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裂缝溶蚀孔洞型潜山油藏氮气泡沫驱提高采收率技术 ---以京30潜山为例


            

赵宏伟,黄咏梅

(新疆科瑞石油工程技术服务有限公司,山东 东营 257000)

摘要:30潜山裂缝溶蚀孔洞发育,底水能量充足,同时井间连通性好,底水突破后造成高含水,多口井含水100%,区块仅开井1口,处于半关闭状态。针对区块存在问题,开展了氮气泡沫驱提高采收率研究,通过室内实验及数模优化,确定采用低注高采,氮气泡沫采用“多段塞、小段塞”注入原则,注入氮气90×104m3,泡沫剂7t,油井30-9井日产液量由1.7t上升到12.9t,含水由70.8%下降到0,阶段累计增油2247t,投入产出比达到了1:3.8,增油效果显著,经济效益明显。

关键词:裂缝-溶蚀孔洞型油藏;剩余油;氮气泡沫驱;采收率

Enhanced recovery of nitrogen foam flooding for Fracture - dissolved vuggy type buried hill reservoir--Taking Jing 30 buried hill as an example

Zhao hongweiHuang yongmei

Xinjiang Kerui Petroleum Engineering Technology Service Co., Ltd.shandong,dongying 257000

Abstract: The fracture and dissolved vuggy of the Jing 30 buried hill are developed, the bottom water energy is sufficient, and the interwell connectivity is good. The bottom-water breakthrough and causes high water cut. 100% water cut in multiple wells. At present, only one well produced in the block and is in the semi-closed state. In view of the problems in the block, the research on enhanced recovery of nitrogen foam flooding was carried out. Through indoor test and Numerical simulation optimization, it was determined that lower location of the structure injection and high position production. The nitrogen foam flooding adopts the principle of “multi-segment plug and small slug”injection. The injection of nitrogen was 90×104m3. , foaming agent 7t. The Jing 30-9 well daily liquid production increased from 1.7t to 12.9t, water content decreased from 70.8% to 0, and the stage cumulative oil increase of 2247t, input-output ratio reached 1:3.8. The oil-increasing effect is remarkable and the economic benefits are obvious.

Key words: Fracture and dissolved vuggy type reservoir; Remaining oil; Nitrogen foam flooding; Oil recovery

 

1、油藏地质特征

京30奥陶系潜山构造上位于牛北斜坡、河西务潜山带南部。30潜山为断块山,奥陶系高点埋深1950m,京30断块1979年勘探,1994年开发,共完钻油井9口,水井1口,1996上报探明含油面积0.7km2,石油地质储量71×104t,采出程度39.6%

潜山为裂缝-孔隙双重介质储层类型,奥陶系马家沟组岩性以石灰岩、白云岩为主夹少量硅质岩,储集空间为溶洞裂缝型。储层物性较好,岩溶发育,在潜山附近,都有不同程度的钻具放空和泥浆漏失现象,潜山风化壳储层发育,缝洞连通性好。含油高度明显受潜山顶面形态控制,具有统一油水界面(-2045m),为底水块状油藏。孔隙度最大25.9%,最小值为5%,平均值为11.8%基质平均有效孔隙度3.3%,平均渗透度0.16×103μm2基质和裂缝均含油,裂缝为主要的渗流通道。奥陶系灰岩原油密度平均为0.8547g/cm3,凝固点较低,-20℃不凝固,含硫0.08%

地层水类型主要为NaHCO3型,总矿化度平均为2916.03mg/L,氯离子平均含量1112.30 mg/L。天然气相对密度0.66,甲烷含量86.5%。

奥陶系油层中深2044m,原始地层压力20.48MPa,折算压力系数1.02,油藏温度68℃,地温梯度3.6℃/100m

利用地质资料建立裂缝-基质双重介质模型,通过CMG数模软件模拟剩余油分布规律。结果显示,裂缝中采出程度达到80%,而基质中原油采出程度仅30%左右,剩余油主要分布在井间及构造高部位的基质孔隙及溶蚀孔洞中,剩余油饱和度高。

 

基质含油饱和度图                       2 裂缝含油饱和度图

2、开发存在问题

①含油面积小,采油速度大,采出程度高

京30断块从投入开发到目前,一直保持较高的采油速度,历史上最高达到3.91%,目前采油速度为0.9%。由于地质面积小,可采储量有限,使该断块目前采出程度较高,为39.6%

②边底水能量高,油井自喷生产,转抽效果差

京30断块生产井基本靠自身能量生产,由于边底水能量充足,油井在自喷期保持较高的日产能力。但随着底水的推进,油井一旦见水,在短期内停喷,损失全部产量,转抽后100%含水。

③油井产量呈阶梯式递减,无渐变过程

京30断块油井在自喷期的生产呈现无渐变规律递减,而是表现为阶梯式。断块产量的上升依赖新井的投产,产量的下滑受单井产量阶梯式递减影响也呈现整体无渐变过程的特点。

针对京30潜山特点,在地质建模及数模研究基础上,开展氮气泡沫驱提高采收率技术先导试验。泡沫具有很高的封堵能力,因此其在裂缝溶蚀孔洞型潜山油藏中能够有效封堵裂缝,让氮气进入孔隙及溶蚀孔洞中,提高波及系数和驱油效率,大幅度提高油藏采收率[1-3]。先导试验井组选在京30-2断块,该断块为潜山封闭断块,其中京30-2井与京30-9井连通好,采用11采进行氮气泡沫驱试验,取得良好增油效果。

