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稠油出砂油田常规开采提高采收率方法探讨

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稠油出砂 油田 常规 开采 提高 收率 方法 探讨
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文 章 编 号 :1006 - 4095 (2004)增 - 0073 - 02稠 油 出 砂 油 田 常 规 开 采 提 高 采 收 率 方 法 探 讨王 丕 烈 ,周 健 丽 ,程 建 军(胜 利 油 田 有 限 公 司 河 口 采 油 厂 ,山 东 东 营 257200)摘 要 :陈 家 庄 油 田 是 一 个 高 渗 透 稠 油 出 砂 油 藏 ,采 用 常 规 注 水 开 发 面 临 着 原 油 粘 度 高 、 出 砂 严 重 、 非 均 质 性强 等 问 题 ,采 收 率 较 低 。 通 过 采 取 防 砂 、 合 理 注 采 调 整 、 井 筒 降 粘 、 抽 稠 配 套 、 堵 水 调 剖 等 多 种 地 质 工 艺 配套 措 施 ,解 决 了 稠 油 出 砂 油 田 常 规 开 发 中 的 瓶 颈 问 题 ,改 善 了 开 发 效 果 ,使 采 收 率 提 高 了 8. 4 %。关 键 词 :稠 油 ;防 砂 ;堵 水 ;调 剖 ;采 收 率中 图 分 类 号 :               文 献 标 识 码 : 概 况陈 家 庄 油 田 是 一 个 稠 油 疏 松 砂 岩 油 藏 ,探 明含 油 面 积 10. 3 地 质 储 量 1 798 × 104 t ,主 力含 油 层 系 为 下 馆 陶 油 层 ,是 一 个 继 承 性 发 育 的 受基 岩 古 地 形 控 制 的 披 复 构 造 油 藏 。 储 层 物 性 好 ,孔 隙 度 29 %~ 31 % ,原 油 性 质 差 ,地 下 原 油 密 度0. 92 g/ 粘 度 为 144~ 205 s ;地 面 密 度0. 97~ 1. 06 g/ 粘 度 (50 ℃ ) 1 399~ 12 581s ,含 硫 0. 44 %~ 8. 06 %。按 照 中 国 稠 油 分 类 标 准 [1 ] ,陈 家 庄 油 田 的 原油 性 质 应 该 属 于 普 通 稠 油 的 范 畴 ,国 内 外 大 部 分此 类 油 藏 均 采 用 注 蒸 汽 热 采 方 式 开 发 。 而 陈 家 庄油 田 地 温 梯 度 4. 5 ℃ / 100 m ,地 层 温 度 68 ℃ ,属高 温 异 常 ,油 层 条 件 下 脱 气 原 油 粘 度 相 对 较 低 。其 渗 流 特 征 符 合 达 西 定 律 ,流 动 性 能 好 。 因 此 具有 进 行 常 规 开 发 的 条 件 。陈 家 庄 油 田 常 规 开 采 具 有 中 低 产 能 。 单 井 产能 低 ,天 然 能 量 不 足 ,油 层 比 较 薄 ,边 水 不 活 跃 ,不能 自 喷 生 产 ,投 产 后 产 量 下 降 快 。 弹 性 产 率 只 有2 546~ 3 248 t/ 油 层 吸 水 能 力 较 好 ,注 水 压力 5~ 10 单 井 日 注 水 量 80~ 100 视 吸水 指 数 8~ 19 d。2   常 规 开 发 面 临 的 主 要 问 题2. 1   原 油 粘 度 高水 驱 过 程 中 ,油 、 水 粘 度 差 是 影 响 采 收 率 的 一个 重 要 因 素 ,油 水 粘 度 比 越 大 ,无 水 采 收 率 越 小 。