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辽河油田超稠油三元复合吞吐影响因素研究

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辽河 油田 超稠油 三元 复合 吞吐 影响 因素 研究
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断 块 油 气 田2 0 0 8 年 3 月 第 1 5 卷 第 2 期辽 河 油 田 曙 一 区 超 稠 油 储 量 资 源 丰 富 , 含 油 面 积2 2 . 4 k 探 明 石 油 地 质 储 量 1 5 2 9 4 × 1 04t 。 杜 8 4 和杜 3 2 断 块 是 曙 一 区 超 稠 油 主 力 含 油 区 块 , 相 继 投 入 蒸汽 吞 吐 开 采 , 取 得 了 较 好 的 生 产 效 果 , 是 辽 河 油 田 增 储上 产 的 重 要 区 块 。 但 是 , 目 前 这 2 个 断 块 普 遍 存 在 吞 吐周 期 长 、 开 发 效 果 逐 渐 变 差 等 问 题 。 为 了 进 一 步 提 高 这些 区 块 超 稠 油 的 开 发 效 果 , 提 出 了 超 稠 油 三 元 复 合 吞吐 采 油 工 艺 技 术[ 1 - 5 ], 即 将 表 面 活 性 剂 溶 液 、 C 水 蒸汽 先 后 注 入 超 稠 油 井 进 行 吞 吐 开 采 , 以 保 持 油 井 产 量的 稳 定 。1 实 验 流 程实 验 流 程 主 要 由 蒸 汽 发 生 器 系 统 、 注 入 系 统 、 岩 心装 置 及 采 出 计 量 系 统 等 组 成 , 其 中 岩 心 夹 持 器 是 装 置中 的 关 键 部 分 ( 见 图 1 ) 。实 验 模 拟 油 藏 条 件 , 先 饱 和 模 拟 地 层 水 , 再 进 行 油驱 水 , 而 后 进 行 吞 吐 实 验 。 具 体 步 骤 如 下 :( 1 ) 实 验 准 备 。 按 流 程 图 组 装 流 程 试 压 到 2 5 M P a ,将 准 备 好 的 原 油 、 水 、 助 剂 分 别 装 入 各 自 样 品 容 器 中 ,加 温 到 8 0 ℃ ; 对 岩 心 抽 空 到 0 . 1 M P a , 开 泵 将 模 拟 地 层水 注 入 , 再 将 原 油 驱 入 岩 心 , 直 至 压 力 达 到 4 M P a , 并稳 定 2 4 h 。( 2 ) 蒸 汽 注 入 。 向 岩 心 注 入 驱 替 流 体 , 直 到 压 力 为1 5 M P a 时 止 , 保 持 岩 心 内 的 压 力 稳 定 在 1 5 M P a 。( 3 ) 焖 井 。 关 闭 所 有 阀 门 , 稳 定 2 4 h 。( 4 ) 回 采 。 将 回 压 阀 调 整 到 设 定 的 生 产 压 力 , 在 设定 的 压 差 下 进 行 生 产 , 直 至 达 到 经 济 极 限 为 止 。重 复 步 骤 ( 2 ) — ( 4 ) , 完 成 下 一 个 吞 吐 周 期 , 直 到 达到 要 求 为 止 。辽 河 油 田 超 稠 油 三 元 复 合 吞 吐 影 响 因 素 研 究欧 阳 传 湘1 , 2闫 利 恒2岳 雷3( 1 . 中 国 地 质 大 学 研 究 生 院 , 湖 北 武 汉 4 3 0 0 7 4 ; 2 . 长 江 大 学 石 油 工 程 学 院 , 湖 北 荆 州 4 3 4 0 2 3 ;3 . 河 南 油 田 分 公 司 第 一 采 油 厂 , 河 南 桐 柏 4 7 4 7 8 0 )文 章 编 号 : 1 0 0 5 - 8 9 0 7 ( 2 0 0 8 ) 0 2 - 0 7 8 - 0 3收 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 0 8 - 2 8 ; 改 回 日 期 : 2 0 0 7 - 1 2 - 2 0 。作 者 简 介 : 欧 阳 传 湘 , 男 , 1 9 6 4 年 生 , 长 江 大 学 石 油 工 程 学 院 副 教授 , 中 国 地 质 大 学 在 读 博 士 研 究 生 , 1 9 8 4 年 毕 业 于 江 汉 石 油 学 院采 油 专 业 , 主 要 从 事 油 气 田 开 发 的 教 学 和 科 研 工 作 。 