海上油田氮氣泡沫壓錐堵水技術(shù)應(yīng)用

石海磊，王彥春

（1中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理與信息技術(shù)學(xué)院，北京100083；2中海油田服務(wù)股份有限公司，河北 廊坊065201）

氮氣泡沫壓錐堵水技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外陸地油田應(yīng)用了很長時間，由于考慮到安全風(fēng)險和環(huán)保問題，在海上油田一直沒有進行有效的實施，隨著近幾年海上油田在安全生產(chǎn)和環(huán)境保護進行了大力的改進，氮氣泡沫作為穩(wěn)油控水技術(shù)又再一次地進行了嘗試，選擇該海上油田投產(chǎn)初期含水就高達50%。截止到2010年12月底，共有生產(chǎn)井?dāng)?shù)26口，年平均采油速度0.93%，目前采出程度6.52%，氣油比18，平均單井日產(chǎn)油20m3／d，階段末綜合含水高達88.8%，其中已有13口井的含水超過90%，它們在生產(chǎn)過程中含水的上升表現(xiàn)出明顯的底水錐進特征。

1 氮氣泡沫壓錐堵水實驗

1.1 起泡劑靜態(tài)性能評價

為了能夠優(yōu)選適合該油田氮氣泡沫壓錐堵水的起泡劑，按照SY－T6465—2000泡沫排水采氣用起泡劑評價方法開展泡沫劑靜態(tài)性能評價。

表1 不同類型起泡劑靜態(tài)性能評價對比表

圖1 BHT起泡劑靜態(tài)性能評價對比

通過對比3種不同起泡劑在室溫下和油藏溫度下的發(fā)泡體積、泡沫半衰期、界面張力參數(shù)，優(yōu)選適合該油田地質(zhì)流體屬性的最佳起泡劑，實驗結(jié)果如表1所示，可見BHT的綜合性能較突出，能夠滿足該油田油藏溫度條件下的使用要求。

通過對比BHT起泡劑不同濃度下的發(fā)泡量和半衰期，如圖1所示。當(dāng)起泡劑BHT的質(zhì)量分數(shù)控制在0.5%左右，吸附前后的發(fā)泡量差別較小，而且發(fā)泡量也比較大；BHT的質(zhì)量分數(shù)在0.4%以上時，吸附前后泡沫的半衰期差別較小。綜合考慮，優(yōu)選BHT起泡劑質(zhì)量分數(shù)在0.5%為最佳適宜濃度。

1.2 起泡劑動態(tài)性能評價

選取該油田目的層巖芯進行起泡劑動態(tài)性能評價實驗，測試在地層溫度下0.5%的BHT起泡劑在不同注入PV數(shù)（注入地下的聚合物溶液體積占地下總孔隙體積的倍數(shù)）下的壓差，如圖2所示。隨著注入PV數(shù)的增加，封堵壓差呈上升趨勢，說明在地層溫度下BHT起泡劑在巖芯中具有較高的封堵壓差，在油層深部具有很強的封堵調(diào)剖能力。

2 注采參數(shù)優(yōu)化及效果預(yù)測

圖2 BHT起泡劑動態(tài)性能評價對比

為了能夠反映選取的0.5%BHT起泡劑適合于該油田的氮氣泡沫壓錐堵水技術(shù)，利用主流的化學(xué)驅(qū)數(shù)值模擬軟件Stars進行數(shù)值模擬研究，建立兩口井的實際地質(zhì)模型，輸入實驗所得的起泡劑性能參數(shù)，進行氮氣泡沫數(shù)值模擬注采參數(shù)優(yōu)化和效果預(yù)測研究。

2.1 注入時間優(yōu)化

通過對比注入氮氣10天、15天、20天和30天下的增產(chǎn)幅度可以看出，隨著時間的增加，增產(chǎn)幅度開始降低，相對來說20～30天的注氮時間從增產(chǎn)幅度初期比較高，可以優(yōu)選20～30天作為注入的最佳時間范圍。如圖3所示。

2.2 氣液比優(yōu)化

通過對比不同氣液比下的增產(chǎn)幅度可以看出，在氣液比為1∶（1～2）時，增產(chǎn)幅度在每個周期都保持一個較高的值，優(yōu)選施工氣液比為1∶（1～2），如圖4所示。

圖3 不同注氮時間下的增產(chǎn)幅度比較

圖4 不同氣液比下的增產(chǎn)幅度比較

2.3 效果預(yù)測

在優(yōu)選注采參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)值模擬結(jié)果計算得出兩口高含水注入氮氣泡沫措施后的生產(chǎn)效果，如圖5、圖6所示。可以看出，注入氮氣泡沫后，第1周期內(nèi)增油幅度最大，單井產(chǎn)能提高到3倍以上，氮氣泡沫對提高單井產(chǎn)量，控制底水有著明顯的效果。

利用數(shù)值模擬技術(shù)對兩口井措施前后的底水錐進剖面也進行了可視化分析，從圖7可以看出，注入氮氣泡沫后，水錐有著明顯的下降。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

兩口井單井氮氣泡沫壓錐堵水的作業(yè)措施，注入時間30天，分10個段塞注入，注入氮氣量288000m3，起泡劑16t，質(zhì)量分數(shù)0.5%，注入后開井生產(chǎn)，含水最高降低至70%，單井產(chǎn)能最高至40m3／d。由此可見，井實施氮氣泡沫壓錐后，既實現(xiàn)了增油，同時又降低了產(chǎn)水量，達到了控水增油的預(yù)期目的，氮氣泡沫壓錐堵水的效果得到了很好的體現(xiàn)。

圖5 氮氣泡沫壓錐井1效果與無措施生產(chǎn)累產(chǎn)油和日產(chǎn)油比較

圖6 氮氣泡沫壓錐井2效果與無措施生產(chǎn)累產(chǎn)油和日產(chǎn)油比較

圖7 1＃井和2＃井氮氣泡沫壓錐前后水錐剖面對比

4 結(jié) 論

（1）氮氣泡沫作為化學(xué)驅(qū)的一種增產(chǎn)措施，海上油田在生產(chǎn)安全和環(huán)境保護方面都具備了條件，能夠首次在海上油田實施具有重要意義。

（2）通過室內(nèi)實驗研究，優(yōu)選了適合于目的油田的起泡劑BHT及起泡劑最佳質(zhì)量分數(shù)0.5%，通過動態(tài)性能評價實驗，0.5%的BHT起泡劑對目的層有著很高的封堵調(diào)剖性。

（3）通過數(shù)值模擬優(yōu)選氮氣泡沫最佳注入時間20～30天，最佳氣液比1∶（1～2），預(yù)測實施氮氣泡沫措施后，能提高單井產(chǎn)能3倍以上，現(xiàn)場試驗也證明了氮氣泡沫在穩(wěn)油控水有著比較好的效果。

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