張明明 孫曉光 張偉 睢文強(qiáng)

（中國(guó)石油華北油田采油四廠 河北廊坊 065000）

J30區(qū)塊是典型的潛山礫巖油藏，由于天然能量不足，導(dǎo)致地層壓力下降，同時(shí)由于縫洞型儲(chǔ)集類(lèi)型油藏的特點(diǎn)，決定了其注水開(kāi)發(fā)效率低下，出水通道封堵困難，造成潛山水錐突進(jìn)，油井已接近停產(chǎn)狀態(tài)。為突破提高采收率的瓶頸，華北油田第四采油廠選取減氧空氣驅(qū)油提高采收率技術(shù)，并進(jìn)行先導(dǎo)試驗(yàn)。

1 減氧空氣特點(diǎn)及驅(qū)油機(jī)理

1.1 減氧空氣的優(yōu)點(diǎn)

（1）驅(qū)油、補(bǔ)能作用：減氧空氣壓縮系數(shù)大、彈性能量大、黏度低、滲透能力強(qiáng)，有利于補(bǔ)充地層能量。（2）減氧空氣為非腐蝕性惰性氣體，在工藝上不存在防腐問(wèn)題。（3）受礦化度影響很小，能解決注水困難或水敏性油藏的很多問(wèn)題。（4）氣源廣，可以就地取材，物質(zhì)基礎(chǔ)豐富。

1.2 驅(qū)油機(jī)理

（1）減氧空氣泡沫具有對(duì)高滲注水大孔道的選擇性封堵作用及氣泡賈敏效應(yīng)，優(yōu)先進(jìn)入大孔道，調(diào)整注入剖面，擴(kuò)大注入波及體積，逐步提高差油層動(dòng)用程度；（2）減氧空氣泡沫中含有表面活性劑，提高洗油效率；（3）減氧空氣能夠驅(qū)替注入水無(wú)法進(jìn)入的微孔喉中的原油；（4）氣泡破裂溢出的減氧空氣，能提高差油層的動(dòng)用程度 ；（5）泡沫堵水不堵油特性，改變注入、產(chǎn)出剖面。

2 油井優(yōu)選

目前J30斷塊在生產(chǎn)油井僅兩口，J30-2、J30-9井，其中J30-9井處于高部位。J30-2井1990年7月投產(chǎn)裸眼段，采用5mm油嘴自噴生產(chǎn)，初期日產(chǎn)油量48.3t，不含水；1996年5月更換3mm油嘴，日產(chǎn)油量18.8t，不含水；2002年11月停噴，關(guān)井恢復(fù)，周期放噴；2015年3月起，周期氣舉生產(chǎn)；截至2017年6月，日產(chǎn)液量2.2t，日產(chǎn)油量1.0t，含水55.2%，累產(chǎn)油量14.4×104t，累產(chǎn)水量0.3×104t。

開(kāi)發(fā)認(rèn)識(shí)：（1）儲(chǔ)層發(fā)育好，初產(chǎn)高，累產(chǎn)高，說(shuō)明儲(chǔ)層發(fā)育程度好；（2）能量保持狀況好，測(cè)壓資料顯示，截至1997年10月（累油11.26萬(wàn)噸、占總油量78.1%），地層壓力19.11MPa，壓力系數(shù)0.975；該井自噴階段累產(chǎn)油14.39萬(wàn)噸，占總產(chǎn)油量的99.8%，氣舉排液階段僅累油259噸，目前地層仍有一定的自噴能力，認(rèn)為J30-2井能量保持狀況較好；（3）底水錐進(jìn)，1990年投產(chǎn)至2002年，12年油井不含水，2005年周期開(kāi)井后含水突升，呈現(xiàn)底水錐進(jìn)特征。

綜合評(píng)價(jià)：J30-2井儲(chǔ)層發(fā)育，能量保持程度好，底水錐進(jìn)導(dǎo)致含水上升，適合減氧空氣驅(qū)油增產(chǎn)，且從地域條件來(lái)看，J30-2井的井場(chǎng)道路更適合現(xiàn)場(chǎng)施工。

3 室內(nèi)模擬試驗(yàn)

通過(guò)建立模型及歷史擬合，優(yōu)化注入量、注入速度、壓力等指標(biāo)。

3.1 注入量的優(yōu)化

設(shè)計(jì)30×104m3、40×104m3、50×104m3、60×104m3四種減氧空氣注入量，考慮三種不同產(chǎn)液速度，組成12種方案進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬，通過(guò)預(yù)測(cè)對(duì)比6個(gè)月的階段累增油量，優(yōu)選出最佳注采方案（圖1）。

圖1 不同注入方案階段累增油量對(duì)比曲線(xiàn)

3.2 注入速度優(yōu)化

在減氧空氣注入量50×104m3條件下，對(duì)比模擬減氧空氣注入速度1800m3/h、1900m3/h、2000m3/h、2100m3/h四種方案，預(yù)測(cè)6個(gè)月后階段累增油，評(píng)價(jià)注入速度對(duì)減氧空氣效果的影響。根據(jù)累產(chǎn)油和階段累增油圖可以看出，適當(dāng)提高減氧空氣的注入速度有利于提高驅(qū)油效果，注入速度2000m3/h增油效果最佳，建議注入速度2000 m3/h。

