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摘 要:針对金6、金10东区块注汽过程中存在的汽窜问题进行了研究,分析了汽窜现象产生的原因,并提出了相应的解决对策。结果表明:造成金6、金10东块汽窜的原因是沉积主河道效应、储层纵向和平面上非均质严重、油层胶结疏松、连通性好,原油粘度大、流度比大、已开采地层亏空较大和注汽强度偏大。采取了如下的措施:优化了最佳注汽强度为140~160t/m之间,最优注汽速度8-10t/h,最佳焖井时间为4~6d,最佳周期最佳生产天数为9个月;对油层连通性较好,注汽压力相近,易发生汽窜的井采取同时注汽、同时焖井、同时放喷的“三同时”注汽法;采取在注汽过程中伴注氮气泡沫和高温起泡剂的氮气泡沫封窜法以及在氮气泡沫封窜法基础上增加改性栲胶堵剂的改性栲胶泡沫复合调堵法。采取上述对策后,注汽过程中无汽窜现象发生,开井后液量充足,生产正常。
关键字:稠油;注汽汽窜;蒸汽吞吐;堵调;氮气;栲胶
1.汽窜原因分析
(1)沉积主河道效应
金6块、金10东块沙一段主力开发区为辫状河道发育区,该区砾岩、含砾砂岩较为发育,沉积厚度较大。目前已发生汽窜井大部分位于沉积主河道,渗透率高、油井连通性好、易发生汽窜。
(2)储层非均质
金家Es14砂层组岩性复杂,发育粉、细砂岩、中砾岩、含砾砂岩等,泥岩中见杂色泥岩,平面纵向非均质性强,渗透率差异大。金6块、金10东块储层沉积韵律性以复合韵律为主,其中纵向层内渗透率非均质性最为严重,注蒸汽过程中,层内非均质性越强,油层吸气能力差异越大,使注入蒸汽越易沿渗流阻力较小的高渗层突进。另外高渗层处于同一层位,部分汽窜井离断层较近[1-2]。
(3)油层胶结疏松、连通性好,原油粘度大
金6块、金10东区块沙一段砂层发育粉、细砂岩、中砾岩、含砾砂岩等,地层胶结度较低,易出砂,连通性好,注入地层的大量高温高压热流体,易产生强烈的水岩反应,造成蒙脱石等矿物溶解,使储层岩石胶结更加疏松,地层伤害加大了孔道的渗透性差异,形成了部分蒸汽窜流通道[3]。
(4)原油粘度大、流度比大
金6块原油平均粘度为2233mPa·s,金10东区块原油平均粘度为5000mPa·s,蒸汽与高粘度原油流度比大,易发生粘滞指进,从而导致重力分离,形成蒸汽超覆,蒸汽在平面上推进不均,易发生汽窜。
(5)已开采地层亏空较大
目前较明显的注汽汽窜井3组中均发生在J16、J16-1、J16-X3井、J11-X10井,单井累产都接近或者超过4千吨,四口井近井地带亏空明显,存在明显压降。
2汽窜治理对策研究
2.1优化注采参数
根据地质基础研究成果及Petrel软件建立的三维非均质精细地质模型,采用CMG软件对区块进行了数值模拟。建立了三维两相的热采模型。
(1)注汽强度优化
数模优化表明合理注汽强度在140~160t/m之间。注汽强度太小无法实现蒸汽吞吐驱油降粘的作用,注汽强度过大容易导致汽窜的发生。因此金6块合理的注汽强度为140~160t/m之间,最优周期注汽量为1200-1500t左右。
(2)注汽速度优化
提高注入速度有利于降低井筒损失,提高井底蒸汽干度,改善吞吐效果。但是注汽速度过高会引起蒸汽窜流,甚至导致地层破裂。数模优化表明,热采井最优注汽速度为216m3/d(9t/h)。根据目前生产实际,注汽压力能达到11-19MPa,注汽速度8-10t/h,基本能满足区块注汽需要[4]。
(3)焖井时间优化
根据数模计算,最优焖井时间分别为4d,该块实际焖井时间在3-7d,单井平均累计采油量在2000t以上,开发效果较好,综合考虑数模结果及区块实际情况确定该块合理焖井时间为4~6d。
(4)周期生产天数优化
数模优化表明,金6块周期最佳生产天数为9个月。
2.2“三同时”注汽法
