海外河油田位于辽河断陷盆地中央凸起带南部倾没带的南端, 大洼断层下降盘。该区构造运动频繁, 断裂发育, 构造破碎, 地质条件异常复杂。自2009年进入特高含水期以来, 停产井增多, 常规油水井措施效果变差, 油井普遍高含水, 油井单井液量高, 产油量低, 综合递减、自然递减均较高。为此开展了氮气辅助蒸汽吞吐技术的研究, 对保持海外河油田产量稳定具有重要现实意义, 进一步改善了普通稠油水驱开发中后期的开发效果。
海外河油田开发目的层为下第三系东营组, 含油面积13.3km2, 地质储量4439×104t, 可采储量1128×104t, 油藏埋深-1400m~-2350m, 渗透率858×10-3μm2, 有效孔隙度28.7%, 原始地层压力17.4MPa, 饱和压力13.5MPa。
海外河油田蒸汽吞吐过程中存在的主要问题一是油品性质差, 原油粘度差别大。二是油井多轮注汽后普遍高含水, 产油量低, 综合含水上升较快。
为改善目前生产状况, 结合海外河油田油品性质, 开展油井低产油高含水蒸汽吞吐增产技术研究, 对保持海外河油田产量稳定具有重要现实意义。
氮气泡沫采油技术是近年来发展起来的一种新型的采油技术, 该技术主要利用专用的调堵剂, 封堵注水过程中形成大的窜流通道, 实现液流转向, 进入残余油丰度高的层段;利用氮气泡沫在地层水窜通道产生泡沫流, 增加水的流动阻力, 实现微观调剖, 改善后续注入流体开发效果;利用氮气具有良好的弹性膨胀性能, 补充地层亏空, 提高地层能量。几种物质共同作用, 最终实现降水增油、提高油藏的开发效果。
结合物模实验成果, 以单井模型为基础, 计算了蒸汽与氮气摩尔比 (称混溶比) 分别为:1:0.2、1:0.45、1:0.5、1:0.55、1:0.7、1:1以及单纯注蒸汽气七种情况。结果显示, 随着汽氮混溶比的增加, 累产油、油汽比是增加的, 但当混溶比大于1:0.5时, 增加幅度呈减缓趋势。因此, 汽氮混溶比应在1:0.5左右。
氮气辅助蒸汽吞吐注氮时机的选择一共有11个方案, 分别为:1、单注蒸汽;2、第一周期开始混注氮气;3、第二周期开始混注氮气;4、第三周期开始混注氮气;5、第四周期开始混注氮气;6、第五周期开始混注氮气;7、第六周期开始混注氮气;8、二、四、六周期混注氮气;9、一、三、五周期混注氮气;10、四、六周期混注氮气;11、三、五周期混注氮气;
为研究加入泡沫剂对氮气辅助蒸汽吞吐的作用, 设计了起泡剂浓度为0.1% (wt) 、0.2%、0.5%、0.8%、1.0%的几种情况。结合现场实践应用效果, 并考虑起泡剂在地层中的吸附及经济效益, 起泡剂的最佳使用浓度应在0.5%wt左右。
海13-28井氮气辅助蒸汽吞吐采油
海13-28井位于海26块边部, 于2011年9月开始蒸汽吞吐, 生产井段d1, 油层厚度10.9m/3层。截至到2014年7月份, 已实施三轮蒸汽吞吐。多轮注汽后, 周期产油量逐轮下降, 平均含水逐轮升高。为提高油井产量, 挖潜剩余油, 研究决定进行氮气泡沫采油。
由于海13-28井高含水, 方案设计3个段塞。第一个段塞为氮气段塞, 目的是补充地层能量, 降低油层水淹影响。第二个段塞为耐温固相颗粒堵水剂 (木质素) , 目的是调整吸汽剖面, 改善后续蒸汽吸汽效果, 同时提高前期氮气在油层中的封存效果, 延长氮气回采时间, 最终实现控水增油的目的。第三个段塞是蒸汽段塞, 目的是加热油层, 降低原油粘度, 提高原油流动性。
海13-28井于2011年9月开始蒸汽吞吐, 截至2015年5月, 已实施了三轮蒸汽吞吐。2011年9月第一轮注汽生产, 日产液19.4m3, 日产油3.5t, 含水70%。截至到2015年5月, 日产液18.1m3, 日产油1.5t, 含水92.5%。2015年7月开始氮气辅助蒸汽吞吐技术实施, 累计注入泡沫280m3, 氮气21×104t。注汽1500.2m3后进行下泵生产, 油井产量迅速上升, 最高日产油达到7.3t, 开井81d, 产油量达到365.3t, 阶段油汽比0.24, 取得了较好的控水增油的效果。
预计增油1149.9t, 措施成本40.7万元, 实现经济效益121万元。
(1) 氮气辅助蒸汽吞吐主要增产机理是高温蒸汽加热地层原油、提高原油流动性, 氮气配合泡沫起到封堵作用, 提高了动用程度, 保持地层压力, 延长了吞吐周期。
(2) 注氮混溶比为1:0.5左右比较合适, 地层条件较好的井可在第二周期混注氮气, 条件较差的井在第三周期开始混注氮气。
(3) 加入泡沫剂可以较好地改善吞吐效果, 起泡剂的最佳使用浓度应0.5%wt左右。
(4) 氮气辅助蒸汽吞吐技术推广应用前景广阔。
推荐阅读：