E - m a i l :o y c x @ y a n g t z e u . e d u . c n 。摘 要 针 对 辽 河 油 田 曙 一 区 超 稠 油 井 吞 吐 轮 次 高 、 吞 吐 效 果 逐 渐 变 差 的 特 点 , 提 出 了 超 稠 油 三 元 复 合 吞 吐 采 油 工艺 技 术 。 通 过 1 1 管 人 造 岩 心 物 理 模 拟 驱 替 实 验 , 开 展 了 超 稠 油 三 元 复 合 吞 吐 影 响 因 素 研 究 。 实 验 结 果 表 明 : 水 蒸 汽 注 入 量 、C 量 及 表 面 活 性 剂 使 用 质 量 分 数 对 工 艺 效 果 均 有 影 响 。 其 研 究 结 果 对 优 化 超 稠 油 三 元 复 合 吞 吐 施 工 工 艺 及 施 工 参数 有 重 要 的 指 导 意 义 。关 键 词 超 稠 油 三 元 复 合 吞 吐 物 理 模 型 影 响 因 素中 图 分 类 号 : T E 3 5 7 . 4 6 文 献 标 识 码 : AS t u d y o n i n f l u e n c e f a c t o r s o f t e r n a r y c o m b i n a t i o n h u f f !p u f f o f s u p e r h e a v y o i l i n L i a o h e O i l f i e l dO u y a n g C h u a n x i a n g ( 1 . P o s t g r a d u a t e C o l l e g e o f C h i n a U n i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s , W u h a n 4 3 0 0 7 4 , C h i n a ; 2 . P e t r o l e u m E n g i n e e r i n gI n s t i t u t e o f Y a n g t z e U n i v e r s i t y , J i n g z h o u 4 3 4 0 2 3 , C h i n a ) , Y a n L i h e n g , Y u e L e i .B e c a u s e o f t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f h i g h h u f f !p u f f o r d e r o f t u r n s a n d t h e b a d h u f f !p u f f e f f e c t o f s u p e r h e a v y o i l w e l l s i n S h u y iA r e a o f L i a o h e O i l f i e l d , t h i s p a p e r p r o p o s e s a n o i l r e c o v e r y t e c h n o l o g y f o r t e r n a r y c o m b i n a t i o n h u f f !p u f f o f s u p e r h e a v y o i l . T h et e c h n o l o g y i s t h a t o i l i s e x p l o i t e d w i t h t h e f o r m o f h u f f !p u f f a f t e r i n j e c t i n g s u p e r h e a v y o i l i n t o w e l l s w i t h s u r f a c t a n t s o l u t i o n !C O2!s t e a m . I n f l u e n c e f a c t o r s o f t e r n a r y c o m b i n a t i o n h u f f !p u f f o f s u p e r h e a v y o i l b y d i s p l a c e m e n t e x p e r i m e n t o f p h y s i c a l s i m u l a t i o nw i t h 1 1 a r t i f i c i a l c o r e s a r e s t u d i e