对 层 内 非 均 质 性 突 出 的 实 际 油 层 ,油 水 粘 度 比 的影 响 就 更 为 明 显 ,它 可 使 层 内 的 非 均 质 性 对 开 发效 果 的 影 响 更 加 尖 锐 地 反 映 出 来 [2 ] 。 当 油 田 开发 进 入 中 后 期 ,高 渗 透 层 大 部 分 水 淹 后 ,水 相 的 渗透 率 随 之 上 升 。 在 水 驱 的 过 程 中 ,纵 向 上 的 流 度比 相 差 越 来 越 大 ,使 注 入 水 很 难 扩 大 波 及 范 围 ,影响 采 收 率 的 提 高 。 同 时 由 于 油 稠 ,给 开 发 管 理 工作 也 带 来 许 多 困 难 。 油 井 生 产 时 负 荷 重 且 光 杆 下行 困 难 ,地 面 输 送 原 油 时 回 压 高 。 特 别 是 冬 季 生产 尤 为 困 难 ,油 井 堵 管 线 的 情 况 经 常 发 生 ,生 产 时率 很 低 。2. 2   出 砂 严 重该 区 由 于 油 层 埋 藏 较 浅 ,压 实 作 用 差 ,泥 质 胶结 、 疏 松 ,使 油 井 生 产 时 出 砂 严 重 。 生 产 中 由 于 出砂 造 成 砂 卡 、 砂 埋 油 层 供 液 不 足 ,出 砂 造 成 抽 油 泵漏 失 、 抽 油 杆 断 脱 等 情 况 ,检 泵 周 期 短 ,油 井 利 用率 低 、 生 产 时 率 低 。 油 田 平 均 每 年 的 开 井 率 仅 为81. 8 %。 特 别 是 陈 家 庄 南 区 ,1997 年 以 前 该 区 27口 油 井 中 仅 有 13 口 井 正 常 生 产 ,油 井 开 井 率 在50 %以 下 。2. 3   渗 透 率 非 均 质 性 严 重油 藏 岩 石 渗 透 率 的 非 均 质 性 对 水 驱 油 过 程 中的 波 及 系 数 和 驱 油 效 率 都 有 很 大 的 影 响 ,油 层 渗透 率 在 纵 向 剖 面 上 的 变 化 ,导 致 油 层 水 淹 的 不 均匀 性 ,常 出 现 明 显 的 单 层 突 进 ,波 及 效 率 低 ,对 采收 率 带 来 不 利 影 响 。 陈 家 庄 油 田 沙 河 街 储 层 为 生收 稿 日 期 :2004 - 02 - 25作 者 简 介 :王 丕 烈 ,工 程 师 ,1971 年 生 ,1993 年 毕 业 于 江 汉 石油 学 院 石 油 地 质 专 业 ,现 在 采 油 二 矿 从 事 地 质 开 发 研 究 工作 。 电 话 :0546 - 8672601河   南   石   油2004 年 6 月                                                             第 18 卷   增 刊物 灰 岩 、 含 生 物 粉 砂 岩 及 细 砂 岩 、 灰 质 细 砂 岩 、 砂质 灰 岩 ,底 部 为 一 套 暗 色 灰 砾 石 沉 积 ,为 滨 湖 相 、潮 坪 相 沉 积 ,储 层 非 均 质 严 重 。3   提 高 采 收 率 配 套 措 施3. 1   防 砂 工 艺 技 术 的 改 进 及 突 破(1)防 膨 固 砂 :新 井 投 产 时 及 修 井 作 业 时 普 遍进 行 防 膨 固 砂 ,防 膨 固 砂 剂 以 91 和 P - 216为 主 。(2)涂 料 砂 防 砂 :1993 年 以 来 ,随 着 敷 膜 砂 防砂 技 术 的 日 趋 成 熟 ,该 块 主 要 采 用 改 进 过 的 敷 膜砂 防 砂 技 术 进 行 防 砂 。 