海上油田早期注聚提高采收率的研究與實(shí)踐

汪超 蘇彥春 張迎春 （中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司 天津300452）

0 引言

海上油田采油平臺(tái)使用壽命短、生產(chǎn)操作費(fèi)用高，在有限的生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)如何提高油田的采收率成為越來越重要的問題。陸地油田一般是在含水90%以后實(shí)施注聚，綏中36-1油田注聚試驗(yàn)也是在油田含水60%時(shí)開始的。為在有限的平臺(tái)壽命內(nèi)采出更多的原油，對(duì)海上油田早期注聚的研究顯得更有意義。

對(duì)早期聚合物驅(qū)及其影響因素研究的文獻(xiàn)報(bào)道不多，[1]相關(guān)的礦場(chǎng)試驗(yàn)報(bào)道還沒有。從海上油田開發(fā)實(shí)際需求出發(fā)，針對(duì)油藏地質(zhì)特征和流體性質(zhì)，利用理論分析、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和油藏?cái)?shù)值模擬研究，在室內(nèi)研究成果指導(dǎo)下，實(shí)施了聚合物驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)，分析了井組動(dòng)態(tài)反應(yīng)特征和增油降水效果，這為油田高效開發(fā)提供了有益嘗試。

1 聚合物驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究

采用室內(nèi)巖心實(shí)驗(yàn)，巖心非均質(zhì)模和物性參考渤海LD10-1油田儲(chǔ)層分布特征，根據(jù)多種驅(qū)油方案，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，推薦合理的驅(qū)替方式。[2]

1.1 物理模型

物理模型選擇為石英砂環(huán)氧樹脂膠結(jié)、二維縱向非均質(zhì)模型，模型包括高中低3個(gè)滲透層。依據(jù)物理模型與實(shí)際油藏典型地質(zhì)模型幾何相似和物性參數(shù)相近原則，模擬油65℃時(shí)粘度為 16 mPa·s。

1.2 注入時(shí)機(jī)對(duì)驅(qū)油效果的影響

在聚合物用量相同條件下，聚合物溶液注入時(shí)機(jī)對(duì)聚合物驅(qū)油效果存在影響。當(dāng)水驅(qū)至含水98%時(shí)轉(zhuǎn)注聚合物，模型最終采收率為49.4%，相對(duì)于水驅(qū)空白實(shí)驗(yàn)采收率增加11.0%；當(dāng)省去前期注水驅(qū)油過程，直接進(jìn)行聚合物驅(qū)，模型最終采收率52.7%，相對(duì)于水驅(qū)實(shí)驗(yàn)采收率增加14.3%。由此可見，聚合物溶液注入時(shí)機(jī)愈早，采收率增幅愈大。早期聚合物驅(qū)與中后期聚合物驅(qū)相比，不僅提高了最終采收率，而且節(jié)約了用水，縮短了油田開發(fā)時(shí)間。

1.3 聚合物濃度或用量對(duì)增油效果的影響

在聚合物溶液注入時(shí)機(jī)相同條件下（均為早期注入），聚合物濃度對(duì)聚合物驅(qū)增油效果存在影響。[3]當(dāng)聚合物濃度為800 mg/L，模型最終采收率49%，相對(duì)于水驅(qū)實(shí)驗(yàn)采收率增加10.5%；當(dāng)聚合物濃度為1 200 mg/L，模型最終采收率53%，相對(duì)于水驅(qū)實(shí)驗(yàn)采收率增加14.4%；當(dāng)聚合物濃度為1 600 mg/L時(shí)，模型最終采收率54%，相對(duì)于水驅(qū)實(shí)驗(yàn)采收率增加16.4%。由此可見，聚合物濃度愈高，聚合物驅(qū)效果愈好。

2 聚合物驅(qū)油數(shù)值模擬研究

在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用CMG-STARS數(shù)模軟件對(duì)渤海LD油田進(jìn)行聚合物驅(qū)數(shù)值模擬研究，[4]數(shù)值模擬相關(guān)參數(shù)借鑒室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。CMG-STARS軟件中聚合物粘度通過粘濃關(guān)系非線性插值來描述，滲透率下降通過殘余阻力系數(shù)來描述，考慮不可及孔隙體積，吸附考慮可逆與不可逆的情況，但未考慮聚合物在油層中剪切的影響。由于聚合物及凝膠物化參數(shù)在油層內(nèi)性能的不確定性，分別對(duì)聚合物及凝膠粘度、吸附量及殘余阻力系數(shù)等對(duì)驅(qū)油效果影響較大的參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析（見表1）。最終推薦井組注聚方案如下：注入段塞：0.1 PV；注入方式：凝膠+聚合物+凝膠，聚合物濃度為1 200～1 600 mg/L。以平臺(tái)壽命20年進(jìn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，總的油田采收率提高幅度為4.2%。

表1 聚合物和凝膠動(dòng)吸附量測(cè)試結(jié)果

3 早期注聚動(dòng)態(tài)分析與效果評(píng)價(jià)

3.1 早期注聚油田基本情況

早期注聚在渤海LD10-1油田試驗(yàn)，該油田為帶氣頂?shù)挠蜌獠兀吞飪?chǔ)層物性和連通性好，由于儲(chǔ)層巖性和物性差異也較大，導(dǎo)致儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)性較強(qiáng)，采取常規(guī)的注水開發(fā)模式容易造成部分層水竄嚴(yán)重。為在有限的平臺(tái)壽命期提高油田采出程度，初期采用井組早期注聚試驗(yàn)，后推廣到全油田早期注聚，注聚區(qū)域共有 6 口注聚井：A01、A05、A10、A14、A23、A35，注聚目的層位均為東營(yíng)組東二下段Ⅱ油組，注聚對(duì)應(yīng)一線受益生產(chǎn)井共有22口（見圖1）。

