（石油与天然气工程专业论文）锦45块稠油油田开发新技术研究.pdf

锦4 5 块稠油油田开发新技术研究 王成( 石油与天然气工程) 撸导教师：雷光伦( 教授) 向延安( 高工) 摘要 辽河油田锦4 5 块油田以蒸汽吞吐为主要开发方式。随着蒸汽吞吐 周期的增加，吞吐效果逐渐下降，产量降低，经济效益变差，开采成本 越来越商。为保持油田长期稳产，需针对该稠油油田的不同开发时期研 究相应的开发新技术。 根据国内外稠油油田开发技术状况，进行了蒸汽驱、水驱、非混相 驱试验研究，最初开展的蒸汽驱先导试验，结果由于井况差、井网不完 善、水体大、油层水淹严重等原因，造成注采严重失调，采注比和油气 比极低，采油成本高，试验未获成功。随后开展的常规水驱试验，试验 初期见到一定效果，但因油水粘度比较大、水窜等原因，很快发生水淹， 效果不理想。为寻求更为合适的开采方式，进行了常规水驱、氮气+ 水 驱、氮气+ 化学剂+ 水驱及氮气驱的开发新技术研究。实验研究了不同开 发方式下的优化配方，用单岩心管和并联双岩心管研究了气液比、泡沫 数量及稳定性对驱油效率的影响，研究了不同驱替方式下的泡沫阻力系 数和提高波及体积能力，分析了非混相驱提高稠油油田采收率机理及影 响因素。研究表明，适合于该块蒸汽吞吐后的有效开发方式应是。热水 + 氮气+ 化学剂”的非混相驱油新技术。 在室内研究基础上，在锦4 5 断块中部进行了“热水+ 氮气+ 化学剂” 菲混相驱先导试验。试验表明，非混相驱后，注入井的油压和套压均大 幅上升，吸水剖面得到改善；区块地层压力明显恢复，试验区日产油量 明显上升，综合含水下降，取得了较好的。增油、降水、升压”开采效 果 研究及现场试验表明，非混相驱开发新技术非常适合于锦4 5 断块 稠油油田蒸汽吞吐后的提高采收率，最终采收率可提高1 5 ，有良好的 经济效益。 关键词：稠油油田，非混相驱，阻力系数，机理 i i i s t u d yo nt h en e wt e c h n i c so fd e v e l o p i n gh e a v yc r u d eo i li n j i n - 4 5b l o c k w a n g c h e n g ( o i la n dg a se n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rl e ig u a n g - l u n s e n i o re n g i n e e rx i a n gy a h - a n a b s t r a c t t h es t e a ms t i m u l a t i o no fh e a v yo i lh a sb e e nt h em a i nr e o o v e r ym e t h o d i nb l o c kj i n - 4 5o fl i a o h eo i lf i e l d a st h ep e r i o do fs t e a ms t i m u l il o t i o n i l l c 玎x l s e 3 t h er e c o v e r ye f f i c i e n c yd e c r e a s e sg r a d u a l s , a n dt h ec o s ti n c r e a s e a tt h es a m ot i m e i no r d e r t o ，k e e pt h el o n g - t e r md e v e l o p m e n to f o f lf i e l d w e s h o u l de x c h a n g et h er e c o v e r ym e t h o d a c c o r d i n gt os t a t u so fs t u d y i n gi ni n l a n da n do v e r s e a s ，t h ee x p e r i m e n t o fs t e n ms t i m u l a t i o n w a t e rf l o o d i n ga n d h y d r o c a r b o n m i s c i b l ef l o o d i n gw a s c o n d u c t e di n d i v i d u a l l y t h e p r e - e x p e r i m e n to fs t e a m s t i m u l a t i o nw a s c o n d u c t e di nb 1 0 c kj i n - 4 5 j 1 1 ”w a t e r - o u tr e s e r v o i rr e s u l t e di nt h es e r o u s i m b a l a n c eo f 嘲e c t i o nr e c o v e r yf a c t o r t h eo i l - g a sf a t t e rw a sv e r yl o w , a n d t h ec o s to fo i lr e c o v e r yi nc r