二元复合驱提高石油采收率技术研究

2024-01-22江伟张钰张小荣郭启峰付国超

石化技术 2024年1期

江伟张钰张小荣郭启峰付国超

延长油田股份有限公司定边采油厂陕西榆林 718699

三元复合驱能大幅度提高老油田的采收程度，但是也带来了诸多问题：伤害储层、井筒结垢、油水乳化严重等。为了克服这些问题聚/表二元复合驱被人们广泛应用。但是单一的二元驱后，剩余油量依旧很高且对于大部分老油田一旦二元复合驱结束，剩余油如何继续开采，到目前为止还没有成熟的技术。

1 油田提高采收率技术现状

XZ油田油藏类型复杂、储层物性差、非均质性强，部分油藏裂缝发育，注水开发效果差，标定采收率低，因此，亟需开展提高采收率技术攻关研究。

1.1 储层物性差，驱替阻力大，不利于提高波及体积和驱油效率

XZ油田主要开发对象为侏罗系油藏和三叠系特低渗透、超低渗透油藏，其中侏罗系油藏边低水丰富，极易造成边低水及注入水突进引起的高含水现象，而三叠系特低渗透、超低渗透油藏储层渗透率低，启动压力梯度大，水驱和其它驱替介质驱油阻力大，难以建立有效的驱替压力系统，不利于提高波及体积和驱油效率，见图1。

图1 主力开发油田渗透率分布

1.2 地层压力低，补充地层能量与扩大波及体积矛盾突出

一方面油藏原始地层压力低（9～20MPa），压力系数低（0.6～0.7），需要注水（注气）补充地层能量；另一方面，储层非均质性强，裂缝发育，注入水（气）沿裂缝和高渗条带窜流和突进，导致波及体积低。

2 XZ 油田油藏提高采收率面临挑战

2.1 侏罗系油藏

XZ油田侏罗系油藏主要为延安组油层，储层特征为河流相沉积为主，储层物性好（孔隙度：14～19%，渗透率15～50mD），以构造或岩性-构造油藏为主，水驱油效率较高，开发特征及矛盾为整体处于高含水开发阶段，目前该油区已进入“双高”开发阶段，综合含水88.5%，可采储量采出程度24.4%，中高含水期以后含水上升速度加快，采油速度低，剩余油分布复杂，挖潜难度大。如何更好的实现稳油控水成为提高采收率的关键。

2.2 三叠系特低渗透油藏

三叠系特低渗透油藏储层特征为三角洲前缘亚相沉积为主，储层物性较差（孔隙度：10%～14%，渗透率1～4mD）。以岩性油藏为主，储层微裂缝较发育。整体处于中含水开发阶段，水驱油效率一般（目前含水81%，可采储量采出程度20.6%）。部分油藏存在裂缝渗流特征，平面和纵向水驱不均，稳油控水难度大。中高含水采油期含水上升加快，进一步提高水驱采收率尚需研究、试验。

2.3 三叠系超低渗透油藏

三叠系超低渗透油藏储层特征为三角洲前缘亚相沉积为主，储层物性差（孔隙度：9%～13%，渗透率<1mD）。以岩性油藏为主，储层非均质性强。储层微裂缝较发育。整体处于中含水开发阶段，综合含水50.9%。储层物性差，部分油藏高压欠注，地层能量不能得到有效补充，难以建立有效的驱替压力系统，产量递减快。含水上升快，低产低效井多，水驱采收率低，见图2。

图2 延10、长2和长6油藏油井年递减率对比柱状图

3 XZ 油田提高采收率技术对比

针对不同类型油藏所面临的开发矛盾，通过基础研究和矿场试验，明确了其提高采收率技术攻关方向和对策。近年来，提高采收率工作主要围绕自适应凝胶加空气泡沫复合驱、凝胶泡沫综合体系调驱、聚表二元驱等重大现场试验效果提升，重点开展基础研究、体系研发等攻关研究，进一步深化机理认识、持续体系优化，促进降本增效，不断夯实低渗透油藏提高采收率机理认识，提升现场效果，完善技术体系，支撑提高采收率任务目标全面完成。

