CPL油田裂缝性砾岩稠油油藏开发方式优化研究

杨占伟

（中国石油长城钻探工程有限公司地质研究院，辽宁盘锦 124010）

CPL油田裂缝性砾岩稠油油藏开发方式优化研究

杨占伟

（中国石油长城钻探工程有限公司地质研究院，辽宁盘锦 124010）

为了改善已经进入天然能量开发后期裂缝性底水砾岩稠油油藏的开发效果，通过稠油油藏开发方式筛选标准及双孔双渗油藏数值模拟方法，对开发方式转换进行优化，结果表明，蒸汽吞吐是最有利改善开发效果的开发方式，油藏裂缝发育、基质渗透率低、活跃边底水的作用，将给蒸汽吞吐转蒸汽驱带来困难。进一步利用油藏数值模拟方法优选蒸汽吞吐转吞吐时机及注采参数，确定适合CPL油田裂缝性砾岩稠油油藏的蒸汽吞吐注采参数，并在CPL油田裂缝性底水砾岩稠油油藏现场实施取得了较好的开发效果。

普通稠油；开发方式；蒸汽吞吐；数值模拟

1 油藏特征

CPL油田是具有背斜型近岸水下扇沉积双重介质砂砾岩稠油油藏，受构造控制，纵向上具有统一的油水界面。含油层为中生界白垩系，发育上下两套层系，油层埋藏深度980 m～1 050 m，钻遇油层有效厚度最大为30 m，平均值为11.1 m，油藏储层岩心分析属低孔低渗储层，而DST测试结果储层渗透性非常好（见表1），原油为普通稠油，具有高密度、高黏度、高含硫量的特点（见表2）。

表1 研究区储层物性参数

表2 研究区流体性质参数

自2008年11月投入试采以来，CPL油田经历了近4年的直井衰竭式冷采。受油藏边底水侵入、裂缝发育、基质物性差、地下原油黏度高等因素的影响，油井井筒附近区域压力损耗大，产量递减快，含水上升快，一次采收率较低，油田开发效果差。截至2012年8月底，油藏单井平均日产油97.6 m3，累积采油量2.9× 104m3，累积产水0.93×104m3，采出程度0.159%，综合含水24.4%。剩余油分析研究结果表明，该油藏仍具备剩余油挖掘潜力。为此，通过转换开发方式[1-15]，进一步挖掘剩余油。

2 开发方式转换优选

由稠油油藏开发实践可知，对于地下原油黏度大于1 000 mPa·s的普通稠油油藏，只能考虑采用蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等热采方式进行开采。CPL油田稠油油藏埋深浅、裂缝发育、基质物性差，考虑到边底水造成油层水淹，地下存水率较大，开发方式主要考虑热采方式。

2.1 稠油热采开发方式筛选标准分析

依据中国辽河油田稠油开发方式筛选标准（见表3），分别对蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱或非混相驱和SAGD驱进行优选，经分析对比认为，CPL油田稠油油藏适合采用蒸汽吞吐及蒸汽驱开采方式。然而，考虑到该油藏目前裂缝发育、基质物性差，基质与裂缝的配伍性差，决定选择蒸汽吞吐作为下步开发方式。

表3 稠油热采开发方式筛选标准

2.2 油藏数值模拟分析

利用油藏数值模拟方法，对CPL油田稠油油藏进行后续不同开发方式的方案预测，参与预测的开发方式包括衰竭式开发、常规水驱、蒸汽吞吐、蒸汽吞吐+蒸汽驱，预测结果表明，蒸汽吞吐开发方式更适合裂缝性稠油油藏（见图1）。