d . T h e e x p e r i m e n t r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e q u a n t i t y o f s t e a m a n d C n d t h e c o n c e n t r a t i o n o ft h e s u r f a c t a n t s o l u t i o n h a v e a n i n f l u e n c e i n t h e t e c h n o l o g y e f f e c t , w h i c h p r o v i d e s a n i m p o r t a n t g u i d i n g s i g n i f i c a n c e f o ro p t i m i z i n g t h e t e c h n o l o g y a n d p a r a m e t e r s o f t e r n a r y c o m b i n a t i o n h u f f !p u f f o f s u p e r h e a v y o i l i n L i a o h e O i l f i e l d .K e y w o r d s : s u p e r h e a v y o i l , t e r n a r y c o m b i n a t i o n h u f f !p u f f , p h y s i c a l m o d e l , i n f l u e n c e f a c t o r s 油 气 田F A U L T - B L O C K O I L & G A S F I E L 第 1 5 卷 第 2 期 2 0 0 8 年 3 月图 1 蒸 汽 吞 吐 模 拟 实 验 流 程2 影 响 因 素 分 析2 . 1 表 面 活 性 剂 质 量 分 数根 据 杜 8 4 、 3 2 块 平 均 渗 透 率 和 孔 隙 度 资 料 , 建 立3 组 松 散 砂 线 性 物 理 模 型 , 即 4#、 5#、 6#模 型 。将 模 型 抽 空 饱 和 地 层 水 , 模 拟 油 运 移 , 进 行 油 驱水 , 建 立 束 缚 水 饱 和 度 。 模 拟 油 藏 压 力 和 温 度 条 件 , 进行 吞 吐 实 验 5 个 周 期 , 各 模 型 同 一 周 期 的 蒸 汽 和 C 量 保 持 相 同 , C 量 为 蒸 汽 注 入 量 的 1 / 5 。 注入 压 力 为 1 5 M P a , 生 产 压 力 相 同 , 将 出 口 压 力 定 为 4M P a 。 4#、 5#、 6#模 型 的 表 面 活 性 剂 注 入 质 量 分 数 分 别 为水 蒸 汽 注 入 量 的 0 . 1 % , 0 . 3 % , 0 . 5 % 。 通 过 对 3 个 模 型 进行 三 元 复 合 吞 吐 生 产 特 征 分 析 , 研 究 活 性 剂 质 量 分 数对 吞 吐 生 产 的 影 响 规 律 , 实 验 结 果 见 图 2 。图 2 周 期 采 出 程 度 与 表 面 活 性 剂 质 量 分 数 关 系实 验 结 果 表 明 , 在 蒸 汽 、 C 量 一 定 的 情 况下 , 表 面 活 性 剂 的 质 量 分 数 从 0 . 1 % 到 0 . 5 % , 其 各 周 期的 采 出 程 度 是 不 断 增 高 的 。 随 着 表 面 活 性 剂 质 量 分 数的 增 大 , 周 期 汽 油 比 提 高 。 从 图 2 趋 势 线 可 以 看 出 , 表面 活 性 剂 质 量 分 数 越 高 , 曲 线 越 平 缓 , 最 后 趋 于 水 平 。这 反 映 了 随 着 表 面 活 性 剂 质 量 分 数 的 增 大 , 采 出 程 度的 增 幅 也 增 大 , 在 某 一 质 量 分 数 值 会 达 到 峰 值 。 综 合 考虑 认 为 , 表 面 活 性 剂 质 量 分 数 采 用 0 . 5 % 比 较 合 适 。2 . 2 C 量为 了 探 索 和 研 究 三 元 复 合 吞 吐 采 油 工 艺 中 C 注 入 量 , 根 据 储 层 条 件 , 设 计 C 量 为 蒸 汽 注入 量 的 1 / 1 0 , 1 / 5 和 3 / 1 0 这 3 种 情 况 下 的 三 元 复 合 吞 吐物 理 模 拟 实 验[ 1 - 2 ], 其 中 C 量 为 蒸 汽 注 入 量 的1 / 5 , 该 结 果 是 采 用 4#模 型 的 实 验 数 据 。