该 工 艺 施 工 简 单 ,不 占 据井 筒 空 间 ,无 需 后 期 井 筒 处 理 等 优 点 。 自 1996 年以 来 ,该 块 采 用 700 型 水 泥 车 组 进 行 敷 膜 砂 防 砂 ,有 效 率 不 断 提 高 。(3)复 合 防 砂 :针 对 部 分 地 层 亏 空 大 或 原 油 粘度 高 的 粉 细 砂 油 藏 ,采 取 单 一 化 学 人 工 井 壁 防 砂成 功 率 低 ,有 效 期 短 的 问 题 ,研 究 推 广 了 以 涂 料 砂防 砂 与 割 缝 管 砾 石 充 填 相 配 合 的 复 合 防 砂 技 术 。该 技 术 具 有 措 施 成 功 率 高 ,有 效 期 长 ,可 适 应 较 大排 量 提 液 的 要 求 ,其 缺 点 是 作 业 占 井 周 期 长 ,措 施成 本 高 。(4)封 隔 高 压 一 次 充 填 防 砂 技 术 :用 大 排 量 、高 泵 压 将 地 层 充 填 与 井 筒 充 填 结 合 在 一 起 ,使 充填 砾 石 与 套 管 外 空 洞 周 壁 紧 密 镶 嵌 ,形 成 了 半 径大 、 高 效 能 的 挡 砂 屏 障 ,达 到 防 止 油 层 出 砂 的 目的 [3 ] 。陈 家 庄 油 田 不 同 防 砂 方 法 效 果 见 表 1。 其中 ,封 隔 高 压 一 次 充 填 防 砂 技 术 自 2001 年 以 来 ,共 实 施 49 井 次 ,有 效 46 井 次 ,有 效 率 93. 9 % ,当年 累 增 油 2. 4484 × 104 t ,效 果 较 明 显 。表 1   陈 家 庄 油 田 防 砂 效 果 统 计 (1996 - 2003 年 )防 砂 方 式 施 工 井 次 有 效 井 次 有 效 率 , %涂 料 砂 防 砂   67 52 77. 6复 合 防 砂     31 26 83. 8高 压 充 填 防 砂 49 46 93. 93. 2   科 学 注 采 调 整(1)开 展 合 理 注 采 比 研 究 。 由 于 油 水 粘 度 比高 ,该 油 田 注 水 初 期 一 直 采 用 温 和 注 水 的 方 式 ,注采 比 一 直 保 持 在 0. 8 以 下 ,同 时 注 入 污 水 的 温 度要 求 达 到 70 ℃ 以 上 。 在 油 田 开 发 初 期 补 充 地 层能 量 的 同 时 有 效 抑 制 了 含 水 上 升 速 度 ,但 地 层 能量 不 断 下 降 。 随 着 综 合 含 水 的 上 升 ,通 过 合 理 注采 比 研 究 ,1999 年 开 始 在 陈 家 庄 全 区 实 施 提 高 注采 比 实 践 ,油 田 注 采 比 由 0. 78 分 四 次 逐 步 提 高 到1. 2 ,同 时 对 层 间 动 用 状 况 差 异 大 的 部 分 注 水 井 组采 取 分 层 注 水 措 施 ,科 学 进 行 层 间 配 注 ,改 善 注 水效 果 。(2)细 分 层 系 ,实 施 分 层 注 水 。 陈 家 庄 油 田 下馆 陶 储 层 为 正 韵 律 沉 积 ,渗 透 率 由 下 往 上 变 小 ,渗透 率 级 差 高 达 14. 2 ,导 致 油 层 水 淹 不 均 匀 。 高 渗透 层 吸 水 好 、 采 液 高 ,低 渗 透 层 吸 水 少 、 产 液 少 ,吸水 厚 度 仅 占 总 注 水 厚 度 的 38 % ,1~ 4 砂 组 分 层 相对 吸 水 量 分 别 为 13. 0 %、 8. 9 %、 71. 0 %、 7. 1 %。由 于 层 间 动 用 差 异 大 ,单 层 窜 进 严 重 ,对 此 在 井 组分 析 的 基 础 上 ,对 陈 11 - 21、 15 - 9、 21 - 13、 11 井 组 进 行 分 注 ,增 加 低 渗 透 层 的 注 水 量 。