图1 不同开发方式的开发效果对比

分析认为，衰竭式开发主要是充分利用CPL油田充足的天然能量，初期油井开发效果好，后期因天然能量不足油井低产低效，对于国内外天然能量充足油藏的开发实践证明合理利用天然能量其开发效果最好，最终采收率高；常规水驱是注入井连续不断地往油层中注水，由于储层裂缝发育、基质物性差等严重的非均质性及油水黏度比大，注入水会沿着裂缝快速指进，使油藏迅速水淹，驱油效率低，开发效果差；蒸汽驱是注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，不断地加热油层，降低地层原油的黏度，注入蒸汽会沿着裂缝快速指进，使油藏快速水淹，开发效果差；蒸汽吞吐的驱油机理与蒸汽驱相近，但是它只采出油井附近油层中的原油，避免油藏快速水淹，由于活跃边底水的作用，将给蒸汽吞吐转蒸汽驱带来困难。由此可见，CPL油田稠油油藏天然能量开采后，转换为蒸汽吞吐开采更有利于改善油田的开发效果。

3 蒸汽吞吐开发方式吞吐时机及参数优选

3.1 吞吐时机

应用油藏数值模拟方法分别模拟0.5年、1年、1.5年、2年、2.5年、3年等不同转蒸汽吞吐时机对开发效果的影响，模拟预测结果表明:在目前的油藏条件下，生产1.5～2年后转蒸汽吞吐效果最好，天然能量衰竭式开采时间过长会影响蒸汽吞吐最终采收率（见图2）。主要原因是油藏天然能量充足、裂缝发育、基质物性差，导致需要一定泄压以后转蒸汽吞吐效果最好。

3.2 注汽强度

分别对各轮次的注汽强度进行优化，模拟注汽强度对蒸汽吞吐开发效果的影响，数值模拟预测结果表明:随着注汽强度的增大，周期产油量越高，但增油量和油汽比逐渐变差（见图3），该油藏进行了5轮蒸汽吞吐就达到了极限油汽比0.25，最终确定第一周期到第五周期最优注汽强度分别为10 t/m、12 t/m、12 t/m、14 t/m、14 t/m。

图2 吞吐时机对蒸汽吞吐开发效果的影响

图3 注汽强度对蒸汽吞吐开发效果的影响

图4 井底蒸汽干度对蒸汽吞吐开发效果的影响

3.3 井底蒸汽干度

井底蒸汽干度分别取30%、40%、50%、60%和70%，模拟不同井底蒸汽干度对蒸汽吞吐开发效果的影响，数值模拟预测结果表明:井底蒸汽干度越高，原油累产油越高（见图4）。当井底蒸汽干度小于50%时，随蒸汽干度的增加快速上升，累产油对蒸汽干度较为敏感，随着蒸汽干度的增加，累产油上升较快。当蒸汽干度超过50%之后，累产油对蒸汽干度不太敏感，随着蒸汽干度的增加，累产油上升较为平缓，当蒸汽干度大于60%时，累产油上升较为平缓，但增油量降低。分析认为，蒸汽干度越高，混合流体的热焓越高，降低稠油黏度的效果越好。结合现场实际情况，井底蒸汽干度至少应大于60%。

3.4 焖井时间

焖井时间分别取3 d、5 d、7 d、9 d和11 d，模拟不同焖井时间对蒸汽吞吐开发效果的影响，数值模拟预测结果表明:焖井时间为5 d时，累产油最高（见图5）。当焖井时间小于5 d时，随着焖井时间的增加，累产油上升；当焖井时间大于5 d，随着焖井时间的增加，累产油降低。

图5 不同焖井时间对蒸汽吞吐开发效果的影响

3.5 注汽速度

注汽速度分别取200 t/d、300 t/d、400 t/d、500 t/d和600 t/d，模拟不同注汽速度对蒸汽吞吐开发效果的影响，数值模拟预测结果表明:随着注汽速度的增加，原油周期采出量增加，当注汽速度达到500 t/d后，采油量最大，之后原油周期采出量开始下降。注汽速度与实际蒸汽锅炉的产汽能力有关，一般选用23 t/h（注汽速度400 t/d左右）的蒸汽锅炉能够保证注入能力（见图6）。

