稠油油藏混合气吞吐参数优化数模研究

周 翔

(成都理工大学 能源学院，四川 成都 610059)

稠油油藏混合气吞吐参数优化数模研究

周 翔

(成都理工大学 能源学院，四川 成都 610059)

CO2吞吐可提高稠油开发效果，注N2可使稠油控水增油，还能够补充地层能量。因此，采用N2与CO2混合注入的方式开采稠油将起到更加有效的开发效果。针对N2与CO2吞吐开发稠油如何能达到最佳的开发效果的问题，本研究采用数值模拟技术，从N2和CO2注入量、CO2注气速度、焖井时间、周期生产时间和周期数等六个方面进行优化研究，确定最优的注气吞吐开发技术参数。该研究成果能够为类似稠油油藏的开发提供借鉴。

稠油油藏;氮气;二氧化碳;吞吐;数值模拟

CO2吞吐技术因成本低、可回收重复利用、环保以及与原油较好的混溶性等特点而被广泛应用[1-3]。CO2降黏效果研究表明，原油黏度越高，注入CO2后稠油黏度降低越明显[4-7]，氮气注入技术是稠油控水增油的主要方式之一，并能起到补充地层能量的作用[8]。因此，将N2与CO2混合气体注入稠油油藏，对开采稠油将达到更加有效的开发效果。本研究采用数值模拟技术，从N2以及CO2周期注入量、CO2周期注气速度、焖井时间、周期生产时间等方面进行优化研究，遴选最优的注N2与CO2混合气体吞吐开发技术参数。为类似油藏的开发提供一定的借鉴意义。

1 模型概况

三维地质模型采用角点变深度网格，平面网格数为106×47,平面网格步长为5m,纵向上层系5小层，孔隙度平均值为21.0%，渗透率平均值为828mD。原油密度为0.98 g/cm3，粘度在温度为50℃时是3559 mPa·s，采用一口水平井开发。

2 N2与CO2混合气吞吐开发参数优化

2.1 N2周期注入量优选

改变N2周期注入量，研究油井的生产变化(如表1所示)。从预测结果可以看出：当油藏注入N2后，增油量和换油率随N2注入量的增大总体上呈先增大后降低的趋势。在N2注入量达到8×104m3时，累产油量为2.3×104m3，与弹性开采的产量相比增油量为0.46×104m3，换油率为2.48，开发效果最好。

表1 不同N2周期注入量效果对比表

表1(续)

2.2 CO2周期注入量优选

改变CO2周期注入量，研究油井的生产变化(如表2所示)。从预测结果可以看出：日产液量随CO2注入量增大而增大，含水率随CO2注入量增大而降低;增油量和换油率随CO2注入量增大呈先增加后降低的趋势。在CO2注入量为800吨时，累产油量为2.6×104m3，增油量为0.76×104m3，换油率为2.72，开发效果最好。

表2 不同CO2周期注入量效果对比表

2.3 CO2周期注入速度优选

改变CO2注入速度，研究油井的生产变化(如表3所示)。从预测结果来看: 日产液量随CO2注入速度的增大先升高后降低，含水率随CO2注入速度的增大先降低后升高; 增油量和换油率在随CO2注入速度的增大呈先增加后降低的趋势。在CO2注入速度为115t/d时，累产油量为2.6×104m3，增油量为0.76×104m3，换油率为2.72，开发效果最好。

表3 不同CO2周期注入速度效果对比表

2.4 焖井时间优选

改变吞吐过程中的焖井时间，研究油井生产变化(如表4所示)。从预测结果来看：日产液量随焖井时间的延长先升高后降低，含水率随焖井时间的延长先降低后升高；增油量和换油率随焖井时间的延长呈先增加后降低的趋势。在焖井时间达到30天时，累产油量为2.6×104m3，增油量为0.76×104m3，换油率为2.72，开发效果最好。

表4 不同焖井时间效果对比表

2.5 周期生产时间优选

改变周期生产时间，研究油井生产变化(如表5所示)。从预测结果来看：日产液量随周期生产时间的延长而降低，含水率随周期生产时间的延长而升高；增油量和换油率在随周期生产时间的延长呈先增加后降低的趋势。在周期生产时间为180天时，累产油量为2.6×104m3，增油量为0.76×104m3，换油率为2.72，开发效果最好。

表5 不同周期生产时间效果对比表

2.6 周期数优选

不同周期数对油井生产影响(如表6所示)，研究结果表明：产油量、增油量和换油率随周期数的增加而降低，前三周期产油量相对较高，第四、五周期产油量相对较低。第三周期到第四周期，增油量从0.27×104m3降至0.094×104m3，降低幅度达到65.2%；换油率从2.90降至1.01，降低幅度达到65.2%，因此，优选出吞吐周期为3个周期。

表6 推荐方案指标统计表

3 结论与建议

(1)研究结果表明以N2与CO2混合气体为介质的注气吞吐开采方式，能有效提高稠油油藏的开发效果。

(2)参数优化研究结果表明，优化的注气吞吐参数： N2周期注入量8×104m3， CO2周期注入量800t，CO2周期注入速度115t/d，周期焖井时间30天，周期生产时间180天。

(3)预测期内产油量、增油量和换油率随周期数的增加而降低，前三周期产油量相对较高，第四、五周期产油量相对较低，吞吐周期数为3个周期可以作为最优的生产周期。

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(本文文献格式：周 翔.稠油油藏混合气吞吐参数优化数模研究[J].山东化工，2016，45(08)：89-91.)

Parameters Optimization Study of Mixture Gas Huff and Puff Process in Heavy Oil Reservoirs Using Numerical Simulation Method

Zhou Xiang

(College of Energy, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059,China)

CO2huff and puff process can improve the oil recovery in the heavy oil reservoir, N2can be used to control the water cut and increase oil production, and also the reservoir pressure can be maintained. Therefore, when N2and CO2were injected together, the oil recovery can be more efficient. To study how to obtain the best production performance using the N2and CO2huff and puff process, numerical simulation study was applied, and the parameters in terms of amount of injected N2and CO2, CO2injection rate, soaking time, cyclic production time, amount of production cyclic were researched, and the optimal parameters in the huff and puff process were determined. The results in this study can be used as a source of reference to a heavy oil reservoir, which with the similar properties.

Heavy oil reservoir;nitrogen;carbon dioxide, huff and puff;numerical simulation

2016-04-13

周 翔(1986—)，河南周口人，成都理工大学在读硕士研究生，研究方向为稠油提高采收率和数值模拟。

TE345

A

1008-021X(2016)08-0089-03