(3)加 强 堵 水 调 剖 。 该 项 技 术 的 应 用 ,减 缓 了层 间 、 层 内 矛 盾 ,缓 解 了 油 层 注 入 水 突 进 快 、 水 淹程 度 加 大 的 矛 盾 ,改 善 了 开 发 效 果 。 2002 年 以 来先 后 对 4 口 层 间 差 异 大 的 水 井 进 行 调 剖 ,使 吸 水好 的 厚 度 由 射 孔 厚 度 的 30 %提 高 到 44 % ,对 应 油井 21 口 ,见 效 13 口 ,日 增 液 14 t ,日 增 油 11. 8 t ,含 水 下 降 2. 6 % ,收 到 很 好 的 效 果 。3. 3   其 它 配 套 工 艺 技 术(1) 油 层 改 造 技 术 :针 对 油 藏 的 具 体 情 况 ,该区 的 射 孔 技 术 先 后 采 用 89 枪 、 89 弹 、 16 孔 / m ,102 枪 、 102 弹 、 16 孔 / m 以 及 127 枪 、 89 弹 、 36 孔/ m 的 射 孔 方 式 。 应 用 大 孔 径 深 穿 透 的 射 孔 技 术 ,有 效 地 增 加 了 稠 油 入 井 的 渗 流 面 积 ,减 少 了 近 井地 带 的 渗 流 阻 力 ,为 稠 油 常 规 开 发 及 其 它 工 艺 措施 的 实 施 提 供 了 有 利 的 条 件 。(2)稠 油 解 堵 技 术 :利 用 前 置 液 中 的 活 性 剂 ,清 除 炮 眼 附 近 的 稠 油 ;解 堵 剂 中 的 引 发 剂 引 发 稠油 ,使 其 溶 解 地 层 在 炮 眼 处 沉 积 的 胶 质 成 分 ;解 堵剂 中 的 固 砂 酸 清 除 地 层 炮 眼 处 的 无 机 堵 塞 物 ,同时 还 具 有 稳 定 地 层 砂 的 作 用 。(3)抽 稠 配 套 技 术 :针 对 油 稠 出 砂 造 成 的 抽 油机 悬 点 载 荷 大 、 光 杆 上 下 行 困 难 等 实 际 情 况 ,自1994 年 开 始 ,先 后 采 用 大 管 、 大 杆 、 长 筒 泵 、 长 柱塞 防 砂 卡 泵 以 及 浸 入 式 抽 稠 泵 、 大 凡 尔 抽 稠 泵 ,地面 配 置 10 型 或 12 型 抽 油 机 ,配 套 调 速 电 机 ,采 用长 冲 程 、 慢 冲 次 工 作 制 度 ,增 加 油 井 的 抽 稠 防 砂 能力 ,提 高 油 井 产 能 ,延 长 检 泵 周 期 。(4)井 筒 化 学 降 粘 :化 学 降 粘 辅 助 开 采 稠 油 具(下 转 第 77 页 )·47· 河   南   石   油 2004 年   增 刊图 2   处 理 实 验 结 果图 3   处 理 实 验 结 果相 比 ,虽 出 口 所 提 高 ,但 依 然 有 较 好的 处 理 效 果 , 完 全 达 到 国 家 规 定 的 二 级 排放 标 准 (150 L) 。 同 时 ,生 物 膜 法 的 处 理 效 果也 优 于 活 性 污 泥 法 。 当 表 面 活 性 剂 含 量 为 20L 和 50 L 是 ,对 贡 献 值 分 别 为3 3 2 L ,配 制 的 含 油 污 水 加 入 相 应量 的 表 面 活 性 剂 后 其 与 此 也 相 一 致 ,但 出水 的 无 显 著 差 异 ,这 表 明 含 油 污 水 中 投 加少 量 的 石 油 磺 酸 盐 表 面 活 性 剂 后 ,尽 管 对 处 理 效 果 有 一 定 的 影 响 ,混 合 优 势 菌 对 该 表 面 活性 剂 有 一 定 的 生 物 降 解 能 力 。