e a s e dt o o t h et e s tw a st e r m i n a t e da st h ea b o v e n 鞠瞎o n s t h er e g u l a rt e s to fw a t e rf l o o d i n gw a sd o n el a t e r t h er e c o v e r y e f f i c i e n c yo n l yi n c r e a s e d5 - 7 o w i n gt ot h eb i gr a t i oo fo i l - w a t e rv i s c o s i t y a n dw a t e rb r e a kt h r o u g h m a n yk i n d so fo i lf l o o d i n g t e s t sw e r ec o n d u c t e d t oc o m p a r e di nb l o c kj i n - 4 5 ，s u c ha sr e g u l a rw a t e rf l o o d i n g , n i t r o g e ng a s 1 v w a t e rf l o o d i n g ，n i t r o g e ng a s + c h e m i c a lv e a g e n + s + w a t e rf l o o d i n g a n dt h e o i lf l o o d i n gm e c h a n i s mw a s p r o b e di n t oa sw e l l t h et e s tr e s u l ti n d i c a t e dt h e b e s tm e a n si st h en o n - h y d r o c a r b o nm i s c i b l en o o d i n go fh o tw a t e r + n i t r o g e n g a s + c h e m i c a lr e a g e n t s t h et e s tw a se x p a n d e di nt h ec e n t r a lb l o c kj i n - 4 5 t h eg o o dr e s u l to f n o n - h y d r o c a r b o nm i s c i b l ef l o o d i n gh a db e e na c h i e v e d t h eo i lr e c o v e r yr a t e i na 俄i s 船e v i d e n t l y t h ew a t e rp r o d u c t i o nd e c r e a s e s ，t h e s t r a t i g r a p h i c p 嗍s u 聆o fb l o c kr i s e st o o o nt h e 妊o ft h i s ，c o m b i n e dt h et e c h n i q u e so f s t e a ms t i m u l a t i o ni n d i v i d u a l ，t h eg o o dr e s u l th a db e e na c h i e v e d t h et e s t r e s u l ti n d i c a t e st h a tt h en o n - h y d r o c a r b o nm i s c i b l ef l o o d i n g m b i n e dt h e t c 捌q u e & o fs t e a mi n j e c ti n d i v i d u a li sv e r ye f f e c t i v et ot h er e c o v e r yo f h e a v y o i l , , w h i c hr e s u l t i n gi nt h ee v i d e n ti nc “跚s eu pt o1 5 o fr e c o v e r y e f f i c i e n c ya n dr a i s i n ge f f i c i e n c ya sw e l l 。 k c y w o r d s = h e a v yo l l f i e l d , n o n - m i s c i b l ef l o o d i n g , r e s i s t a n c ef a c t o r , m e c h a n i s m v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了 签名：2 多年多月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 学生签名： 导师签名： 2 护碑 t 呐6 年 。