针对汽窜井,提出了“三同时”注汽法,即筛选油层连通性较好,注汽压力相近,易发生汽窜的井采取同时注汽、同时焖井、同时放喷生产的对策。
对金6-X4、金6-X5井采取了“三同时”的注汽方法,即同时搬上作业,同时注汽,同时焖井,同时放喷。注汽过程中井间无汽窜现象发生,放喷后能量充足,生产效果较好。
2.3氮气泡沫封窜法
氮气泡沫封窜法的原理为通过缩颈分离、液膜隔断和液膜滞后都是通过阻塞气体通道而降低气体渗透率;氮气泡沫进入地层后,一部分溶解于原油使其体积膨胀,增加液体的内动能;另一部分充满层孔隙,扩大蒸汽波及体积,有利于原油回采;起泡剂是一种表面活性剂,能够降低油水界面张力,提高洗油效率。
J11-X13井和J11-X15井采取氮气泡沫封窜法开井后液量充足,含水下降快,注汽过程中临井无汽窜现象发生。说明该方法在封堵汽窜方面有较好的效果。
2.4改性栲胶泡沫复合调堵技术
改性栲胶泡沫复合调堵体系一方面大大强化了栲胶泡沫体系的强度,另一方面泡沫的加入可以携带更多的栲胶进入高渗层,使得栲胶泡沫体系的调剖性能大大加强,适用范围更广。
J11-X27井和J11-X28C井均采取了改性栲胶泡沫复合调堵技术,开井后液量充足,含水下降快。另外,J11-X27井和J11-X28C井二周期注汽压力比一周期平均了提高了2.0-3.0Mpa,有效封堵了汽窜大孔道,减少了热量的损失,提高了注汽效果。
3.结论
(1)金6、金10东区块由于沉积主河道效应、储层非均质、油层胶结疏松、连通性好,原油粘度大、原油粘度大、流度比大、已开采地层亏空较大和注汽强度偏大的原因,易发生汽窜。
(2)优化了近6块的注汽参数:最佳注汽强度为140~160t/m之间;最优注汽速度8-10t/h;合理焖井时间为4~6d;周期最佳生产天数为9个月。
(3)氮气泡沫封窜法和改性栲胶氮气泡沫堵调法在金家敏感性稠油油藏应用方面取得了较好的效果。
参考文献
[1]张义堂.热力采油提高采收率技术[M].北京:石油工业出版社,2006, 8~10.
[2]唐恩高等.“疏导控锥”提高底水稠油油藏采收率研究.钻采工艺,2011,34(2):36-38.
[3]李平科,岳清山.蒸汽驱中主要工艺参数对开发效果的影响[J].特种油气藏,1996,3(2):13-17.
[4]韩彬.辽河油田齐40块蒸汽驱汽窜特征与控窜对策[J].大庆石油地质与开发,2011,30(6):149-152.
关键字:稠油;注汽汽窜;蒸汽吞吐;堵调;氮气;栲胶
1.汽窜原因分析
(1)沉积主河道效应
金6块、金10东块沙一段主力开发区为辫状河道发育区,该区砾岩、含砾砂岩较为发育,沉积厚度较大。目前已发生汽窜井大部分位于沉积主河道,渗透率高、油井连通性好、易发生汽窜。
(2)储层非均质
金家Es14砂层组岩性复杂,发育粉、细砂岩、中砾岩、含砾砂岩等,泥岩中见杂色泥岩,平面纵向非均质性强,渗透率差异大。金6块、金10东块储层沉积韵律性以复合韵律为主,其中纵向层内渗透率非均质性最为严重,注蒸汽过程中,层内非均质性越强,油层吸气能力差异越大,使注入蒸汽越易沿渗流阻力较小的高渗层突进。另外高渗层处于同一层位,部分汽窜井离断层较近[1-2]。
(3)油层胶结疏松、连通性好,原油粘度大
金6块、金10东区块沙一段砂层发育粉、细砂岩、中砾岩、含砾砂岩等,地层胶结度较低,易出砂,连通性好,注入地层的大量高温高压热流体,易产生强烈的水岩反应,造成蒙脱石等矿物溶解,使储层岩石胶结更加疏松,地层伤害加大了孔道的渗透性差异,形成了部分蒸汽窜流通道[3]。
(4)原油粘度大、流度比大
金6块原油平均粘度为2233mPa·s,金10东区块原油平均粘度为5000mPa·s,蒸汽与高粘度原油流度比大,易发生粘滞指进,从而导致重力分离,形成蒸汽超覆,蒸汽在平面上推进不均,易发生汽窜。
(5)已开采地层亏空较大