3.3 注入壓力優(yōu)化

在確定減氧空氣注入速度和注入量之后，如何保證減氧空氣有效注入井底，井口注入壓力是減氧空氣的關(guān)鍵參數(shù)之一，因此利用pipism軟件對(duì)井口注入壓力進(jìn)行優(yōu)化模擬。模擬結(jié)果表明：井口初期注入壓力≥15.7MPa，井底注入壓力以地層破裂壓力為上限，井口注入壓力應(yīng)小于26.8MPa。因此推薦注入壓力范圍為16.0～25.0MPa（表1）。

表1 減氧空氣注入壓力計(jì)算表

3.4 燜井時(shí)間優(yōu)化

在減氧空氣注入速度4.8×104m3/d、注入總量50×104m3前提下，設(shè)計(jì)燜井時(shí)間6d、8d、10d、12d、14d、16d六種方案，模擬優(yōu)化合理的燜井時(shí)間。模擬結(jié)果表明：一定期限范圍內(nèi)，燜井時(shí)間越長(zhǎng)，油氣分異效果越好，階段增油量越多，但存在最優(yōu)燜井時(shí)間，建議合理的燜井時(shí)間為12d。

結(jié)合前述的單井模型擬合和優(yōu)化結(jié)果，利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)單井減氧空氣驅(qū)油效果進(jìn)行預(yù)測(cè)，并確定最佳實(shí)施方案。

表2 J30-2井減氧空氣增產(chǎn)優(yōu)化結(jié)果表

數(shù)值模擬優(yōu)化顯示：①提高注氣量可以顯著提高增油效果；②注入速度對(duì)于增油效果影響較?。虎垩娱L(zhǎng)燜井時(shí)間，有利于流體擴(kuò)散分異，但燜井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，效果反而變差。④實(shí)際儲(chǔ)層中基質(zhì)儲(chǔ)量是否可動(dòng)用，裂縫剩余可采儲(chǔ)量是否充足，數(shù)值模擬無(wú)法預(yù)測(cè)。

最終優(yōu)化結(jié)果：累增油量為920t；最佳參數(shù)組合為：注氣量50×104m3，注入速度推薦2000 m3/h，注入壓力16～25MPa，燜井時(shí)間12d。

4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及效果

4.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

J30-2井井筒準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)要求沖砂至人工井底，但施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該井井壁坍塌，沖砂遇阻，經(jīng)過(guò)反復(fù)沖洗、起下管柱后測(cè)吸水，最終地層吸水達(dá)到210 L/min，滿(mǎn)足注氣要求。采用原井自噴管柱注入，實(shí)現(xiàn)注氣采油一趟管柱，段塞式設(shè)計(jì)，根據(jù)模擬結(jié)果選擇撬裝式制氮設(shè)備，設(shè)備額定壓力50MPa，最大排量2000N·m3/h，采用逐級(jí)提排量穩(wěn)壓方式注入。注減氧空氣施工12天，累注氣52.5×104m3，注入壓力穩(wěn)定在17.5MPa，燜井12天。

4.2 效果分析

開(kāi)始注氣3天，J30-2井壓力從0MPa上升至16.5，MPa并保持穩(wěn)定，燜井期壓力為15Mpa左右。開(kāi)井后，3mm油嘴自噴，壓力為4.2/14.7MPa，初期日產(chǎn)油22噸，日產(chǎn)氣2275m3，含水4%。與此同時(shí)，鄰井J30-9井壓力也明顯上升，產(chǎn)量上升，含水下降。日增油6.2t，日增氣1137m3，含水明顯下降，實(shí)現(xiàn)了良好的氣驅(qū)效果。經(jīng)過(guò)兩輪注氣，J30斷塊整體增油效果明顯，有效期6個(gè)月，J30-2和J30-9井累計(jì)增油超過(guò)1000噸，創(chuàng)效246萬(wàn)元。

5 結(jié) 論

經(jīng)過(guò)注氣施工后，J30斷塊整體產(chǎn)量明顯上升，已取得顯著效果，且目前仍然有效，為我廠零散小斷塊及強(qiáng)水敏油藏提高采收率探索一條可行之道。

（1）注減氧空氣，利用減氧空氣良好的膨脹性和彈性能量大的特征，既能降低原油黏度，又能保持地層壓力，提高驅(qū)油效，改善開(kāi)發(fā)效果，有推廣應(yīng)用價(jià)值。

（2）注減氧空氣能增加低產(chǎn)井代液能力，保持正常生產(chǎn)，也能降低水增油，恢復(fù)停產(chǎn)的高含水油井生產(chǎn)，有利于提高采收率。

（3）減氧空氣驅(qū)油技術(shù)的實(shí)施成功，使油井產(chǎn)油量得到了大幅度提高，取得了明顯經(jīng)濟(jì)效益，為低效油藏提高開(kāi)發(fā)效果提供了依據(jù)。