6a 黾 6 旯fb 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第l 章前言 第1 章前言 1 1 研究目的意义 辽河油田锦4 5 块于1 9 8 4 年1 1 月投入开发，经历了蒸汽吞吐试验、 全面蒸汽吞吐、一次加密调整和二次加密调整综合治理四个阶段，截 止2 0 0 4 年，锦4 5 块( 含3 2 1 8 ) 共有油井1 1 1 4 口，开井9 1 5 口，日 产液1 0 5 9 6 t ，日产油1 9 1 1 5 t ，含水，累产油1 8 0 1 1 x 1 0 4 t ，累产水 4 1 3 6 8 x 1 0 4 t ，累注汽1 2 4 3 6 井次，注汽量3 2 2 8 4 x 1 0 4 t ，采油速度1 2 2 ， 剩余可采储量采油速度3 2 5 ，采出程度3 1 6 ；可采储量采出程度 8 9 2 ，累积油汽比0 5 6 ，年度油汽比o 4 l ，单井平均吞吐1 0 2 周期， 目前地层压力3 o m p a ，进入吞吐开采中后期，4 年产油下降4 2 4 ，年 平均下降1 0 6 1 0 4 t 。为保持油田高效开发，采用了多种配套技术，提 高吞吐开发水平，如采用加密调整技术提高油田储量动用程度；采用 重水淹区大位移侧钻技术提高剩余油开发水平，采用井问换层技术、 细分采油技术、分层注汽等技术提高原油产量【i 一，但是都没有能量补 充，着蒸汽吞吐周期的增加，吞吐效果变差，产量下降，开采成本越 来越高，经济效益越来越差，为保持油田长期稳定发展，有必要研究 该稠油油藏蒸汽吞吐后期的有效开发新技术，及时转换油田的开发方 式。 1 2 国内外现状与发展趋势 国内外开展蒸汽驱、水驱的试验很多，蒸汽驱先导试验开始于上 世纪5 0 年代，但蒸汽驱技术形成于6 0 年代中期，在7 0 年代得到较 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第l 章前言 大的发展。最早的两个试验区是1 9 5 2 年在美国的y o r b al i n d a 油田 和1 9 6 8 年的克恩河l o 井组试验区。查阅资料中，美国共有1 1 7 个 对不同地层原油粘度区块实验项目，成功9 0 个，1 9 个待定，成功率 达到7 6 9 ，可见，蒸汽驱也是比较有效的稠油开采方式。水驱在国 内外也有不少实例，辽河油田锦9 9 块就是比较成功的水驱典型而 非混相驱在国内外开展研究的时间也比较早。在四十年代末五十年代 初，特殊油藏实施注气开发，主要以注入空气、天然气、凝析气、二氧 化碳及烟道气，但碍于天然气资源的本身价值和二氧化碳及烟道气的来 源限制，而直接注空气又不安全的实际问题【删，这项技术发展较缓慢， 没有形成生产规模、生产力。 到八十年代末注气工艺有了新的发展，发展了从空气中提取氮气技 术，美国形成一套制氮一注氮一脱氮的工业化配套技术，该技术广泛应 用于重力驱、混相驱和非混相驱试验。国外在稠油蒸汽开采时注氮气加 泡沫荆。改善蒸汽驱效果，控截底水锥进，减少注水量，增加采油量【7 射 国内近些年开始开展这方面的研究工作，进行室内注氮气机理研 究，主要是单管、双管注氮气及注氮气加泡沫驱油效率试验，以相关的 基本性能测定。胜利油田从美国引进一套制氮一注氮设备和高温发泡 剂，应用于单家寺单2 0 块2 个井组的蒸汽驱调剖试验。取得初步效果。 辽河油田锦州采油厂于2 0 0 4 年1 月在全国率先开展了1 个井组的 非混相驱提高采收率先导试验，试验进行近1 年，增油o 7 万吨。投入 产出比l ：2 6 5 ，取得了“增油、降水、升压”的良好效果“”2 0 0 5 年 1 月。为进一步验证非混相驱作为稠油转换开发方式工业化生产的可行 性，我厂又先后开展了1 3 个井组的非混相驱工业化试验，同时推广分 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第l 章 前言 层注汽技术，提高注汽效果，试验已进行了1 年，累产油7 1 万吨，各 项指标达到方案设计水平，基本证明非混相驱是稠油转换开发方式的可 行之路。 1 3 主要研究内容 ( 1 ) 蒸汽吞吐后期特性的研究分析； ( 2 ) 蒸汽驱的研究分析； ( 3 ) 水驱的研究分析； “) 非混相驱配方及驱油机理研究： ( 5 ) 现场工艺研究； ( 6 ) t l e 混相驱现场先导性试验研究； ( 7 ) t l e 混相驱工业化实施。 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 第2 章锦4 5 块的地质溉况及开发简况 2 ，1 地质概况 2 1 。1 油藏概况 锦州油田锦4 5 块处于辽宁省凌海市大有地区，构造上位于下辽河 拗陷西部凹陷谣斜坡，欢喜岭单斜构造第二断阶带的西南端断块是一 个被南北两条北东向三级断层切割的由北西向南东倾没的断鼻斜坡，东 西长7 5k m ，南北宽2 3k i n ，构造面积1 6 ，3 蛔2 ；含油面积9 0h2 地 质储量5 6 9 7 1 0 4 t 。断块是一个层状中高渗透砂岩边底水稠油藏，断块 开发目的层足下第三系沙河街组沙一中至沙二段的于楼油层和兴隆台 油层。 2 1 2 油层构造 断块于楼油层和兴隆台油层埋藏深度为8 9 0 1 1 8 0 m ，这一深度在辽 河油田稠油藏中较有代表性。地层平缓，倾角一般在2 0 4 。