三元复合吞吐技术在桩西中低渗断块油藏的应用

张茂森,刘江涛,李 军,张 勇

(中国石化胜利油田分公司桩西采油厂,山东东营257237)

三元复合吞吐技术在桩西中低渗断块油藏的应用

张茂森,刘江涛,李 军,张 勇

(中国石化胜利油田分公司桩西采油厂,山东东营257237)

桩西油田从2000年开始开展二氧化碳吞吐技术提高封闭断块油藏的采收率,但随着吞吐轮次的增加,吞吐效果逐年变差,选井条件越发苛刻。为提高桩西油田断块油藏的整体开发水平,从二氧化碳吞吐机理出发,提出并研究了活性水+二氧化碳+酸化三元复合吞吐解堵技术,确定了桩西三元复合吞吐解堵技术的矿场筛选标准。2009年1月至7月在桩西共实施三元复合吞吐解堵5井次,累增油2 401t,取得了良好的经济效益。

断块油藏;桩西油田;三元复合吞吐;效果

1 桩西断块油藏描述

桩西油区目前共有77个开发单元,动用地质储量15 931×104t,可采储量3 298×104t,平均采收率20.7%。其中断块单元32个,动用地质储量达4 807 ×104t,可采储量 880 ×104t,采收率 18.3%,比油田同类油藏平均水平低3%。桩西断块油藏小于1.0km2的单元有11个(详见表1),地质储量775×104t,油水井数比为3.3∶1,其中有5个断块没有注水井,注采关系完善难度大,井网完善程度低。

表1 桩西封闭小断块油藏统计

开展封闭断块油藏低效井提高采收率技术研究,完善动态注采关系,补充能量,提高油井利用率,改善油藏开发效果,是桩西封闭断块油藏增储上产及持续稳定发展的重要保证和主要途径。因此,针对桩西封闭断块油藏二氧化碳吞吐效果逐年变差的现象,提出了活性水+二氧化碳+酸化三元复合吞吐解堵技术,以提高该类油藏的采收率。

2 三元复合吞吐剂性能研究

2.1 活性水改善吞吐效果评价

活性水属于表面活性剂体系,由于表面活性剂具有良好的耐温、抗盐、乳化、助排等性能,在二氧化碳作用下,可改善油井吞吐效果,延长生产周期[1]。

一般的表面活性剂体系均为碱性,碱性表面活性剂体系可与二氧化碳发生反应。本文研制了与二氧化碳具有良好协同作用的无碱表面活性剂体系,作为三元复合吞吐的活性水体系,其配方为:0.21%9BS-5-0+0.09%十四烷基甜菜碱(TETR)。实验测定了其界面张力、乳化性能,见表2。

表2 无碱表面活性剂体系的性能

可以看出,上述无碱表面活性剂体系达到了界面张力低(达到了超低)、乳化最小转速低、泡沫半衰期长、起泡体积大的要求。

2.2 二氧化碳增油机理研究

CO2吞吐提高采收率的重要机理之一是改善原油性质,从而改善原油在地下的流动性。为确定CO2对桩西地区原油性质的改善效果,在室内利用CO2-原油物性分析仪器进行了试验研究。试验油样为桩39-9井原油,原油基本性质见表3。

表3 桩39-9井原油基本性质

(1)降低原油粘度。桩39-9地层油样品的粘度变化关系见图1。从粘度测试结果可以看出,溶解了天然气的地层油的粘度远远低于同温度下地面脱气油的粘度(50℃时,脱气油粘度为11.18mPa·s)。当高于地层油饱和压力(13.1MPa)时,地层油的粘度随压力的升高而升高。在地层压力、温度下(19.84MPa、121℃),溶解了天然气的地层油粘度为1.27mPa·s。

图1 地层油粘度与压力关系

(2)对地层油的膨胀特性。地层油在不同的饱和压力下溶解不同量的CO2,相应的使地层油体积发生不同幅度的膨胀。不同饱和压力下,地层油的体积膨胀幅度可以从体积系数随饱和压力的变化得出。溶胀实验测得地层油及饱和CO2地层油体积系数随饱和压力的变化结果见图2。

图2 体积系数与饱和压力关系

从图2可以看出,溶解CO2的地层油体积系数随饱和压力的增加而增加,即原油中CO2溶解量越大,体积膨胀幅度越大。在地层条件下,桩39-9原始地层油的体积系数为1.2415,在目前地层条件下饱和CO2后,其体积系数为1.4405。与地层油相比,体积膨胀了16%。

