交替蒸汽驅在淺層低滲油田開發(fā)中的優(yōu)越性

1、 交替蒸汽驅在淺層低滲 油田開發(fā)中的優(yōu)越性 劉洪芹 趙力 遼河油田鉆采院采油工藝所 一九九六年九月十四日 交替蒸汽驅在淺層低滲 油田開發(fā)中的優(yōu)越性 摘要 本文詳細論述了交替蒸汽驅的原理及其在淺層低滲油田中的優(yōu)越性，并對淺層低滲油藏廟5塊進行了從95年12月21日吞吐后轉驅的動態(tài)預測，證實了交替注汽為本區(qū)塊的最佳蒸汽驅方案，進而進行了交替周期的優(yōu)選，給出了方便現場監(jiān)測的交替周期判斷方法。主題詞：淺層 低滲 交替注汽 蒸汽驅1 引言 對于廟5塊82-40井組這類淺層低滲油藏，由于滲透率低，導致采用蒸汽吞吐、蒸汽驅時的波及范圍小，影響了驅替效率。尋求一種經濟、有效的提高采收率的開采方案已成為采油技術

2、的挑戰(zhàn)。 眾所周知，在蒸汽驅油藏內，連續(xù)向含油多孔介質注入蒸汽的過程中，在注汽井周圍將形成一個蒸汽帶。蒸汽帶的溫度實際是處于飽和溫度下。在蒸汽帶中，初始含油飽和度已降到某一低值Sorst，即蒸汽驅殘余油飽和度，Sorst與原油的粘度成一定的函數關系。其量級為10%的孔隙體積1。由于注汽井的注汽壓力較大，注入蒸汽的一部分在地層中呈液相存在著。在蒸汽帶前緣，由于地層對蒸汽的冷卻，也產生部分冷凝水。對于廟5-82-40井組，由于油層埋深較淺，原始地層壓力低，約5.6MPa，而注汽壓力為12MPa左右，注汽井附近與地層之間的壓力梯度較大。當流體在地層運移中，由于交替注汽的來回驅動，進入低壓部分的冷凝水

3、在焓值不變的情況下將出現閃蒸現象。注入流體的焓將滿足下列等式： H=(1-x)hw+xhs 其中，x為蒸汽干度，hw為水的焓，hs焓蒸汽的焓。 例如，12MPa的水運移到8MPa的壓力下可閃蒸出干度為0.12的蒸汽。閃蒸作用使得這部分體積迅速膨脹，而且生成氣體不會有隨之冷卻的特點。它占有了孔隙中大部分原油的體積，原油會受到以這幾百倍孔隙體積成汽相的水的驅動，從地層擠向附近低壓區(qū)，即生產井井底。所以，對于淺層油藏，交替注汽產生的閃蒸現象，能夠提高井組的采收率和油汽比。 交替注汽的另一好處在于蒸汽在地層運移中的平面調整上。在地層中，原油、水以及儲集巖的壓縮系數整個構成了油藏的彈性能量。當地層壓力高

4、于飽和壓力時，就是靠這部分能量采出地層中的石油。當注汽井向地層注汽時，注汽井周圍形成了很高壓力的蒸汽帶及熱水前緣，這個壓力隨著蒸汽的不斷注入一時難以釋放，聚集成彈性能存在地層中。當這口井停止注汽，另一口井進行交替注汽時，由于壓力傳播，這個壓力借助已有的彈性能把流體反推回來。以較小的力產生較大的能量，從而有效地提高蒸汽的平面波及系數和掃油面積。在以往的蒸汽驅中，造成低采收率的原因之一就是井組中有很大區(qū)域沒有被蒸汽驅到，交替注汽能使得蒸汽在地層中運移面積增大，提高了原油的流動性，達到提高油汽比和采收率的目的。 蒸汽驅一個重要的特點是，在絕大部分情況下都有蒸汽的重力分離（上覆作用）現象。這起因于蒸汽

5、的超浮作用和蒸汽帶中原油的流動性很高。重力分離的快慢取決于原油粘度、垂向滲透率和蒸汽溫度。蒸汽的上覆作用使得下部原油流動性減弱，上部蒸汽流速過快，易產生汽竄，不利于蒸汽驅。交替注汽使得蒸汽在地層中來回驅動，增加了蒸汽、原油、冷凝液、冷地層的混合機會，降低了上覆作用對蒸汽驅帶來的不利影響。3 廟5塊82-40井組蒸汽驅動態(tài)預測 廟5塊82-40井組（見圖1）為典型的淺層低滲油藏，于1995年12月20日吞吐結束，21日開始轉驅。我們對本試驗井組進行了轉驅方案的數值模擬研究。優(yōu)選中假定最大注汽壓力為13.0MPa，注汽溫度325，注汽干度0.75，注汽速度158噸/天，生產井單井排液能力為50噸/

6、天,在注汽生產中各參數保持不變。模擬時間為610天。各轉驅方案的模擬計算結果如表1所示。 表1 轉驅方案優(yōu)選計算結果 轉驅方案 天數 d累注量 kt累產油 kt累產水 kt累產液 kt油汽比采收率 注采比 反五點 610144 .12 30.92138.98169.90 0.21 6.78 1.18 不規(guī)則反七點 610136.50 24.92139.33164.25 0.18 5.47 1.20 81-41.83-39同時對角注 610170.89 17.13178.87196.00 0.11 3.74 1.15 83-39吞吐一周轉對角注 610171.67 16.36180.35196.