之问。断块 发育有2 9 条大小不等的正断层。断层延伸长度在o 5 7 o k m 之间，将 断块划分成十个四级断块，即锦4 5 8 1 2 、7 一1 4 、锦9 l 、锦9 2 锦9 4 、 2 2 1 6 3 、2 6 1 6 2 、3 5 2 6 2 、锦2 1 9 8 等十个断块。 2 1 3 储层物性 于楼油层和兴隆台油层是两套中厚互层状的湖盆扇三角洲沉积。 可分为以辫状分流河道、分流河口坝、边心滩为主的七糟沉积锾根。分 流河道微相主要分布在锦9 0 块、分流河口坝主要发育在锦9 l 块砂泥 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 比o 5 0 6 。岩性以砂砾岩、中细砂岩为主，粒度中值o 1 8 0 2 7 m m ， 沉积呈正韵律。储层物性较好，泥质胶结成岩性较差。孔隙度2 7 9 3 0 2 ，渗透率1 1 2 1 o 7 5 3 t t m 2 。储层孔隙结构为中孔中等连通型孔隙 结构类型的储层。断块储量丰度高，各层系分别为1 7 1 3 3 4 8 4 x 1 0 4 t f k m 2 ，全块为6 9 1 x 1 0 4 1 k l n 2 2 1 4 油层发育 断块油层发育，含油井段长达1 5 0 2 5 0 m ，全块平均有效厚度3 4 2 1 1 1 1 ；四套开发层系有效厚度分别为：于1 组1 7 5 m 、于2 组1 1 6 m 、兴1 组1 2 2 m 、兴2 组1 1 1 m 。油层发育与分布受沉积相和构造控制，平面 上油层发育极不均一，于l 组油层分布较广泛，主要发育于锦9 0 、锦 9 l 、锦9 2 及锦9 4 块的高部位，其中锦9 0 、锦9 l 块最发育；于2 组油 层主要分布于锦9 2 、锦9 0 二个块内；兴1 组油层较发育，主要分布在 锦9 2 、锦9 0 及锦9 1 、锦9 4 、2 - 1 9 8 块的高部位；兴2 组油层不发育， 主要分布在锦9 2 、锦9 0 、锦9 1 、锦9 4 等块的高部位。 2 1 5 油水界面 断块两套含油层系分为两套油水组合。油藏埋深：于楼油层为8 9 5 1 0 6 0 m ，兴隆台油层为9 8 0 1 1 8 0 m 。油水分布受构造、砂体发育控制， 油水界面不尽统一。总体上看油水界面：于楼油层为1 0 2 0 1 0 6 0 m ，兴 隆台油层为1 1 2 0 1 1 8 0 m 。 2 1 6 原油物性差异 总体来看，纵向上是上稠下稀；平面上中部油层原油物性好，周边 部依次变差。于i 组地下原油粘度1 0 2 0 0 1 3 0 0 0 m p a s ，属特稠油范畴： 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 于2 组地下原油粘度3 5 0 0 m p a - s ，属普通稠油类；而兴隆台油层地下原 油粘度仅为3 0 0 6 0 0 m p a o s ，属中质稠油，常规开采有一定产能原油 物性详见表2 1 。 表2 - 1 锦4 5 块原油性质统计表 层 “蛆 胶质 凝固 含蜡 含硫量 油层 p 口 t 5 0 )沥青质 点 量温度 i i 口( 油层) t 油层) 系 m p a - s m p a s g - c m ， 于i 7 6 9 73 8 1 l 1 3 2 8 94 51 0 2 0 0 1 3 0 0 00 9 8 7 l 于 2 7 9 03 0 。7 25 7 3 5 s 4 7 3 5 0 0o 9 5 5 2 于i 4 9 42 8 7 8 7 4 1 80 2 4 25 03 8 6 8 4 00 9 3 8 7 兴1 2 3 42 6 9 0 1 7 4 0 2 5 2 6 6 00 9 4 0 1 2 2 油田开发简况 断块于1 9 8 4 年1 1 月试油投产，历经二次调整，四套层系已形成目 前的8 3 8 3 m 井网。开发上经历了4 个阶段： 2 2 1 蒸汽吞吐试验阶段 在1 9 8 4 年1 1 月一1 9 8 6 年6 月期间开展了干抽试采和蒸汽吞吐试验， 干抽采油仅在兴i 组获得一定产能，结果产能低，下降快，采出程度低 蒸汽吞吐采油使油井产能大幅度上升，单井日产油3 0 1 0 0t ，周期油汽 比达2 3 2 6 ，由此确定了蒸汽吞吐开采方式。 2 2 2 全面蒸汽吞吐开发阶段 在1 9 8 6 年7 月至今，方案要求：油藏分四套层系、按1 6 7m x l 6 7m 正方形井网注蒸汽开采：蒸汽吞吐以1 o 1 5 的采油速度稳产8 年， 最终采收率3 4 5 。投产当年建成产能7 5 x 1 0 4t ；1 9 8 8 年达第一次产油 高峰，年产油9 8 x 1 0 4t 。在随后的几年里，进行了一次加密与二次加密 6 中国石油大学( 华东) 工稃硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 井网，进入全面综合调整、治理阶段。 