复合热载体发生器在低渗油藏的应用

2020-06-04高明星

云南化工 2020年1期

高明星

(陕西延长石油 (集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710065)

延长油田是典型的低渗、特低渗油藏，具有“低渗、低压、低丰度”和裂缝发育的特点。且地层能量不足，开发过程中单井产量低、产量递减快，注水开发波及系数小、驱油效率低等问题突出。近年来，表面活性剂驱、空气泡沫驱、微生物驱等技术在延长油田均开展过现场应用，取得一定的效果，但存在一定的局限性[1-3]。室内实验研究证实复合热载体吞吐技术综合了N2驱、CO2驱、热采甚至泡沫驱等技术特征，能有效利用复合热载体发生器产生的多元热流体，快速补充地层能量，提高低渗油藏采收率，但在低渗油藏的现场应用效果和技术的可行性有待分析、验证和评价。

1 复合热载体发生器系统

复合热载体发生器各系统将提供原油流量、空气流量、水流量、点火、控制、燃烧掺混、温度、压力检测反馈及安全控制和防护。包括供油系统、供气系统、供水系统和热载体输出系统、发生器系统等。各系统将由独立的控制、检测、计量及执行元件实现系统功能。

2 复合热载体发生器的工作原理

复合热载体发生器是利用火箭发动机的高压燃烧喷射机理，将注入的燃料（柴油或天然气）和氧化剂（空气）在燃烧室中燃烧，依靠产生的高温高压烟道气（体积系数二氧化碳15.27%、氮气84.19%、氧气0.54%）将混合掺入的水汽化，产生复合热载体的设备。

高温高压的复合热载体的注入油层后，起到蒸汽驱+泡沫流调剖（N2、CO2与起泡剂）+溶解沥青质降黏（CO2、高效溶剂）+萃取轻质降黏（CO2）+原油体积膨胀（N2、CO2）+非凝析气助排（CO2、N2）等综合增产机理，来提高油层压力、降低原油黏度、增强原油的流动性、扩大注入流体波及体积来增加油井产量。

3 复合热载体发生器的应用

X1井位于延长油田XX油区，开发层位长2油层，储层渗透率10.1×10-3μm2，孔隙度11.3%，油层厚度2.5m，自开采以来，自然递减快。

3.1 注入参数设计

3.1.1 注入温度

根据XX油区流体实验分析，地层原油密度0.834 g/cm3，地层原油黏度1.71mPa·s，属于常规稀油，地层原油不是影响油井产能的主要原因。由数值模拟研究结果也可以看出，在相同的注入量下，提高注入温度，油井增产效果变化不大（图 1）。

图1 不同注入温度开发效果对比

3.1.2 注入量

注入量是多元热流体吞吐效果的重要参数。结合试验井油藏特点，利用数值模拟法模拟了不同注入量下油井的开发效果（图2）。由图2看出，注入量越大，吞吐有效期越长，开发效果越好，但随注入量的增加，增油幅度逐渐减小。考虑试验井油藏特点，建议周期注气量（5～7.5）×104m3，周期注入蒸汽水当量200～300m3。

图2 不同注气量下的开发效果对比

3.1.3 注入速度

在不超过破裂压力的情况下，尽量提高注入速度。根据其它区块复合热载体吞吐的注入压力和注入速度，初步设计本次吞吐的注入速度为2500m3/d，根据注入压力情况及时调整（表1）。

3.1.4 焖井时间

表1 复合热载体的注入速度

根据多元热流体吞吐技术在大庆油田及中海油的应用经验，建议焖井4d，观察油套压变化，并详细记录，了解气体扩散情况，待扩散达到平衡后开井生产（图3）。

图3 焖井4天后压力分布

3.1.5 产液速度

放喷时速度越快越好，日产油量达到峰值前采出速度越快吞吐效果越好，产油稳定后按照原来的采出速度生产。

3.1.6 开发效果预测

通过以上优化设计，对X1井注多元热流体吞吐开发效果进行了预测：周期注气量7.5×104m3，注入蒸汽水当量300m3，注入温度120℃，焖井5天后，开井生产253天，累产油765m3。

3.2 吞吐先导试验及效果分析

X1井复合热载体吞吐试验于2012年9月18日开始，截止2012年10月6日完成现场现场试验，累计注入空气95040m3，水300t，注入温度130℃，周期注气量5×104m3，周期注入蒸汽水当量200～300m3，注入速度2500m3/d，注入压力上限不超过30MPa，焖井时间4d，10月10日放喷，截止到2013年5月底，X1井日产液由试验前0.9m3上升到1.34m3，日产油由试验前0.69m3上升到 0.996m3，目前日产液 1.37m3，日产油0.67m3，试验效果较好。