3   结 论(1)石 油 磺 酸 盐 表 面 活 性 剂 的 与 其 浓度 呈 线 性 关 系 。 3C 表 面 活 性 剂 , 表面 活 性 剂 的 含 量 可 用 1. 63 [ C]表 示 。(2)表 面 活 性 剂 生 化 降 解 所 培 养 的 混 合 优 势菌 可 明 显 改 善 含 表 面 活 性 剂 稠 油 污 水 的 可 生 化性 ,其 0. 25 提 高 到 0. 37 ,可 满足 含 表 面 活 性 剂 稠 油 污 水 生 化 处 理 工 艺 技 术 要求 。(3)含 油 污 水 中 投 加 小 于 50 L 的 石 油 磺酸 盐 表 面 活 性 剂 后 ,虽 对 处 理 效 果 有 一 定的 影 响 ,但 通 过 菌 种 优 化 后 ,在 目 前 稠 联 污 水 水 质的 条 件 下 ,其 影 响 范 围 还 处 于 生 化 处 理 装 置 的 可调 范 围 内 ,出 水 可 达 到 国 家 二 级 排 放 标准 。编 辑 :李 金 华    (上 接 第 74 页 )有 成 本 低 、 产 出 高 、 实 施 起 来 简 单 易 行 等 特 点 ,能够 解 决 稠 油 井 光 杆 下 行 困 难 等 问 题 ,同 时 还 能 有效 起 到 减 轻 抽 油 机 负 荷 、 节 电 ,延 长 抽 油 机 设 备 使用 寿 命 的 作 用 。 陈 家 庄 南 区 自 1997 年 11 月 开 始实 施 化 学 降 粘 措 施 ,加 药 后 油 井 不 仅 均 能 保 持 稳产 ,上 、 下 行 电 流 值 都 有 不 同 程 度 地 下 降 ,通 过 调参 ,产 量 有 所 增 加 ,并 且 对 恢 复 长 停 井 也 起 到 了 积极 作 用 。 1997 年 至 2002 年 底 ,该 块 先 后 实 施 加 药措 施 18 井 次 ,有 效 14 口 ,累 增 油 7 800 t ,节 电 32× 104 h。4   应 用 效 果陈 家 庄 油 田 应 用 多 种 地 质 工 艺 配 套 措 施 ,使油 田 开 发 形 势 稳 定 ,历 年 来 油 田 产 油 量 的 保 持 稳定 。 油 田 递 减 减 缓 ,油 田 平 均 每 年 的 开 井 率 由1999 年 的 81 %上 升 到 2003 年 的 92 % ,油 井 利 用率 由 1999 年 的 85 %上 升 到 2003 年 的 94 %。 采收 率 由 最 初 的 10 %提 高 到 18 % ,增 加 可 采 储 量151 × 104 t 。目 前 ,该 油 田 存 在 的 主 要 问 题 是 单 井 产 液 量偏 低 ,还 需 要 在 提 液 方 面 加 大 研 究 力 度 ,减 缓 油 田递 减 ,进 一 步 改 善 开 发 效 果 。参 考 文 献1   才 汝 成 ,李 阳 ,孙 焕 泉 . 油 气 藏 工 程 方 法 与 应 用 [ M ]. 东营 :石 油 大 学 出 版 社 ,20022   罗 平 亚 ,杜 志 敏 . 油 气 田 开 发 工 程 [ M ]. 北 京 :中 国 石 化出 版 社 ,20033   常 方 瑞 ,游 兴 友 . 高 压 充 填 工 艺 技 术 研 究 及 矿 场 应 用[J ]. 油 气 地 质 与 采 收 率 ,2002 ,9 (4) :77~ 79编 辑 :李 金 华    ·77·王 晗 等 . 含 表 面 活 性 剂 稠 油 污 水 生 化 降 解 试 验 研 究
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