2 3 锦4 5 块综合治理技术研究 2 3 1 平面上剩余油挖潜配套技术 ( 1 ) 加密调整技术 理论研究结果表明，锦4 5 块于楼油层的加热半径4 0m 左右，泄油 半径5 6m ；兴隆台油层加热半径为5 5m ，泄油半径为7 0m 以上；应用 四维地震对加热半径的监测显示：兴隆台油层的加热半径为6 1m ；因此 根据油藏井网的实际与理论研究的结果，1 9 9 2 年提出了对油藏整体调整 部署、分批实施。主要进行了2 次加密调整“1 ： 第一次全面加密调整 1 9 9 2 年2 0 0 0 年，将1 6 7m x l 6 7m 正方形井网加密成1 1 8m x l l 8m 正方形井网。部署各类井5 4 7 口，完钻5 1 1 口，投产5 0 1 口，平均单井 日产油1 2 9 t ，建产能1 8 2 8 1 0 4 t ；建百万吨产能投资6 3 x 1 0 8 元。加密 后井网控制面积从不足5 o k r a 2 提高到7 8k m 2 ，井网控制储量从3 4 0 0 x 1 0 4 t ，提高到5 5 7 7 x 1 0 4 t 。 第二次加密调整 在前期研究成果的基础上，2 0 0 1 年我们进行了2 个井组的8 3 m 井 距加密热采试验，取得了初期日产油1 7 f f d ，周期产油2 4 0 8 t 的好效果。 因此在2 0 0 1 年至目前，开展了二次加密调整部署开发井1 4 6 口，截 止2 0 0 4 年1 2 月完钻1 0 7 口，投产1 0 7 口，平均单井日产油l lt ，d ，建 产能3 3 o x l 0 4t 。 ( 2 ) 重水淹区大位移侧钻技术 7 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 通过对各种监测资料、侧钻井及新井电测解释资料的综合研究，锦 4 5 块的水侵主要以指状、舌状为主，而水线的宽度在3 0 m 以下，在此 研究的基础上2 0 0 5 年开始在锦4 5 块的重水淹区应用位移大于3 5 m 的侧 钻井技术“刁( 见图2 一1 ) ，共实施81 ：2 1 井，解释水淹层厚度占总厚度的 1 8 6 ，比常规侧钻井低1 5 6 ，目前大位移侧钻井日产油6 3 4 t d ，含水 仅6 8 ，仍比水淹区平均含水低2 1 ，年增油2 2 5 6 1 。 图2 - 1水淹区大位移侧钻示意图 2 3 ，2 纵向上剩余油挖潜配套技术 ( 1 ) 合理采油厚度研究确定技术 合理采油厚度是指对某一油藏的油井既能保持较高产能又能最大 限度地减少层间干扰的采油( 射开) 厚度嘲( 见图2 2 ，图2 - 3 ) 依据动 态统计规律分析：锦4 5 块油层工作厚度以1 5 2 5 m 为宜，这一厚度区问 油层出力较均衡，油井产能和累产油均较高，采油强度大；油层工作厚 度小于1 5 m 以下，油井产能低且后劲不足，累产油少，采油强度低；油 层工作厚度大于2 5 m 以上，日产油和累产油很少，采油强度降低，会造 8 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 成层间矛盾。随着吞 油层蓐射-油层辱魔，i 图2 - 2 周期采油强度与射孔厚度关系图2 - 3 周期累产油与射孔厚度关系 吐周期不断增加，层间矛盾加剧。这一成果为新井、侧钻井选择合理射 孔厚度开采、细分采油和扩边调整提供了重要依据“”。 ( 2 ) 井间换层技术 耳砥 砚一勰壬 老井井甸拽矗 图2 - 4 锦4 5 块井间换层示意图 9 够l千嗡n耐斗叠 堍l僻上m一 一 一 瓣r i 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发筒况 断块发育四套含油层系，且开发初期采取了同井场分四套层系布井 方式进行开发，这给井间换层的措施实施带来了有利条件。井间换层措 施的实施是在不同层系油井之间互相换目的层采油，而不打乱原层系开 采系统，以解决井况差、剖面出油不均和油井高含水等问题，达到提高 油井利用率和提高储量动用程度，改善吞吐效果的一种非常规措施手 段。经过发展和完善，形成了三种形式的井间换层( 图2 - 4 ) 。9 3 年以来， 共实施井间换层9 l 对。换层1 1 7 口，累积增产原油1 8 0 3 x 1 0 4 t 。 ( 3 ) 细分采油技术 合理采油厚度研究成果表明：油井射孔厚度及图透率级差是导致纵 向上油层出力不均匀的重要因素。如1 4 2 2 l 井，于1 9 8 7 年1 月投产。 射开油层3 7 8 m 1 2 层，经过四周期吞吐生产后，侧钻发现油井上部 1 4 6 m 4 层已“水淹”，动用较好；下部2 3 2 m 8 层，动用较差或根本未 动用。为避免混射及厚度过大造成层间干扰，提高纵向上油层动用程度， 我们采取上下分采。结果单采上部。水淹层”并且相互闻级差小的1 4 - - 2 2 井和单采下部相对级差小的1 4 - - c 2 2 1 井，初期日产油均达到2 5 l i d 以上。周期油汽比达o 6 6 ，比同期老井油汽比高o 2 6 ，达到同期新井二 周期水平断块共实施细分采油5 6 井次，累积增油9 2 x 1 0 4 t 。 “) 分层注汽技术 研究结果表明，油井纵向动用状况主要受射孔厚度、渗透率、渗透 率级差、孔隙度等因素影响，渗透率、渗透率级差和孔隙度占主导地位 嘲。