岩 心 模 拟 吞 吐 实 验 是 将 模 型 抽 空 饱 和 地 层 水 , 模拟 油 运 移 , 进 行 油 驱 水 , 建 立 束 缚 水 饱 和 度 , 模 拟 油 藏压 力 、 温 度 条 件 , 进 行 吞 吐 实 验 5 个 周 期 , 各 模 型 同 一周 期 蒸 汽 的 注 入 量 保 持 相 同 孔 隙 体 积 , 注 入 压 力 为 1 5M P a , 生 产 放 喷 压 力 4 M P a , 表 面 活 性 剂 质 量 分 数0 . 5 % 。 1 1#模 型 C 量 为 蒸 汽 注 入 量 的 3 / 1 0 , 1 2#模型 C 量 为 蒸 汽 注 入 量 的 1 / 1 0 , 实 验 结 果 见 图 3 。图 3 周 期 采 出 程 度 与 C 量 关 系实 验 结 果 表 明 , 当 C 量 为 蒸 汽 注 入 量 的 1 / 5欧 阳 传 湘 , 等 : 辽 河 油 田 超 稠 油 三 元 复 合 吞 吐 影 响 因 素 研 究7 9断 块 油 气 田2 0 0 8 年 3 月 第 1 5 卷 第 2 期时 , 采 油 效 果 最 好 , 汽 油 比 最 高 ; C 量 越 大 , 其 回采 水 率 就 越 高 。 综 合 分 析 实 验 数 据 认 为 , C 入 量控 制 在 蒸 汽 注 入 量 的 1 / 5 比 较 合 适 。2 . 3 水 蒸 汽 注 入 量水 蒸 汽 是 超 稠 油 开 采 的 热 量 来 源 和 根 本 条 件 。 蒸汽 注 入 量 是 三 元 复 合 吞 吐 采 油 措 施 的 主 要 参 数 。 为 了研 究 三 元 复 合 吞 吐 采 油 合 适 的 蒸 汽 量[ 3 - 5 ], 设 计 了 3 组不 同 蒸 汽 注 入 量 的 物 理 模 拟 实 验 , 其 中 一 组 是 采 用 4#模 型 的 实 验 结 果 , 另 建 立 2 组 物 理 模 型 : 9#和 1 0#模 型 。将 模 型 抽 空 饱 和 地 层 水 , 模 拟 油 运 移 , 进 行 油 驱水 , 建 立 束 缚 水 饱 和 度 ; 模 拟 油 藏 压 力 、 温 度 条 件 , 先 进行 2 个 周 期 的 单 纯 蒸 汽 吞 吐 , 再 进 行 3 个 周 期 的 三 元复 合 吞 吐 , 表 面 活 性 剂 质 量 分 数 为 0 . 5 % ; C 选 择周 期 蒸 汽 注 入 量 的 1 / 5 , 4#模 型 的 蒸 汽 注 入 量 是 保 持 压力 1 5 M P a 时 注 入 达 到 平 衡 时 的 注 入 量 , 9#模 型 的 蒸汽 注 入 量 是 在 4#模 型 基 础 上 下 降 2 0 % , 1 0#模 型 的 蒸汽 注 入 量 是 在 4#模 型 基 础 上 下 降 1 0 % , 通 过 这 组 实验 , 研 究 蒸 汽 注 入 量 对 吞 吐 生 产 的 影 响 规 律 ( 见 图 4 ) 。图 4 周 期 采 出 程 度 与 水 蒸 汽 注 入 量 关 系实 验 结 果 表 明 , 蒸 汽 注 入 量 越 大 , 原 油 采 出 程 度 就越 高 。 由 此 可 知 , 三 元 复 合 吞 吐 中 蒸 汽 注 入 量 是 一 个 影响 生 产 的 最 重 要 因 素 。2 . 4 放 喷 速 度为 了 研 究 放 喷 速 度 对 三 元 复 合 吞 吐 生 产 的 影 响 ,根 据 杜 8 4 及 杜 3 2 块 平 均 渗 透 率 和 孔 隙 度 资 料 , 建 立松 散 砂 线 性 物 理 模 型 , 编 号 为 1 2#, 模 型 基 础 参 数 见 表1 。 在 岩 心 模 拟 吞 吐 实 验 中 , 其 他 实 验 条 件 都 参 照 5#模型 , 即 注 入 表 面 活 剂 选 用 2#模 型 , 质 量 分 数 为 0 . 5 % ,注 入 压 力 为 1 5 M P a , 注 入 蒸 汽 量 以 达 到 平 衡 为 准 , 放喷 生 产 压 力 定 为 大 气 压 , 5 个 周 期 的 实 验 结 果 见 表 2 。表 1 模 型 基 础 数 据表 2 0 . 