7、71 0.10 3.59 1.15 83-39吞吐兩周轉對角注 610159.99 16.59167.92184.51 0.11 3.64 1.15 四井吞吐的對角注 610182.03 26.35179.17205.52 0.15 5.78 1.13 交替對角注 610159.89 34.71162.10196.81 0.21 7.62 1.23 反九點 610 60.61 11.02 56.57 67.59 0.17 2.42 1.12 加密反九點 610 82.69 26.01 78.19104.20 0.28 5.71 1.26 四個反五點 610261.60 5.96274.9428

8、0.90 0.03 1.31 1.07 從表1的數值模擬研究結果中可以看出，交替對角注方案的采收率比同種生產條件下的其它方案都高，油汽比僅次于加密反九點。其原因是，交替注汽能使冷凝于淺層油藏中的水產生閃蒸現象，有效地改善了蒸汽在地層內的分布、運移，提高了蒸汽的熱利用率，并且，它能減弱蒸汽的上覆作用，從而減少了蒸汽汽竄的可能性。4 交替注汽周期優(yōu)選 交替注汽有諸多有利因素，為了提高交替注汽的油汽比及采收率，我們根據蒸汽吞吐階段實際生產資料以及由擬合建立起來的廟5塊油藏模型，對交替注汽周期時間進行了優(yōu)選。 在數值模擬研究中，我們分別模擬了交替注汽周期為30天、60天、90天、300天的蒸汽驅生產動

9、態(tài)。優(yōu)選中假定最大注汽壓力為13.0MPa，注汽溫度325，注汽干度0.75，注汽速度158噸/天，生產井單井排液能力為50噸/天,在注汽生產中各參數保持不變。模擬預測時間為610天。模擬計算結果如表2所示。圖2、圖3分別給出了三種注汽周期的采收率、油汽比對比曲線。 表2 交替注汽周期優(yōu)選計算結果交替注汽周期 天數 d 累注量 kt累產油 kt累產水 kt累產液 kt油汽比采收率 注采比 30 610 97.86 35.89 96.18 132.07 0.37 7.88 1.35 60 610 97.20 35.63 96.05131.68 0.37 7.82 1.35 90 610 97.8

10、4 35.36 96.78132.14 0.36 7.76 1.35 300 610102.88 27.84 113.13140.97 0.27 6.11 1.37 從計算結果中可以看出，交替注汽周期為30天、60天的油汽比及采收率明顯好于90天、300天的生產情況。由此可見，交替注汽周期越短，油汽比及采收率就越好。但這并不是絕對的。從四種方案的采收率及油汽比的對比曲線中可以看到，到500天為止，交替注汽周期為60天的采收率及油汽比均高于周期為30天的情況?？紤]減少工藝措施的復雜性，我們將交替注汽周期為60天作為優(yōu)選結果。5 以壓力或溫度作為判斷交替周期的指標 為了方便現場動態(tài)監(jiān)測，我們將要確

11、定以壓力或溫度為判斷指標，來衡量兩口井交替注汽的時機，即以什么指標來確定交替注汽時機為最佳值。 這項研究可以給現場一種測試手段來決定交替驅替的周期時間。5.1 壓力場變化情況 我們給出了間歇交替周期為60天的地層壓力場隨時間的變化情況?？梢钥吹剑⑵畨毫龅谝恢芷诓缓芊€(wěn)定，前10天壓力上升，以后各天壓力下降，壓力場半徑也由10天的80m變?yōu)?0天的40m。從第二周期起，壓力場變化呈規(guī)律性進展。注汽時壓力逐漸上升，壓力場半徑逐漸增大。觀看注汽井廟83-39，第二周期井底壓力從7.0升至13.0MPa；第三周期從6.7MPa升至12.6MPa；第四周期從6.0MPa升至11.6MPa；第五周期從

12、6.0MPa升至11.4MPa。各周期壓力場半徑分別為40m、83m、100m、103m、98m。而注汽井廟81-41，第二周期的井底壓力從4.2MPa升至7.6MPa，第三周期從4.0MPa升至7.8MPa，第四周期從4.3升MPa至8.2MPa；第五周期從4.8MPa升至8.1MPa。各周期壓力場半徑分別為40m、93m、90m、121m、95m。5.2 溫度場變化情況 從計算的溫場分布來看，注汽井的加熱半徑每一周期擴大一輪，但變化幅度不大。觀看注汽井廟83-39，從第一到第五周期的加熱半徑分別為12.6m、21.0m、29.8m、35.1m、41.6m，注汽井井底溫度各周期變化規(guī)律相同，

13、即在注汽時升至蒸汽溫度325，燜井時降到245左右。溫度場變化不是很大。5.3 以壓力場為交替注汽周期的判斷指標 這里，我們通過注汽井的井底壓力變化，來決定交替注汽的周期。 從圖4我們看到，對于廟83-39，井底流壓的變化是從6MPa到12MPa來回波動，我們決定，當井底流壓注到12MPa左右時停注，注廟81-41。當廟83-39井底流壓降到6MPa時，停注廟81-41，注廟83-39。6 結論 a、詳細分析了交替注汽的機理，論述了交替注汽可以使淺層油藏內產生閃蒸現象，能夠調整蒸汽在地層平面上的運移、分布，減弱縱向上的蒸汽上覆作用，克服產生汽竄的可能性，從而達到提高油汽比及采收率的目的。 b、對廟5塊82-4