目前较明显的注汽汽窜井3组中均发生在J16、J16-1、J16-X3井、J11-X10井,单井累产都接近或者超过4千吨,四口井近井地带亏空明显,存在明显压降。
2汽窜治理对策研究
2.1优化注采参数
根据地质基础研究成果及Petrel软件建立的三维非均质精细地质模型,采用CMG软件对区块进行了数值模拟。建立了三维两相的热采模型。
(1)注汽强度优化
数模优化表明合理注汽强度在140~160t/m之间。注汽强度太小无法实现蒸汽吞吐驱油降粘的作用,注汽强度过大容易导致汽窜的发生。因此金6块合理的注汽强度为140~160t/m之间,最优周期注汽量为1200-1500t左右。
(2)注汽速度优化
提高注入速度有利于降低井筒损失,提高井底蒸汽干度,改善吞吐效果。但是注汽速度过高会引起蒸汽窜流,甚至导致地层破裂。数模优化表明,热采井最优注汽速度为216m3/d(9t/h)。根据目前生产实际,注汽压力能达到11-19MPa,注汽速度8-10t/h,基本能满足区块注汽需要[4]。
(3)焖井时间优化
根据数模计算,最优焖井时间分别为4d,该块实际焖井时间在3-7d,单井平均累计采油量在2000t以上,开发效果较好,综合考虑数模结果及区块实际情况确定该块合理焖井时间为4~6d。
(4)周期生产天数优化
数模优化表明,金6块周期最佳生产天数为9个月。
2.2“三同时”注汽法
针对汽窜井,提出了“三同时”注汽法,即筛选油层连通性较好,注汽压力相近,易发生汽窜的井采取同时注汽、同时焖井、同时放喷生产的对策。
对金6-X4、金6-X5井采取了“三同时”的注汽方法,即同时搬上作业,同时注汽,同时焖井,同时放喷。注汽过程中井间无汽窜现象发生,放喷后能量充足,生产效果较好。
2.3氮气泡沫封窜法
氮气泡沫封窜法的原理为通过缩颈分离、液膜隔断和液膜滞后都是通过阻塞气体通道而降低气体渗透率;氮气泡沫进入地层后,一部分溶解于原油使其体积膨胀,增加液体的内动能;另一部分充满层孔隙,扩大蒸汽波及体积,有利于原油回采;起泡剂是一种表面活性剂,能够降低油水界面张力,提高洗油效率。
J11-X13井和J11-X15井采取氮气泡沫封窜法开井后液量充足,含水下降快,注汽过程中临井无汽窜现象发生。说明该方法在封堵汽窜方面有较好的效果。
2.4改性栲胶泡沫复合调堵技术
改性栲胶泡沫复合调堵体系一方面大大强化了栲胶泡沫体系的强度,另一方面泡沫的加入可以携带更多的栲胶进入高渗层,使得栲胶泡沫体系的调剖性能大大加强,适用范围更广。
J11-X27井和J11-X28C井均采取了改性栲胶泡沫复合调堵技术,开井后液量充足,含水下降快。另外,J11-X27井和J11-X28C井二周期注汽压力比一周期平均了提高了2.0-3.0Mpa,有效封堵了汽窜大孔道,减少了热量的损失,提高了注汽效果。
3.结论
(1)金6、金10东区块由于沉积主河道效应、储层非均质、油层胶结疏松、连通性好,原油粘度大、原油粘度大、流度比大、已开采地层亏空较大和注汽强度偏大的原因,易发生汽窜。
(2)优化了近6块的注汽参数:最佳注汽强度为140~160t/m之间;最优注汽速度8-10t/h;合理焖井时间为4~6d;周期最佳生产天数为9个月。
(3)氮气泡沫封窜法和改性栲胶氮气泡沫堵调法在金家敏感性稠油油藏应用方面取得了较好的效果。
参考文献
[1]张义堂.热力采油提高采收率技术[M].北京:石油工业出版社,2006, 8~10.
[2]唐恩高等.“疏导控锥”提高底水稠油油藏采收率研究.钻采工艺,2011,34(2):36-38.
[3]李平科,岳清山.蒸汽驱中主要工艺参数对开发效果的影响[J].特种油气藏,1996,3(2):13-17.
[4]韩彬.辽河油田齐40块蒸汽驱汽窜特征与控窜对策[J].大庆石油地质与开发,2011,30(6):149-152.