锦4 5 块油层动用好的主要集中在渗透率大于1 0 0 0 x l o 3 t i m 2 、孔隙度 大于3 0 的油层；而当油层的渗透率小于5 0 0 x l o 3 l a i n 2 、孔隙度小于1 5 ， 油层基本上动用中等或动用差针对这一状况，我们适时开展了分层注 1 0 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 翥 l l 蓑 l 锦4 5 0 3 2 - - 3 1 7 井分注前生产曲线 锦4 5 0 3 2 3 1 7 井分注后生产曲线 图2 - 5 锦4 5 - 0 3 2 - 3 1 7 井分注前、后生产曲线图 汽，从图2 5 上可以看出，分注后产液结构发生变化，动用程度得到明 显改善，从生产效果上看，周期增加，产油量增加，效果显著。自2 0 0 1 年开始规模实施，在锦4 5 块年实施分注4 0 0 井次以上，取得很好的增 油节汽效果。累积实施分层注汽1 6 2 4 井次，当年增油累积1 7 6 2 x l o t ， 累积节约注汽量1 6 2 3 x 1 0 4 t ，效果显著。 ( 5 ) 配合动态监测实施重水淹区挖潜技术 锦9 l 块东部重水淹区2 1 7 口油井中，有3 9 口油井因高含水停关， 1 0 口油井处于高含水低效生产状态，这些井占重水淹区的2 3 ，9 4 的 油井均有见水史，平面上水淹面积已达1 0 0 ，纵向上水淹程度也高达 ：i!ff|h；|；!|真；| | | | 埏薹 蔓三譬j j | 一 | | ；| i | 善三翥 | | | 茎i | ； 兰三鼍三量尊三墼熏 ；!|=叮善荔阳加。似 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 6 0 1 ，水侵程度已相当严重，水淹区面临着严峻形势。 通过对重水淹区整体开发特点及水侵规律研究，编制了锦9 l 块 2 0 0 0 - 2 0 0 4 年动态监测系统方案。并引进适合油藏特点的监测手段和技 术，如环空产液剖面及中子寿命等监测技术，从而取得了宝贵的监测资 料，通过对这些资料进行深入细致的分析，对水淹区边底水水侵状况及 剩余油分布规律等有了较为清晰的认识，认识到于楼油层二砂体顶部油 层及兴隆台油层二砂体中下部严重水淹。因此，抓住时机，适时地进行 机械堵水、超细水泥堵水、套管补贴堵水等措施，并应用推广至邻近井 区的实际生产中，不断挖潜层间剩余油，提高储层动用程度，取得了显 著的效果。2 0 0 0 年- 2 0 0 4 年综合应用各种找水技术3 4 口，在资料方面保 证了研究成果的准确性，指导在水淹区实施堵水、堵水补层等进攻性措 施1 0 3 井次，初期_ b 增油5 9 跗d ，平均单井日增油5 8 t d ，累积当年增油 9 8 1 0 4 t 。 ( 6 ) 组合式吞吐技术 锦4 5 块随着井网的不断加密调整，汽窜现象越来越严重，油井汽窜 已成为目前影响稠油油藏蒸汽吞吐开发效果的重要因素之一自从2 0 0 1 年来，累积汽窜井次已经达到7 9 6 井次，累积影响产油量3 6 1 0 4 t 。为 探索有效控制汽窜途径。减少热能和原油产量损失，提高蒸汽热能利用 率，2 0 0 2 年以来，锦州采油厂把“锦4 5 块蒸汽吞吐汽窜防治的研究与 应用”列为重点攻关项目，旨在通过汽窜现象的研究及现场实验探索稠 油油藏开采中后期防治汽窜的有效途径，为锦州采油厂乃至所有稠油油 藏在防窜治窜方面提供经验。最后通过研究与现场应用相结合。取得了 关闭汽窜井、同注同采与调剖注汽相结合的综合配套防汽窜措施，取得 1 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 了较好的效果，累积实施措施1 7 7 井次，累积当年增油1 6 2 8 3 x 1 0 4 t 。 ( 7 ) 汽窜形成的渗流理论 油层的渗透率可分为三个不同方向的渗透率( 水平渗透率k x ，k ，和 垂向渗透率k z ) ，从沉积学角度来看，三个不同方向的渗透率是不同的， 考虑到沉积韵律夹层和天然裂缝的影响，垂向渗透率一般小于水平渗透 率，从平面上来看，特别是河流相沉积的油层，水平渗透率k x 与水平 渗透率k ，差别也很大( k x 代表河流方向的水平渗透率，k v 代表垂直河 流方向的水平渗透率) ，k x 必然大于k v ，所以当注入蒸汽后，流体会出 现x 方向的推进更快一些，从而出现不规则的椭圆体推进，形成汽窜”1 。 根据汽窜井的生产特点，我们形成了配套注汽技术。 关闭汽窜井 当注入的蒸汽窜至邻井或即将窜到邻井时，此时邻井表现为含水急 剧上升，若此时关闭汽窜井可降低局部方向上的生产压差，迫使注入的 蒸汽流向其他方向，经过炯井后两井再同时启抽，达到了减少汽窜的发 生、防治汽窜的目的，近两年我们共实施了6 9 井次，减少汽窜5 7 井次， 累增油4 3 2 6 t 。 多井同注同采 汽窜的形成除受渗透性控制外，还受生产压差影响。对汽窜方向上 的油井采取同时注汽，可防止单井注入的蒸汽沿着热水通道流至邻井， 迫使注入的蒸汽进入未动用方向。 2 0 0 2 年主要在两口井之间做试验，共计实施3 对井，从实施的效果 来看其效果较好，周期增油6 2 8 t 。2 0 0 3 年针对存在问题，开始规模同注 同采，累积实施同注同采8 5 井次，累计增油5 2 7 6 2 8 t 。 