3.2 注聚井特征分析

注聚后普遍規(guī)律為注入壓力升高，視吸水指數(shù)降低，阻力系數(shù)大于1。從注聚后注入壓力上升，建立了較好的阻力系數(shù)情況分析（見表2），注聚井達(dá)到了注聚具有的特征。從歷次吸水剖面測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析，注聚后注入剖面明顯改善。

圖1 LD10-1油田早期注聚井位圖

表2 注入井注聚前后對(duì)比分析表

3.3 油井生產(chǎn)情況分析

油田注聚油組一線注聚受益井為22口，參考陸地油田見效標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合早期注聚特點(diǎn)，注聚增油評(píng)價(jià)主要方法為：凈增油法、凈降水法、數(shù)值模擬法。油井受效情況分為4類：見效見聚井、見效未見聚井、見效不明顯井（待觀察井）、未見效井。見效見聚井4口，見效未見聚井6口，見效不明顯井10口，未見效井2口，經(jīng)過調(diào)剖、調(diào)驅(qū)與注聚等優(yōu)化措施，提高驅(qū)油效率。

3.3.1 典型見效見聚井分析 A11井主要受A05、A35井注聚、A10井注聚/氣的共同作用。2008年4月在調(diào)剖、注聚共同作用下出現(xiàn)降水增油效果（見圖2），2008年8月檢測(cè)到聚合物產(chǎn)出。日平均增油110 m3，含水下降15%，累計(jì)增油133 105 m3。

圖2 LD-A11井開發(fā)生產(chǎn)曲線

3.3.2 典型見效未見聚井分析 A15井為A14井注聚、A10注聚雙向受益井。2009年10月注聚見效，增油基準(zhǔn)點(diǎn)日產(chǎn)液300.5 m3/d，日產(chǎn)油111.7 m3/d，含水62.8%；目前日產(chǎn)液251.2 m3/d，日產(chǎn)油136.4 m3/d，含水45.8%，累計(jì)增油9 081 m3。

3.3.3 典型見效不明顯井分析 典型見效不明顯井3口：由于注聚單層突井或邊底水影響。近年新打調(diào)整井7口：注聚效果待觀察。A16井：為A10井的一線注聚受益井，目前日產(chǎn)液351.8 m3/d，日產(chǎn)油57.6 m3/d，含水83.6%。該井從產(chǎn)出分析看，目前產(chǎn)聚濃度在163.5 mg/L左右波動(dòng)，結(jié)合其相對(duì)較高的產(chǎn)出水礦化度數(shù)據(jù)以及長(zhǎng)期的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征看，A10井注入突進(jìn)現(xiàn)象存在，這是該井長(zhǎng)期注聚收效不明顯的主因。

3.3.4 典型未見效井分析 A24井為A18m井的注聚受益井，目前日產(chǎn)液195.3 m3/d，日產(chǎn)油61.5 m3/d，含水68.5%。由于受到斷層阻擋，目前未見注聚效果。

3.4 油田早期注聚效果分析

從注聚動(dòng)態(tài)看，注聚后注入壓力上升，一些井建立了較好的阻力系數(shù)，部分井組有降水（推遲見水）增油顯示，注聚取得一定成果。部分注聚井井口壓力偏高，存在近井地帶堵塞，井口壓力過高的注聚井需進(jìn)行解堵措施。部分油井存在注聚井突進(jìn)，注聚效果不明顯或效果變差。綜合分析，在22口注聚受益井中，10口受益生產(chǎn)井見到明顯注聚增油效果。截至目前，油田注聚累計(jì)增油296 000 m3。

4 進(jìn)一步提高早期注聚效果優(yōu)化研究

針對(duì)部分油井注聚井突進(jìn)，注聚效果不明顯或效果變差，進(jìn)行注聚跟蹤優(yōu)化研究，包括注聚粘度、注聚量、注聚濃度優(yōu)化。[5]建議適當(dāng)加大注聚濃度、注聚粘度和注聚量。2009年注聚井A23聚合物濃度由1 200 mg/L調(diào)整到濃度1 600 mg/L。周邊A13井在2010年出現(xiàn)明顯降水增油效果，含水下降35%，日均增油90 m3（見圖3）。

圖3 LD-A13井開發(fā)生產(chǎn)曲線

5 結(jié)論及建議

本次研究借鑒巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合油田實(shí)際，采用油藏?cái)?shù)值模擬方法進(jìn)行多種方案優(yōu)化對(duì)比，且在油田早期實(shí)施注聚過程中面對(duì)的挑戰(zhàn)進(jìn)行了優(yōu)化研究，根據(jù)各方案研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，有以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)及建議：①?gòu)淖⒕蹌?dòng)態(tài)看，注聚后注入壓力上升，建立了較好的阻力系數(shù)，井組有降水（推遲見水）增油顯示，明顯見效井平均含水下降10%，日均增油55 m3，截至目前，油田累增油30萬方左右，注聚取得較大成果，預(yù)計(jì)在平臺(tái)壽命期能提高油田采收率4%。②油田早期實(shí)施注聚是一次開創(chuàng)性的工作，不僅可以比中后期實(shí)施獲得更好的增油效果，而且可以大幅度縮短開發(fā)時(shí)間、節(jié)約操作費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。③油田早期實(shí)施時(shí)在不同的注聚階段，會(huì)面對(duì)不同的具體挑戰(zhàn)，需要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際不斷優(yōu)化研究，提高早期注聚效果。■

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[3]隆鋒，仲?gòu)?qiáng)，張?jiān)茖?，?旅大10-1油田化學(xué)驅(qū)物理模擬研究[J].海洋石油，2007，27（1）:36-40.

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