5 % 活 性 剂 + C 水 蒸 汽 吞 吐 驱 油 实 验 数 据实 验 结 果 表 明 , 生 产 回 压 越 低 , 生 产 压 差 就 越 大 ,采 出 程 度 就 越 高 , 1 2#模 型 的 生 产 回 压 放 到 大 气 压 , 5个 周 期 的 累 积 采 出 程 度 为 2 7 . 9 0 % , 比 生 产 回 压 为 4M P a 的 5#模 型 样 品 的 累 积 采 出 程 度 高 4 . 7 3 % 。 生 产 压差 增 大 后 , 可 以 将 原 来 生 产 压 差 下 不 能 流 动 的 原 油 采出 。 同 时 , 原 油 渗 流 的 动 力 增 大 , 可 促 进 原 油 快 速 采 出 ,从 而 减 少 生 产 过 程 中 热 量 的 损 耗 。3 结 论( 1 ) 室 内 实 验 结 果 表 明 , 超 稠 油 三 元 复 合 吞 吐 工 艺能 够 较 大 幅 度 地 提 高 超 稠 油 油 藏 的 采 收 率 。( 2 ) 表 面 活 性 剂 质 量 分 数 越 高 , 周 期 采 出 程 度 就 越高 , 从 经 济 技 术 角 度 看 , 建 议 活 性 剂 质 量 分 数 采 用 0 . 5 % 。( 3 ) C 量 为 蒸 汽 注 入 量 的 1 / 5 时 , 采 油 效 果最 好 。 C 量 过 小 , 对 原 油 的 作 用 有 限 ; C 量过 大 , 会 使 过 多 的 热 量 进 入 深 部 地 层 而 消 耗 掉 。( 4 ) 蒸 汽 注 入 量 越 大 , 吞 吐 效 果 就 越 好 , 但 要 考 虑注 入 周 期 和 经 济 界 线 。( 5 ) 放 喷 生 产 压 差 大 , 有 利 于 吞 吐 的 原 油 生 产 。参 考 文 献[ 1 ] 王 进 安 , 徐 风 廷 . 长 岩 心 注 二 氧 化 碳 驱 油 物 理 模 实 验 研 究 [ J ] . 特种 油 气 藏 , 2 0 0 1 , 8 ( 2 ) : 7 5 - 7 8 .[ 2 ] 杨 胜 来 , 李 新 民 , 郎 兆 新 , 等 . 稠 油 注 C 式 及 其 驱 油 效 果 的室 内 实 验 [ J ] . 石 油 大 学 学 报 , 2 0 0 1 , 2 5 ( 2 ) : 6 2 - 6 4 .[ 3 ] 侯 健 , 陈 月 明 . 基 于 模 糊 综 合 评 判 模 型 的 蒸 汽 吞 吐 注 采 参 数 优 化设 计 方 法 的 研 究 [ J ] . 特 种 油 气 藏 , 1 9 9 7 , 4 ( 3 ) : 1 5 - 2 1 .[ 4 ] 綦 良 群 , 李 磊 . 稠 油 蒸 汽 吞 吐 注 蒸 汽 参 数 的 优 化 设 计 [ J ] . 哈 尔 滨理 工 大 学 学 报 , 1 9 9 6 , 1 ( 2 ) : 9 7 - 1 0 0 .[ 5 ] 陈 福 增 , 范 学 民 , 陈 旭 升 . 稠 油 油 藏 蒸 汽 吞 吐 开 发 中 注 汽 工 程 的 优化 [ J ] . 系 统 工 程 理 论 与 实 践 , 1 9 9 7 , 1 7 ( 1 1 ) : 1 0 4 - 1 0 9 .( 编 辑 姬 美 兰 )模 型 长 度 / c m 直 径 / c m 孔 隙 体 积 / c 度 / % 渗 透 率 / μ 0 0 5 4 4 3 . 5 2 2 . 6 1 . 0 81 2#1 0 0 5 5 2 0 . 1 2 6 . 5 1 . 3 1周 期采 油 量 /m 采 出 程 度 /%累 积采 出 程 度 /%4 . 0 4 1 . 4 0 1 . 4 08 . 0 9 2 . 8 0 4 . 2 01 4 . 4 4 5 . 0 0 9 . 2 02 5 . 7 2 8 . 9 1 1 8 . 1 1模 型周 期注 汽 量 /P 0 3 30 . 0 5 30 . 0 6 70 . 1 0 12 4 . 6 4 8 . 5 3 2 6 . 6 45#( 放 喷 压 力4 M P a )0 . 0 9 61 2#( 放 喷 压 力 到大 气 压 )0 . 0 3 20 . 0 5 50 . 0 6 80 . 1 0 30 . 1 0 25 . 1 21 0 . 6 61 8 . 8 33 1 . 7 83 0 . 4 01 . 4 83 . 0 75 . 4 39 . 1 68 . 7 61 . 4 84 . 5 59 . 9 81 9 . 1 42 7 . 9 08 0
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