1 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章锦4 5 块的地质概况及开发简况 调剖注汽 封窜性调剖利用封堵剂来封堵高渗透地层的咽喉地带，增加流动通 道的阻力，降低渗透率大流动阻力小方向的注汽量，迫使注入的蒸汽进 入未动用的低温油层，使油层在纵向上或平面内动用程度均匀。现场上 应用较多的是用无机颗粒型堵剂进行封堵，该方法对地层有污染，基本 上不能解堵，目前应用较多的是高温泡沫调剖，利用泡沫在地层孔隙中 形成贾敏效应来封堵汽窜层。 2 4 油田开发中存在的主要矛盾 尽管多年来一直在想尽办法保持稳产。但是由于稠油藏吞吐开发的 的特殊性，没有能量补充，锦4 5 块周期采注比明显高于欢喜岭油田的 同类油藏水平；累计采注比2 1 5 ，阶段瞬时采注比1 7 8 ；断块吞吐开采 压降幅度大，目前区块地层压力降至3 0 m p a ，压降幅度达7 0 ，平均 年压降o 3 5m p a ，年压降幅度3 5 。开发方式的转变已经迫在眉睫， 就是在这种情况下，开始研究锦4 5 块转换开发方式。 1 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章锦4 5 块蒸汽驱与水驱技术研究 第3 章锦4 5 块蒸汽驱与水驱技术研究 锦4 5 块油田经2 0 年的吞吐开发，不断改进蒸汽吞吐开发配套技术， 提高开发水平逐步发展完善形成了一套以地质研究为基础，以井间换 层、细分采油、选择性射孔、动用避水油层、侧钻、重水淹区挖潜、低 产低压区开发及其相互配套的适合油藏特点的开采技术，使断块各项开 发指标达到较高水平。 但是由于稠油藏吞吐开发的的特殊性，没有能量补充，油田进入快 速递减阶段，稳产已经非常困难，近几年来，在锦4 5 块油田一直在探 索和实践新的有效的开发方式以提高油田最终采收率。 2 0 0 3 年1 月在锦4 5 断块区的兴。组开展了蒸汽驱先导试验，结果由 于井况差，井网不完善造成注采严重失调，加之层间、井间的非均质性 影响，单层、单向受效，采注比、油汽比极低，于2 0 0 3 年5 月经批准 终止了试验。2 0 0 3 年6 月锦4 5 断块兴。组开展了4 个井组的常规水驱试 验，试验初期见到一定效果，但因油水粘度比较大、水窜等原因，很快 发生水淹，有效期短，效果不理想，于2 0 0 3 年1 1 月结束。 3 1 蒸汽驱试验研究 ( 1 ) 试验区概况 试验区位于锦9 0 块内部东北部小断块“卯，目的层为兴l 组，含油面 积0 3 3 x k m 2 ，地质储量1 3 8 x 1 0 4 t 。该试验区油层平均有效厚度2 5 m ，并且 分布稳定，净总厚度比高( o 6 8 ) ，储层与原油物性较好。 ( 2 ) 蒸汽驱方案设计 依据室内数物模研究结果，方案设计全区由6 个井组组成，采用五 1 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章锦4 5 块蒸汽驱与水驱技术研究 点法汽驱井网( 注入井分别为0 1 5 1 3 、0 1 5 1 5 、0 1 6 ，1 3 、0 1 6 1 5 、0 1 7 - 1 3 、 0 1 7 1 5 ) ，井距1 1 8 x 1 1 8 m 。通过该项试验可望达到在蒸汽吞吐的基础上提 高采收率15 ，新增可采储量2 0 7 1 0 4 t 。 ( 3 ) 现场实施情况 试验区汽驱井组从2 0 0 3 年l 开始转注，共转注了三个井组( 注入井 分别为0 1 6 - 1 3 、0 1 6 1 5 、0 1 5 1 3 ) ，对应8 口采油井，而其余的三个井组由 于注入压力低和缺少注汽锅炉而未能实施转驱计划。 “) 效果分析 试验于2 0 0 3 年1 月开始实施，截止2 0 0 3 年5 月，三个井组平均月注 汽量1 4 2 5 0 m 3 ，平均月产浊8 6 7 t ，平均月产液量5 7 2 8 t ，阶段采注比为0 4 0 、 油汽比0 0 6 1 ，这种状态一直延续到2 0 0 3 年5 月，三井组累积产油仅为 1 3 0 1 l o t ，阶段采出程度仅为0 9 4 ，采注比o ，2 i 、油汽比0 0 7 6 ，( 表 3 1 ) 效果较差。 ( 5 ) 原因分析 生产井井况差，井网完善程度低，不能满足试验强采要求是汽驱 试验失败的主要原因。据国外转汽驱开采的经验，生产井应加强排液以 降低井底压力来增大注入井与生产井间压差，促使注入井端“饱和蒸汽 带”向生产井推进早日见效。锦9 0 块先导试验区8 口生产井中有6 口 井因套管损坏停产，造成有注无采的严重注采失调局面因此，影响了 试验效果，很难进行评价。 对汽驱开采方式认识和技术准备不足，归纳起来有三点；一是对 实现汽驱开采的条件认识不足；二是对油藏吞吐开采后复杂的地质情况 认识不足，如水侵、井出砂、热连通、封闭条件等；三是工艺技术准备 1 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章锦4 5 块蒸汽驱与水驱技术研究 不足，如提高干度、动态监测、井况修复技术不配套，最终导致试验失 败。 