3、氮气泡沫驱实验

利用国际通用的Ross-Miles优选HY-2型起泡剂,浓度1%,注入氮气纯度99.99%,岩心长度30cm,实验用京30-9井生产原油,原油密度0.8547g/cm3,原油粘度2.83mPa*s。模拟油藏温度70℃,以0.1ml/min速度水驱至含水率70%,在气液比为1:1的条件下分别注入氮气起泡剂溶液,观察产出端泡沫形态以及计算原油采出程度[4-5]实验结果表明,泡沫注入前期,岩心两端压差并没有明显增加,但是原油采出程度快速增加,当注入体积达到2PV时,原油采出程度从开始的30.5%增加到45%。随着泡沫的注入,压差开始上升,采出程度升高趋势开始变缓,最终采出程度53%。与水驱相比,采出程度从30%上升到53%,提高23%

 

图3 泡沫注入过程中压差变化曲线                氮气泡沫驱采出程度曲线

4、注入方案优化

利用数值模拟分别对高注低采、低注高采两种不同注入部位进行井网优选,模拟注氮气量80×104m3通过注气后气体地下含油饱和度可以看出,注入初期能够在注入井附近形成气体存赋区域,随着注入量增加,地层压力补充,同时由于氮气密度较小,开始向构造高部位运移,能够有效驱替井间剩余油,从模拟增油量也能看出低部位注气后,受构造高度影响气体驱替体积更大,增产效果更好。同时在氮气运移到高部位产油井后,部分氮气会继续往构造高部位运移,也可对该油井形成一定气顶驱的作用,最大限度的提高断块原油采收率[6]因此用构造低部位的30-2作为注入井注氮气泡沫,高部位的京30-9井作为生产井采油

 

图5 高注低采氮气储量丰度图                低注高采氮气储量丰度图

设计氮气总注入量40×104m360×104m380×104m3100×104m3120×104m3五种方案,进行油藏数值模拟,预测6个月的阶段累增油量,通过对比优选最佳注入方案。根据优化不同注气量,从增产油和产出投入比看,随着注气量增加而增大,但注气量超过90×104m3后增油幅度越来越小,注气量与增油量产出投入比先增大后减小,综合考虑增油量和产出投入比设计注入氮气90×104m3遵循“多段塞、小段塞”注入原则,因此本次施工段塞分为前置段塞、主段塞和后置段塞三个段塞。首先注入2%浓度的泡沫剂前置吸附,保证后续注入泡沫剂可以正常发泡,后续氮气和泡沫液分别按照段塞设计注入,可以在后续注过程中出现多段式封堵效果,增加氮气波及体积,并有效的延缓气体突破时间,改善气驱效果。

确定氮气用量90×104m3,泡沫剂用量7t,折算地下体积5714m3,氮气注入排量2000m3/h,泡沫液注入速度7-10m3/h,施工周期19天。氮气设备采用35MPa柴驱,油管注入,注入压力16-27MPa,氮气纯度98%

5、先导试验效果

30-2目前已经实施氮气泡沫驱两轮次,第一轮次开始注气3天压力从0MPa上升至16.5/15.5MPa并保持稳定。京30-2井第二轮次开始注气压力为16/2.8MPa,后上升17/16MPa,并保持稳定。两轮次施工压力基本相同,注气压力平稳。 分析认为该井累积亏空较大,注入量远小于累积采出液量,同时注气后生产井30-9油压有所上升,验证井间连通性较好。10天后京30-9井见效,油压由3.2MPa上升到8.2MPa,日产液量由1.7t上升到2.8t,一个月后出现峰值产量12.9t,含水由70.8%下降到21.2%,后期含水降为0,阶段累计增油2247t,投入产出比达到了1:3.8,增油效果显著,井间剩余油得到了有效动用,经济效益明显。

 

图7 30-9井氮气泡沫驱生产曲线

6、结论

30-2潜山断块氮气泡沫驱先导试验取得了良好的增油效果,并取得较好收益。该区块成功对于潜山油藏、火成岩、砂砾岩等裂缝-溶蚀孔洞较发育的油藏均可实施氮气泡沫驱技术[7],封堵裂缝等大通道,提高波及体积及驱油效率,动用剩余油,提高油藏采收率。

 

参考文献

[1]赵淑霞,彭彦素,于红军,王少冰. 氮气泡沫驱提高高渗透特高含水油藏采收率技术—以梁家楼油田纯56 块为例[J]  油气地质与采收率,2010,17(2):74-76.

[2]王其伟. 泡沫驱油发展现状及前景展望[J]。石油钻采工艺,2013,35(2):94-97.

[3]周国华,宋新旺,王其伟,郭平,李向良,李雪松.泡沫复合驱在胜利油田的应用[J]。石油勘探与开发·油气田开发[J],2006,33(3):370-372.

[4] 李海波, 侯吉瑞, 李巍,等. 碳酸盐岩缝洞型油藏氮气泡沫驱提高采收率机理可视化研究[J]. 油气地质与采收率, 2014, 21(4):93-96.

[5] 李金宜, 姜汉桥, 李俊键,等. 缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气可行性研究[J]. 内蒙古石油化工, 2008, 34(23):84-87.

[6] 朱江, 刘一仓, 代曙光,等. 裂缝性潜山油藏连续注气数模研究[J]. 内蒙古石油化工, 2012(8):132-135.

[7] 姜树锋. 裂缝性油藏开发技术及展望[J]. 内蒙古石油化工, 2014(11):104-106.

作者简介:赵宏伟,197707生,男,籍贯:山东省青州市,2001年毕业于中国地质大学(北京),应用地球物理专业,本科,高级工程师,从事油田氮气增产技术研究工作。

 

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