延长油田三次采油技术适应性研究与应用

2020-01-12铁连军王宝萍张永飞曹满利

化工设计通讯 2020年7期

关键词：油区驱油单井

铁连军，王宝萍，张永飞，曹满利

（延长油田股份有限公司，陕西延安 716000）

根据延长油田的技术现状，有计划地开展了配套的提高采收率技术研究，主要包括微生物驱、生物活性驱、空气泡沫驱以及CO2驱等优势主体技术的攻关研究和应用，形成了适合延长特色的三次采油技术体系。

1 提高采收率的途径

1.1 提高波及系数

降低水油流度比（M），减少驱油体系的指进现象，达到波及系数的提高。M=（KW/UW）/（KO/UO）；式中，KW，UW分别为水体系在地层中有效渗透率和水体系的黏度；KO，UO分别为原油在地层中有效渗透率和原油的黏度。

1.2 增加毛管数

注水开采后，剩余油以不连续油块被圈捕在岩石孔隙中，此时每个油块受到两个主要作用力（黏滞力和驱动力）。Melrose和Taber等，用一个无因次准数Ne（毛管数）表征上述两种作用力之比。Ne=（UOVO/δ）=（ΔP/Lδ）式中：Ne为毛管数；UO为原油黏度；VO为原油流动速度；δ为水和原油之间界面张力；Δp/L表示被圈捕油珠，通过毛细孔喉道所需压力梯度。

实验发现原油采收率与毛管数之间关系：当毛管数（Ne）超过某一值时，采收率（η）将急剧上升。原油、水岩石体系的不同，要求Ne数值也不同，一般是不同的数值，但是这种关系是普遍存在的。注水开采之后，一般地层的毛管数为10-6左右，为了继续采油、要求Ne增加到10-3～10-2。

2 适合延长特色的三采技术

2.1 空气泡沫驱

空气泡沫驱是在气驱基础上发展的技术，它综合了泡沫驱与空气驱的优点，成本低，既能大规模注入提高地层压力，又能有效地避免水窜和气窜问题。通过提高波及系数，降低界面张力，从而提高单井产油量、驱油效率以及采收率。

针对延长油田储层特点及空气泡沫驱技术特色，“十二五”期间主要开展了试验区油藏地质特征研究，空气泡沫驱油机理研究，空气泡沫驱适应性评价研究，空气泡沫驱油体系筛选评价，空气泡沫综合调驱方案优化，空气泡沫驱数值模拟及试验参数优选研究，空气泡沫驱注入工艺研究及空气泡沫驱效果评价方法研究等。在研究的基础上，分别在甘谷驿唐80井区和唐114井区开展了空气泡沫驱和空气泡沫复合调驱矿场试验。

2.2 生物活性驱

通过技术探索和攻关，初步形成了延长石油低渗油藏生物活性驱油技术。该技术利用生物活性驱油体系改善储层岩石表面润湿性，减小油水界面张力，降低原油在孔喉中渗流阻力，达到提高洗油效率的目的，提高单井产量，降低综合含水率，从而提高原油的最终采收率，具有溶解性好，耐盐，界面张力低，中性润湿能力强，驱油效率高，成本低且环保等优良性能。

2.3 二氧化碳驱

二氧化碳驱油技术能提高波及系数，增加毛管数。“十二五”期间，优选出了靖边油田乔家洼油区长6储层和吴起油田油沟油区长4+5储层。其中，靖边油田乔家洼油区：距离气源地最近，运输成本低；吴起油田长官庙油沟油区：处于适宜实施CO2驱油区块的中心位置，便于未来扩大规模。

3 三采技术应用效果

3.1 空气泡沫驱提高采收率技术

2007年开始在甘谷驿采油厂进行空气泡沫驱油技术的研究、应用和试验，经过多年的研究和探索，逐步形成了适合延长油田地质特点的空气泡沫驱油技术，成效较好。

3.1.1 唐80空气泡沫驱

唐80井区主要含油层位为三叠系延长组长6油层组。从试验开始至2013年3月底，8口井累计注入泡沫液1.73万方，累计注入空气1.5万方（折算地下体积），阶段累计增油3611.15t，空气泡沫区平均单井日产0.34t/d，单井日产油较注水区平均增长25.9%，含水率降低6.23%，地层压力较注水区高0.35MPa，较非注水区高0.65MPa，截至2013年11月，随着空气泡沫的稳定注入，含水率由该阶段初期的54%降至35.5%，平均单井日产由初期的0.30t增至0.36t，阶段累计增产5 977.28t，取得了良好的阶段应用效果。

3.1.2 唐114空气泡沫综合调驱

试验区共8口水井、17口油井，单井平均产油量0.208t，累积采油量3 456t，采出程度1.76%，平均综合含水37%，但已有7口井含水超过60%，区域非均质性强，稳产挖潜难度大。结合该区注水开发状况分析，综合考虑注水效果，确定在唐114井区开展空气泡沫综合调驱试验。

四个井组空气泡沫综合调驱见效增油时间均为2011年10月开始，四个井组9口井有增油效果，四个井组到2012年8月31日合计增油869.95m3（不考虑递减）。按原油密度0.826g/cm3计，则增油718.58t。

该技术已推广至子北、南泥湾、黄陵、川口和七里村等采油厂。

3.2 二氧化碳驱油技术试验初见成效

于2012年9月建成靖边乔家洼油区5个试验井组，2014年12月建成吴起油沟油区5个试验井组。靖边乔家洼平均单井日产油由0.17t上升至0.36t，综合含水稳定在60%左右。吴起油沟原油产量和含水基本稳定。

3.2.1 靖边乔家洼油区先导试验

根据前期基础地质研究、油藏特点以及开发现状，结合油藏工程方案规划21个注气井组（21注68采井网），优选了5个井组先期开展先导注气试验，主要注气层位为长621，5个注气井控制同层位生产油井33口，其中一线受益井14口（5注14采），形成不规则反七点注采井网，井排距为250×150m；二线受益井19口（开井12口，关停7口）。注气井受控面积1.2km2，石油地质储量39.4 ×104t。

12口见效井呈现了“两升一稳”的良好态势；见效井平均单井日产液由0.50t上升至1.08t，单井日产油由0.17t上升至平均0.35t，是见效前的2.1倍。自2012年9月注气后，见效井阶段相对累积增油2 202.8t。

3.2.2 吴起油沟油区先导试验

根据基础地质研究、油藏特点、开发现状以及油藏工程方案部署，优选了5个井组先期开展先导注气试验，主要注气层位为长4+521，5口注气井控制同层位生产井33口，其中一线受益井23口，正常生产18口，形成菱形反九点注采井网。

注气见效井16口生产状况呈现了“两升一降”的良好态势，见效平均单井日产液由2.8t上升至3.14t，平均单井日产油由1.84t上升至2.28t，平均日增油0.44t，综合含水下降，由见效前的21.64%下降到14.59%，下降了7.05%。