(3)酸化解堵作用。二氧化碳溶于水后呈酸性并与岩石中的基质发生反应,会溶蚀一部分杂质,特别是其中的碳酸盐,使地层渗透率得以改善,同时在连续的注入压差下,二氧化碳对空隙中的堵塞物有一定的冲刷作用,可疏通孔道,解除二次污染[2-3]。

(4)溶解气驱。油层中的二氧化碳溶解气,在井下随着温度的升高,部分二氧化碳游离汽化以压能的形式储存部分能量,当油层压力降低时,大量的二氧化碳则从原油中游离,从而将原油驱入井筒,起到溶解气驱的作用。

2.3 酸化改善吞吐效果

CO2吞吐补充地层能量提高采收率虽然较显著,但在实施过程中,其反面的影响因素也较多,如吞吐后随压力降低和CO2气的不断析出,产生了碳酸盐沉淀堵塞近井地带,导致产液低;原油中的胶质、沥青质在注入CO2时,由于温度骤然降低,原油中的胶质、沥青质会结晶析出堵塞油层近井地带等。针对以上影响因素,实验优化酸液配方和浓度,通过酸化解除近井带污染,改善吞吐效果。

实验过程:将桩39-9岩样粉碎,过100目筛,称取5g加到100mL体积的不同酸液中,90℃恒温水浴,2h后取出岩样,水洗、烘干、称量,计算溶解率。

由表4可见,相比较而言,12%HCl+3%HF的酸液配方对桩39-9岩心具有较好的溶解率。

表4 桩52块岩心溶解性实验结果

3 现场施工工艺及效果分析

3.1 选井条件

通过先期的室内试验研究,结合现场经验,最终确定了桩西油田三元复合吞吐解堵技术的矿场筛选标准,见表5。

表5 三元复合吞吐矿场筛选标准

在依据表5的标准选择三元复合吞吐井后,要进行精心设计与施工,保证能够顺利把吞吐剂注入油藏。同时必须有良好的CO2注入工艺作为技术保证。

3.2 施工注入流程

设计注入三个段塞,第一段塞注入活性水(20 m3),以提高驱油效果和扩大二氧化碳波及面积;第二段塞注入液态二氧化碳(80t),焖井15d,以期补充地层能量,提高驱油效率;第三段塞注入酸液(20 m3),以解除近井带污染,提高地层渗透率。

3.3 施工效果分析

从2009年1月到2009年7月,二氧化碳三元复合吞吐解堵采油技术在桩西油田实施了桩66-15、桩34-15、桩 6-X1等 5井次,有效井 4口,措施后累计增油2 401t,施工效果详细情况见表6。

桩6-X1井吞吐后无效,分析原因是该井非均质性严重,二氧化碳吞吐剂沿高渗透层优先进入高含水地带,未能对含油部位形成有效驱替,导致措施后高含水。建议在以后的二氧化碳吞吐作业时,通过堵水调剖剂改善油层非均质性,使吞吐剂对低渗透带形成有效驱替。

表6 三元复合吞吐解堵施工效果

4 结论

(1)桩西油田中低渗断块油藏地质条件复杂,注采关系不完善,二氧化碳吞吐提高采收率效果逐年变差,采用活性水+二氧化碳+酸化三元复合吞吐解堵技术有效解决了自然递减率的影响。

(2)结合现场实践,从油层条件、生产动态、储层条件和井况条件四个方面最终确定了桩西三元复合吞吐解堵工艺的矿场筛选标准。

(3)三元复合吞吐解堵技术在桩西油田共实施5井次,累增油2 401t,获得了良好的经济效益。

[1]赵福麟.油田化学[M].东营:石油大学出版社,1999:110-112

[2]梁福元.二氧化碳吞吐技术在断块油藏的应用[J].试采技术,2001,32(3):55-57

[3]刘恒.二氧化碳三元复合吞吐技术在曙光超稠油油藏的应用[J].石油地质与工程,2008,22(6):86-88

编辑:李金华

TE357

A

1673-8217(2010)01-0076-03

2009-09-03

张茂森,工程师,1972年生,2006年毕业于中国石油大学(华东),现主要从事油气田开发研究工作。