表3 - 1蒸汽驱试验数据表 试验 井 注入参数 生产井 采注 距 起止 压干 日景注井累产 累产水 比 井组 力 度 注汽数油 m 时期1 0 t t t m p at dl o t口l o t 锦9 0 0 3 19 一 先导 l i s6 34 7 571 78 04 82 6 90 ，2 l - 0 3 5i l 试验 3 2 常规注水开发试验研究 ( 1 ) 试验区地质概况 试验区仍位于锦4 5 块的兴l 组。 ( 2 ) 注水开发方案设计 根据室内数物模的研究成果，确定锦4 5 块兴l 组蒸汽吞吐后转水驱 开发【l s l ，采用一套层系分层注水的采油工艺，注采系统为1 6 7 m 反九点注 采井网。总计井数为5 3 口，其中注水井l o 口、生产井3 4 口、观察井9 口。指标预测通过转注水开发，可使采油速度在l 以上稳产2 年，使油 藏最终采收率提高1 0 3 ，最终采收率达到3 5 2 。 ( 3 ) 现场实施情况 2 0 0 3 年6 月根据水驱试验方案和避开转汽驱井组的实际情况，在原 1 6 7 m 正方形井网的基础上按反九点法注采井网，在含油面积为0 5 4 k i n 2 ， 地质储量为1 7 5 6 1 0 4 t 范围内，只转注4 口水井，对应1 6 口采油井进行 常规水驱试验。最初采取笼统注入方式，单井日注水2 0 0 4 0 0 m 3 d ，注 1 7 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章锦4 5 块蒸汽驱与水驱技术研究 采比宏观控制在1 3 0 左右。 “) 效果分析 水驱试验进行2 个月后油井陆续见效，初期单井目增液2 9 t d ，日 增油6 6 t d ，最高达3 0 t d 。为保持水驱效果，实现方案目标，方案要求 注水3 个月后全部实行分层注水。但因井况差、油层出砂、压力低( 注 入并口无压力) 等原因未能执行分层注水方案，仅从注采平衡角度调整 了单井日注( 8 0 - 1 5 0m 3 d ) 和控制了注采比( 1 0 5 一1 2 0 ) 。从笼统注水 情况看，初期效果较好，但很侠发生水淹，时问短，所以从整体水驱效 果来看，效果不太理想。2 0 0 3 年l o 月底水驱井组的采油速度为0 7 5 ，效 果明显低于蒸汽吞吐效果( 表3 - 2 ) 。因此兴1 组全面转注水开发风险很 大“”，子2 0 0 3 年1 1 月份停止试验。 ( 5 ) 原因分析 吞吐汽窜井，水驱后很快就水窜而只是产水不产油，如1 9 1 6 2 井与注水井1 9 1 4 2 吞吐阶段有汽窜史1 9 1 6 2 井注水仅2 个月就发生水 窜现象。 笼统注水后，层间矛盾加剧，所以注水3 5 个月后油井出现严 重的单层单向水窜现象，失去了水驱增油效果。 由于受地层倾角、非均质性等因素影响，平面上推进速度不均匀。 如1 2 - 1 2 2 井处于井网逆向驱位置，含水上升速度慢，增油有效期长 1 8 中国石油大学( 华东) 工稃硕士学位论文第3 章锦4 5 块蒸汽驱与水驱技术研究 表3 - 2锦4 5 断块常规注水开发综合数据 生产井日产油月产量注水井 时间 年月 总井 开井 油水 含 油水 总井开井 日注月注 水水量 水量 口口tm 3 t m 3口口 m 3m 3 0 3 0 51 81 55 11 1 86 9 81 5 8 13 6 5 8448 0 9 2 5 0 7 9 0 3 0 61 486 01 3 96 9 81 8 0 04 1 7 0441 2 0 33 6 0 9 0 0 3 0 71 6l l7 02 2 47 6 22 1 7 0 6 9 4 4432 8 0 8 6 8 0 0 3 0 81 665 82 4 88 1 o1 7 9 87 6 8 8443 4 21 0 6 0 2 0 3 0 91 4l l4 82 7 68 5 21 4 4 08 2 8 0444 6 01 3 8 0 0 0 3 1 0 8 52 46 57 3 07 4 42 0 1 5333 6 91 1 4 3 9 0 3 1 1 851 66 9 8 1 24 8 02 0 7 0333 2 51 0 0 7 5 1 9 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章锦4 5 块非混相驱油技术研究 第4 章锦4 5 块非混相驱油技术研究 在蒸汽驱与水驱效果都不好的状况下。经过分析，决定进行非混相驱 研究，探索一种可行的开发方式。 4 1 氮气泡沫非混掘提高采收率机理研究 我们与总公司勘探开发研究院共同对锦4 5 块兴一组原油进行了不同 方式( 常规水驱、氮气+ 水驱、氮气+ 化学剂+ 水驱及氮气驱) ，不同温度、 不同气液比的驱油实验及机理研究。 4 i 1 泡沫非混相驱的化学剂筛选 化学剂筛选是通过乳化降粘实验对化学剂的种类及浓度进行选 择，以供下步动态驱替实验研究，从而综合确定化学剂的效果。通过 乳化降粘实验，选择出了三种适合单管驱替实验，提高驱油效率用化 学剂。 ( 1 ) 实验方法及设备 实验用油为锦4 5 块兴一组原油，实验装置为r v l 2 旋转粘度仪 实验方法：将锦4 5 块原油和所选用的化学剂在一定的温度和浓 度