大井距水平井氮气泡沫调驱参数优化与应用

孙艳妮，李胜胜，冯 青

（1.中海油服油田生产事业部，天津 300459；2.广东南油服务有限公司天津分公司，天津 300450）

氮气泡沫调驱是在水气交替注入的基础上加入表面活性剂，体系中的氮气泡沫在储层中视黏度较高，具有遇油消泡、遇水稳定等特点[1]。可以改善驱替相与被驱替相的流度比，泡沫的贾敏效应可以在含水饱和度较高的部位封堵高渗透层或大孔道，同时对油水具有选择性封堵作用，扩大波及体积和驱替效率。同时体系中的表面活性剂可以减小油水界面张力，提高驱油效率。能够有效抑制水窜调整剖面，大幅提高原油采收率[2-5]，近年来已在陆上油田成熟应用，均取得良好的效果[6，7]。海上油田大多采用水平井研发，目前逐渐进入产量递减阶段，水平井见水后存在优势渗流通道，油水井治理难度大、治理手段有限。为了寻求适合B 油田改善水驱开发效果的高效开发技术，借鉴氮气泡沫驱在陆地油田的成功应用经验，本文结合实际，以B 油田作为研究对象，开展氮气泡沫调驱技术的数值模拟研究，进行氮气泡沫调驱参数优化，探讨该调驱技术在海上油田该类油藏的应用可行性，为海上油田大井距水平井网的高效开发提供借鉴[8，9]。

1 油田概况

1.1 油藏地质特征

B 油田的I 砂体属于断裂背斜构造，沉积相主要为浅水三角洲相。平均孔隙度为34.4%，平均渗透率为1 079.8 mD，属于中、高孔渗储层。

1.2 目标井组分析

B 油田采用大井距水平井网开发，注采井距625～917 m。措施前B-I1H 井组综合含水为54.6%，主要受效井A2H 井日产液610.8 m3，日产油175.3 m3；A3H 井日产液132.5 m3，日产油69.9 m3。4 口采油井中距离注水井较近的3 口井含水都呈上升趋势，其中主力生产井A2H 井含水高达71.3%，A3H 井含水47.2%，A5H 井含水49.6%（见表1），产出都为注入水。从4 口生产井累积产液、产水量来看，沿I1H-A2H 井方向存在水窜通道。A2H 井与I1H 井距1 000 m 左右，投产初期无水采油期157 d，注入水突进速度较快。需要对高渗通道进行封堵，扩大注入水波及系数。为了改善主力砂体注水开发效果，确定对该砂体I1H 井实施氮气泡沫调驱。

表1 B-I1H 井组生产状况（2015.12.16）

2 建模及历史拟合

应用CMG 软件对区块进行数值模拟研究。从目前含油饱和度分布图可以看出，主要水窜方向为I1H→A2H 方向，与动态分析结果一致（见图1）。

图1 I1H 井组剩余油饱和度

3 氮气泡沫调驱参数优选

利用数值模拟软件，对调驱效果影响较大的五个因素：注入量、氮气注入速度、气液比、段塞大小和起泡剂浓度进行优化。

随着泡沫注入量增大，净增油量一直增加，当注入量超过20 400 m3时增油趋势出现拐点，综合考虑到施工成本和增油效果，确定最优注入量为20 400 m3（见图2）。当注入速度超过1 500 m3/h 时，净增油量变化很小，因此认为氮气注入速度最优值是1 500 m3/h 左右（见图3）。

图2 调驱参数优选-注入量优化

图3 调驱参数优选-氮气注入速度

随着气液比的增加，调驱效果先逐渐变好，气液比在1:1～2:1 时净增油量最大。考虑现场注氮气速度，认为气液比最优值为1:1（见图4）。随着段塞大小的增加，调驱效果先逐渐变好后变差，段塞大小在5 d 时净增油量最大，认为段塞大小最优值在5 d 左右（见图5）。

图4 调驱参数优选-气液比

图5 调驱参数优选-段塞大小

随着起泡剂浓度的增加，调驱效果逐渐变好，在浓度为0.4wt.%后净增油量的增幅变缓，考虑到起泡剂在现场施工过程中地面及井筒中的损耗，认为起泡剂浓度最优值为0.4wt.%～0.8wt.%（见图6）。综合以上5个调驱注入参数，最终得出优化结果：注入量20 400 m3、氮气注入速度1 500 m3/h、气液比1:1、段塞大小5 d、起泡剂浓度0.5wt.%。

图6 调驱参数优选-起泡剂浓度

4 现场应用

从措施前后递减率变化上看，B-I1H 井组递减趋势得到明显减缓，由措施前的9.1%到措施后的1.5%，目前井组递减累增产量为3.40×104m3。主要水窜通道上的油井A2H 井调驱后流压开始下降，含水稳中有降，说明这个方向上的优势渗流通道得到封堵（见图7）。

图7 A2H 井生产动态分析

5 结论

（1）利用油藏数值模拟方法，结合油田实际情况对调驱参数进行优选。研究结果表明，采用段塞注入方式、注入量20 400 m3、氮气注入速度1 500 m3/h、气液比1：1、段塞大小5 d、起泡剂浓度0.5wt.%、段塞时间间隔为1～2 d 时调驱效果较好，方案预计有效期210 d，累增油1.13×104m3，井组含水最大降低8.2%。

（2）从实际效果看，调驱后B-I1H 井组递减趋势得到明显减缓，由措施前的9.1%到措施后的1.5%，目前井组递减累增产量为3.40×104m3。受效单井最大日增油量78.4 m3，最大含水率下降9.8%。

（3）现场试验表明，I1H 井组调驱后优势渗流通道得到一定程度的封堵，降水增油效果明显，氮气泡沫调驱技术能够大幅改善大井距水平井水驱开发效果。