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地热水驱温度对稠油采收率影响实验研究

2010-03-24陈涛平张志琦

特种油气藏 2010年1期
关键词:采收率稠油油层

陈涛平 张志琦 刘 颖

摘要:针对J-99块毗邻J1-01井地热水的实际情况,为了提高J-99块稠油开发效果,在对地热水水质及其与该块油层配伍性研究的基础上,室内开展了地热水驱提高稠油采收率实验研究。研究结果表明, 60~85℃范围是提高采收率幅度对地热水温度变化最敏感的区域,其间地热水驱采收率的提高幅度由3.39%增大至9.84%;不同温度地热水有一个有效注入量,地热水温度越高,有效注入量越大,实际注入地热水为70~85℃时,累计注入量以1.5 PV为宜。该项研究为J-99块普通稠油利用地热水驱提高采收率提供了依据。

关键词:地热水;驱替;稠油;提高采收率;室内实验;J-99块

中图分类号:TE327文献标识码:A

引 言

稠油因其黏度高、流动性差,采用一般常规开采方法很难经济有效地开发[1]。稠油热采技术自问世以来飞速发展,形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、热水驱、电磁加热、微波加热等技术为代表的技术框架[2-3]。其中蒸汽吞吐和蒸汽驱已经广泛应用于稠油油藏的开发,并取得了显著效果,少部分前沿技术正处于基础研究或矿场先导试验阶段[4]。热水驱早在20世纪60年代已被证明可降低原油黏度,使流度比下降,从而提高最终采收率。它作为一种提高原油采收率的方法一直未能被大规模应用,其主要原因是热水的含热量少,不宜作为有效的热载体把热量带入油藏[5]。但与蒸汽相比,热水的密度、流度与地层油相差不大,热水不易造成重力超覆流动,体积波及系数较大,热效应可得到充分发挥[6-7]。J-99块附近地热水资源丰富,地热水水质指标能够满足该块注水水质要求,并与该块稠油油层具有较好的配伍性,从而利用地热水驱提高采收率成为可能。为此,室内开展了地热水驱提高稠油采收率实验研究。

1 实 验

1.1 实验材料

实验用J-99块杜Ⅱ层的天然岩心,平均渗透率为733×10-3μm2。实验用原油为J-99块井口脱气原油配制的模拟油(表1),50℃模拟油黏度为229 mPa•s,与地层条件下的原油黏度一致。实验用水包括:①地热水,J1-01井开泵排放至井口温度稳定(约87℃)所取水样;②驱替水,38号注水站取样口先行排污后所取水样;③地层水,J-99块14排5423井井口采出液中分离、过滤出的水样;④饱和岩心所用盐水。模拟原始地层水组成配制的矿化度为3 137.71 mg/L的NaHCO3型水样。

1.2 实验装置

实验采用HBCD-70型高温高压岩心驱替装置,该装置主要包括注入系统、模型系统、油气水计量系统、自动控制-记录系统,可进行系统工作参数设定、设备自动控制、数据自动采集记录,实现无人值守。

1.3 实验方案

为了确定常规水驱后进行不同温度地热水驱时提高采收率的幅度,常规驱替水温度取注入水地面温度和油层温度的平均值为45℃,地热水温度以10℃为间隔增加,依次取50、60、70、80、85、95℃等6个温度。

根据J-99块油层情况及目前注水井单日注入量,参照常规提高采收率室内驱替实验研究数据,按实际地层1 m/d的推进速度确定地热水驱替速度。

2 实验结果及分析

根据实验方案进行了室内实验研究,实验所用岩心的基础数据及不同驱替方案的实验结果见表2。

2.1 地热水驱温度对提高采收率幅度的影响

根据实验实时记录数据作出不同驱替方案,图1为采出程度与PV数的关系曲线。对各驱替方案常规水驱的采收率作平均处理,作出不同温度地热水驱平均采出程度与注入孔隙体积倍数的关系曲线(图2)。

由图1、2及表2数据可以看出,在原注入水驱温度45℃的基础上,随着地热水温度的升高,热水驱提高采收率的幅度也相应升高,当注入地热水的井底温度由50℃升高到95℃时,地热水驱采收率提高的幅度由1.15%增大至10.40%。

图3为不同温度地热水驱平均采收率与地热水温度的关系曲线。图3中地热水驱采收率与温度关系曲线总体呈一平置的“S”型曲线。当地热水温度低于60℃时,提高采收率幅度较小;当地热水温度高于85℃后,提高采收率幅度变缓;60~85℃范围是提高采收率幅度对地热水温度变化最敏感的区域,其间提高采收率幅度随地热水温度近似线性增加,提高采收率幅度由3.39%增大至9.84%,平均值为每摄氏度采收率增加0.258%。

2.2 有效注入量与地热水驱温度的关系

由图1、2可以看出,在地热水温度一定的条件下,当注入地热水PV数较小时,地热水驱提高采收率幅度随着注入地热水PV数的增加而增加;在注入PV数达一定值后,提高采收率幅度趋于某一稳定值,表明不同温度地热水有一个有效的累计注入量(有效注入量)。

图4为根据实验实时记录的数据所作的有效注入量(PV)与地热水温度关系曲线。可以看出,地热水温度越高,有效注入PV数越大,当地热水温度由50℃升至95℃时,有效注入倍数由0.1 PV升至2.0PV。注入地热水温度为70~85℃时,累计注入量为1.5 PV。

3 结 论

(1) 在原注入水驱温度为45℃的基础上,60~85℃范围是提高采收率幅度对地热水温度变化最敏感的区域,其间地热水驱采收率的提高幅度由3.39%增大至9.84%。

(2) 在温度一定的条件下,当注入地热水PV数较小时,地热水驱提高采收率幅度随着注入地热水PV数的增加而增加;在注入PV数达一定值后,提高采收率幅度趋于某一稳定值。

(3) 不同温度地热水有一个有效注入量,地热水温度越高,有效注入量越大。实际注入地热水温度为70~85℃时,累计注入量以1.5 PV为宜。

参考文献:

[1] 张锐.稠油热采技术[M].北京:石油工业出版社,1999:1-14.

[2] 唐春燕,刘蜀知.稠油热采技术综述[J].内蒙古石油化工,2007,18(6):128-130.

[3] 李景宝.提高稠油开采的技术研究[J].中国科技信息,2009,21(3):19-21.

[4] 于连东.世界稠油资源的分布及其开采技术的现状与展望[J].特种油气藏,2001,8(2):98-103.

[5] 吕广忠,陆先亮.热水驱驱油机理研究[J].新疆石油学院学报,2004,16(4):37-40.

[6] 李鹏华.稠油开采技术现状及展望[J].油气田地面工程,2009,28(2):9-10.

[7] 王大为,周耐强,牟凯.稠油热采技术现状及发展趋势[J].西部探矿工程,2008,20(12):129-131.

编辑 王 昱

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