图6 不同注汽速度对蒸汽吞吐开发效果的影响

3.6 初期产液量

为了有效控制该区块油藏的含水上升，模拟初期产液量对蒸汽吞吐开发效果的影响，数值模拟预测结果表明:随着初期产液量的增加，原油周期采出量增加，当初期产液量达到60 m3/d，周期产油量最大，之后原油周期产油量随初期产液量增加而开始下降，确定初期产液量60 m3/d~80 m3/d比较合理。分析认为:初期产液量过低，注入蒸汽的热量容易散失在油层中，原油温度会有所降低，进而影响原油黏度逐渐变大。初期采液速度过高，容易将大量高温原油和地层水产出，没有充分加热油层（见图7）。

图7 不同初期产液量对蒸汽吞吐开发效果的影响

4 现场实施情况分析

CPL油田稠油油藏于2008年11月利用天然能量衰竭式开采，目前该油田已进入天然能量开发后期，开发效果差，日产油量低，含水上升快（见图8），所以，必须通过转化开发方式，改善油田开发效果。

2011年1月底，CPL油田优选1口井进行蒸汽吞吐试验。该井于2009年1月底进行天然能量开采，开井339 d，平均日产液4.84 m3，平均日产油4.2 m3，含水14.06%，累积产液1 641.1 m3，累产油1 422 m3，开发效果差；2011年1月初进行第一周期蒸汽吞吐，平均日产液39.8 m3，日产油13.3 m3，截止到2011年7月底，累积注汽2 013.96 t，累积产液5 532 m3，累积产油1 824.5 m3，阶段油汽比0.91，因实际注汽速度（132 t/d）低、注汽量少等参数未达到要求，导致蒸汽吞吐未达到理想的开发效果，但开发效果也较好（见图9）。

图8 天然能量开采曲线

图9 蒸汽吞吐试验开采曲线

5 结论

（1）针对双重介质油藏裂缝发育、基质渗透率低、活跃边底水的作用，蒸汽吞吐是最有利改善开发效果的开发方式，将给蒸汽吞吐转蒸汽驱带来困难。

（2）井底蒸汽干度、注汽强度、注汽速度及初期产液量对原油采收率具有一定影响。综合考虑油藏数值模拟研究结果与现场实际，确定适合CPL油田裂缝性砾岩稠油油藏的蒸汽吞吐注采参数。

（3）在CPL油田稠油油藏进行现场试验，取得了较好的开发效果，对同类油藏改善天然能量开发效果具有一定的技术借鉴意义。

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一建研制成功国内首台高效折面板螺旋折流板换热器

截至3月28日，中国石油天然气第一建设有限公司制造的高效折面板螺旋折流板换热器，已在山东石大胜华化工集团股份有限公司动力车间连续平稳运行超过35个月。

这台设备是国内目前首台投入应用的高效折面板螺旋折流板换热器。中国石油工程建设分公司党委书记胡兢克告诉记者:“此类设备一旦打开市场，将对新建炼化装置工程产生一场革命性改进。同等换热需求，它的占地面积小了，从而带动装置钢结构等也降低了投资，建一套装置整体投资将降低10%至15%。”业内人士认为:“这种新产品比替换掉的同规格弓形折流板换热器换热效率提升20%，且制造成本与其相当。”

在石油化工领域，管壳式换热器是应用最广泛的换热设备。近年来，业内看中螺旋折流板换热器，逐步将其取代。2011年1月，中国石油工程建设分公司立项“高效折面板螺旋折流板换热器设计、制造技术研发”科研课题。当年11月，参与研发的3家单位共同讨论实施方案，由华东设计院、西安交通大学分别进行图纸设计、换热器传热性能测试和数据分析；一建公司石化设备制造分公司负责制造技术的研究。

2014年9月，“高效折面板螺旋折流板换热器设计、制造技术研发”课题通过了中国石油工程建设分公司专家评审。这一研发项目使得一建公司具备了高效折面板螺旋折流板换热器的制造能力，“一种带折面螺旋折流板斜面钻孔装置”获国家实用新型专利，培养了高端换热器技术人才10余人。

（摘自中国石油报第6810期）

TE344

A

1673-5285（2017）04-0067-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.04.018

2017－03-02

杨占伟，男（1983-），工程师，硕士毕业于中国石油大学（北京），现从事油藏工程及数值模拟研究工作，邮箱: yangzhanwei1983@163.com。