3.1 自适应凝胶加空气泡沫复合驱

自适应凝胶加空气泡沫复合驱在XZ油田6*3井区不同类型油藏均具有良好的注入性，改善驱替效果、提高采收率趋势良好。自适应凝胶加空气泡沫复合驱技术在特低渗透及超低渗透不同类型油藏，均能快速补充地层能量、有效扩大波及体积，控制含水上升，提高低渗层段储量动用程度。从试验过程分析来看，特低渗透油藏含水在40%左右时气液比应保持在1.5左右，含水50%～60%时气液比保持2以上，含水60%以上时气液比保持在2.5～3以上，高含水开发后期参数优化主要方向是以降低注液量，增大注气量，通过实施大气液比或者纯注气的方式，来有效的改善开发效果。通过现场试验分析，明确了自适应凝胶加空气泡沫复合驱技术在不同类型油藏的主要作用：特低渗透油藏以扩大波及体积，提高驱油效率为主；超低渗透油藏以快速有效补充地层能量、形成有效的驱替压力系统为主，并辅以驱油效率的提高，从而实现有效开发。针对超低渗油藏主向油井易气窜，建议开展转排状注气试验，探索井网转换+自适应凝胶加空气泡沫复合驱相结合有效补充页岩油藏地层能量新方式。

3.2 凝胶泡沫综合体系调驱

针对XZ油田油藏特点，为实现对水驱高渗带的有效封堵和启用动用程度低的油层，结合凝胶的封堵能力较强，封堵率达90%，残余阻力系数在1000以上，凝胶泡沫综合体系的封堵能力较弱，封堵率达60%，残余阻力系数一般在3～5，考虑凝胶泡沫综合体系的深部运移能力强于凝胶。体系上选择能实现深部调剖、低爬坡压力、封堵强度高的凝胶泡沫综合体系进行综合调驱，通过凝胶泡沫综合体系进行深部调驱，凝胶泡沫主要用于高渗带通道封堵。采取注入凝胶泡沫综合体系初始粒径为50nm，封堵率存在于85%～95%之间所对应的凝胶泡沫综合体系初始粒径。结合2018—2020年在临近油田同层位开展的凝胶泡沫综合体系驱现场试验效果，综合考虑凝胶泡沫综合体系调驱“小粒径、低浓度、长周期”的特征，在XZ油田6*5井区实施粒径为50～300nm的凝胶泡沫综合体系调驱，取得明显调驱效果。

4 二元复合驱试验应用效果评价

为探索低渗高矿化度油藏二元驱提高采收率技术，2021年至今在XZ油田6**井区开展二元驱重大开发试验，目前油井见效率100%，探索形成了侏罗系油藏“二三结合”的化学驱提高采收率技术路线。

4.1 试验效果评价

4.1.1 递减和含水上升率远低于侏罗系同类油藏

二元驱后自然递减5.05%，综合递减2.41%，含水上升率-0.1%；

侏罗系油藏平均：自然递减11.55%，综合递减7.11%，含水上升率1.7%。

4.1.2 采油速度提升明显

试验前，不规则反七点井网，井距为250～350m，采油速度为0.27%，加密后，五点井网，井距150m，采油速度0.26～0.57%；二元驱后，目前采油速度0.90%，二元驱增油效果显著。6*5井区油井28口，见效井26口，见效率93%。根据见效有效期分为含水下降22口和含水先下降后上升4口两类。根据下降幅度，将含水下降分三类：含水下降大于10%、5%～10%和小于5%三类。

4.1.3 增油效果明显

累计注入0.58PV（设计0.65PV），完成设计的89.2%，与试验前相比，日产油由由15.6提升至19.7t，最高上升到21.5t；综合含水91.5%下降至88.7%，且含水整体有持续下降趋势，累增油0.79×104t。油藏实现了负递减、硬稳产，开发形势持续向好。

4.2 取得的认识

低渗透油藏二元驱以二元体系顺利注入为前提，注入压力上升幅度小（2MPa）。6*3井区水驱压力高，注入井酸化时，进入前置段塞，注入压力由16上升至18MPa，主段塞后稳步下降由18下降至13MPa），处于主段塞见效高峰阶段，注入压力保持平稳。二元体系连续注入是试验效果的基本保障，2021年后注入连续，液量油量持续上升。剖面相对均匀注入井水驱动用程度提高幅度大，自然递减小，单井产量高，开发形势相对较好。针对见效特征不明显或二元驱后渗流阻力增大、液量下降明显油井，适时采取酸化解堵、补孔复压等措施增产。累计开展13井次油井，平均单井日增油0.8t，截止当年底累计增油1840t。