度为280℃、注入压力为20.9 MPa、放喷压力为7.4 MPa及含油饱和度为70.38%～72.21%的条件下，对萨北过渡带进行5种不同注入量的复合热载体吞吐实验［8－10］，实验参数见表4，结果见表5。

表4 复合热载体吞吐实验与实际参数对照

表5 吞吐注入量与采收率及含水率变化规律实验数据

由表5可知，注入量为7.6 cm3时周期采收率最高，注入量为8.5 cm3时次之，且两者相差不是很大，但注入量为7.6 cm3时各周期含水率均最高，因此实验室优选的复合热载体吞吐的注入量为8.5 cm3。

2.4 闷井时间对复合热载体吞吐效果的影响

在注入温度为280℃、注入压力为20.9 MPa及含油饱和度为71.48% ～74.07%的条件下，对萨北过渡带进行5种不同闷井时间的复合热载体吞吐实验，实验参数见表6，结果见表7。

表6 复合热载体吞吐实验与实际参数对照

由表7可知，实验室闷井时间为150 s时，各周期采收率最高，其次为190 s。闷井时间为190 s时，各周期的含水率明显高于闷井时间为150 s时的含水率，因此优选的复合热载体吞吐的闷井时间为150 s，折算到现场为6.5 d。

表7 吞吐闷井时间与采收率及含水率变化规律实验数据

2.5 放喷压力对复合热载体吞吐效果的影响

在注入温度为280℃、注入压力为20.9 MPa、含油饱和度为72.25%的条件下，对萨北过渡带进行 5 种不同放喷压力(3.4、5.4、6.4、7.4、8.4 MPa)的复合热载体吞吐实验。其中，注入量实验室为8.5cm3，折算到现场每米油层注入量为4.98×104m3;闷井时间实验室为2.5 min，折算到现场为6.5 d。实验结果见表8。

由表8可见，复合热载体吞吐时放喷压力越低，累计采收率越高。但放喷压力过低，气油比增加。在放喷阶段，应合理控制放喷压力，放喷压力应高于目前生产压力(5.4 MPa)，因此，放喷压力选择为5.4～6.4 MPa。

表8 吞吐放喷压力与采收率及含水率变化规律实验数据

3 现场试验

利用上述优化结果，在萨北过渡带开展了16口井现场试验。注入参数:累计注气量为323559 m3，注气温度为280℃，注气压力为20.9 MPa，闷井时间为6.5 d，放喷压力为5.9 MPa，吞吐1个周期。前期已完成下泵的5口试验井均取得了较好的效果，见表9。如北2－2－斜90井见效高峰期日产液为39.3 t/d，日产油为7.3 t/d，含水为68%，与措施前相比日增液为19.8 t/d，日增油为6.2 t/d，含水下降26.2个百分点，目前日增油为0.5 t/d，累计增油为793.7 t，有效期已达16个月，投入产出比为1.0∶5.9，预计有效期达20个月，投入产出比达1.0∶7.0以上。

表9 复合热载体吞吐现场试验效果统计

4 结论

(1)优化出萨北过渡带复合热载体吞吐参数:注入温度为280℃、注入压力为20.9 MPa、每米油层注入量为4.98×104m3、闷井时间为6.5 d、放喷压力为5.4～6.5 MPa，吞吐3个周期。

(2)对于萨北过渡带来说，复合热载体吞吐是一项很有前景的增油技术。

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