袁飞宇,张世亮,海涛

刘洪光,丁磊 (中石化西北油田分公司塔河采油二厂,新疆轮台841604)

缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气采油实践及认识

袁飞宇,张世亮,海涛

刘洪光,丁磊 (中石化西北油田分公司塔河采油二厂,新疆轮台841604)

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏储集体非均质性强,根据储集体特征可初步分为定容型油井和非定容型水驱油井,前期主要依靠注水替油吞吐和水驱开发,采收率较低。随着塔河油田缝洞型油藏注水开发工作的推进,油藏开发矛盾逐步从能量下降向含水率上升转变,油藏开发转为注氮气驱替储集体顶部阁楼油。对69口高含水油井实施评价,有效率达到87%。列举2个实例分析,定容型井在注气后氮气膨胀,排水采油,持续排水评价是生产中的有效技术对策,非定容底水锥进井加大注气量和小工作制度有利于压制水锥作用。

碳酸盐岩;定容型;非定容型;注水替油;底水锥进;注氮气

塔河油田奥陶系油藏是一个复杂的碳酸盐岩缝洞型油藏,储集体主要分布在裂缝和岩溶溶洞中,储集体空间形态、大小差异性大,定性主要分为定容型和非定容型储集体[1],其主要开发方式分别为注水替油吞吐和单元注水驱替井间油,随着油藏注水开发的不断推进,油藏开发主要矛盾从能量下降逐步向含水上升转变,治水工作也就成为目前开发的主要方向。

1 碳酸盐岩缝洞型油藏开发的现状及存在的问题

1.1 定容型井的开发现状及存在问题

储集体具备定容特征的油井[1],其生产主要依靠储集体内油体能量的弹性驱动,该类型油井投产后能量逐步下降,同时没有外围能量补充,其开发方式主要为注水替油吞吐,通过油水的重力分异作用驱替储集体底部的剩余油,注水过程中累计注水量与压力呈线性关系[1]。

随着注水轮次的增多,储集体内存水逐步增加,造成人工油水界面抬升[2],当油水界面逐步上升至产出层段以上后导致注水失效,造成无法采出储集体内产出层段以上的顶部阁楼油。如何挖潜阁楼油储量成为当前亟需解决的难题。

1.2 非定容型井的开发现状及存在问题

储集体具备非定容特征的油井通常有水侵特征[3],其生产初期压力平稳下降,开发过程经历前期的原油弹性驱动和后期的底水驱动[3]。随着累计产油量的增加,在井筒附近形成水锥逐步突破造成油井生产高含水,形成水的连续相封堵井筒两侧的原油,关井压锥生产周期较短,由于碳酸盐岩油藏储层的非均质性,常常导致上返酸压,出现堵水措施有效率低、有效期短、效果不佳的现象。如何压制水锥恢复原油在井筒附近的连续相流成为当前亟需解决的难题。

2 碳酸盐岩缝洞型油藏注氮气采油的机理

注氮气开采主要目的是驱替储层顶部阁楼油,通过大量的理论研究表明在油藏条件下氮气与原油的相容性较差[4],其主要机理:①定容井注氮气补充地层能量,通过重力分异作用将顶部阁楼油向下驱替;②底水井通过注氮气过程打破水锥界面及自身弹性驱替具有恢复油水界面压制水锥的作用[5]。

3 应用实例

结合碳酸盐岩缝洞型油藏的岩溶作用特征,塔河采油二厂针对2种类型井在残丘翼部、残丘下部产层、缓坡下部产层、缓坡上部产层4种不同地质构造特征的69口井进行实施评价,其中有效井60口,无效井9口,有效率达87%。

定容型注水井共39口,有效井36口,有效率达92%,平均单井增油达1309t。效果统计如图1所示,产出层段剩余油丰富,有阁楼空间的注水失效井效果好。

非定容型底水锥进井共30口,有效井24口,平均单井增油达2377t,位于不同构造特征下的油井注气后均有效,有残丘高部位的油井有效率更高,效果统计如图2所示,分析认为残丘更能有效聚集氮气使氮气不外溢。

30口井的含水率上升特征分为缓慢上升、台阶上升、快速上升、暴性水淹、油水界面高,其水体能量逐步上升,统计发现随着水体能量的增加,油水界面的上升,有效率逐步下降,分析认为影响非定容底水锥进井注氮气效果的主要因素为水体能量强度与油井整体的油水界面高度。在氮气量不足,底水能量强或油水界面高的情况下,驱替顶部阁楼油体积有限,生产有效期短,效果统计如图3。

图1 定容井不同构造注气效果统计图

图2 非定容井不同构造注气效果统计图

图3 非定容井不同含水特征注气效果统计图

1)实例1:定容型井 AD15井常规投产,储层具备定容特征,前期开发手段主要依靠注水替油吞吐,随着注水周期的增加,油水界面逐步抬升导致注水失效 (图4),后实施注氮气驱替阁楼油,共注气2轮次(各50×104m3氮气),首轮初期生产出现高含水,生产中含水率逐渐下降,周期产油540t,综合含水率75%,二轮开井无水生产,周期产油2051t,综合含水率3%(图5),第二周期含水率明显下降,定容型注水失效井生产过程中坚持排水。

图4 AD15井注气前生产曲线

图5 AD15井注气后生产曲线

2)实例2:非定容型底水锥进井 TH10104井酸压投产,生产过程中压力、产液平稳,水锥突破后生产含水率高,产油量低(图6)。该井实施注气2轮次,首轮注气量44×104m3,以Ø4mm油嘴开井,生产含水率高,关井压锥64d后开井,初期有效,后期含水率上升较快,周期产油703t,综合含水率61%;二轮注气量66×104m3,以Ø3mm油嘴控制生产,初期含水率30%,效果好。阶段产油1621t,综合含水率21%,二轮注气后含水率明显下降(图7)。非定容底水锥进井加大注气量并以小工作制度控制生产有利于进一步压制水锥作用。

4 结论及认识

1)定容型储集体注水失效油井通过注氮气补充能量,通过重力分异驱替顶部阁楼油是挖潜储层顶部剩余油的有效手段,影响其选井的主要因素为产出段要位于主体储集体位置下部。

2)非定容型储集体底水锥进油井通过注氮气打破原来水锥界面,重新分布油水界面,同时驱替储集体顶部剩余油是挖潜该类井剩余油的有效手段,影响其注气效果的主要因素为水体能量强度与整体油水界面高度,同时主体储集体位于残丘部位更有利于氮气的聚集。

图6 TH10104井注气前生产曲线

图7 TH10104井注气后生产曲线

3)定容井在注气后的生产过程中氮气膨胀、排水采油、持续排水评价是生产中的有效技术对策;非定容底水锥进井注气后生产过程中底水仍是主要矛盾,以小工作制度生产是减缓油井底水锥进的有效手段。

4)底水锥进井的储集体地质模型刻画与剩余油分布及潜力的研究还需进一步加强,以提高缝洞型油藏注气采油的有效率。

[1]李江龙,张宏芳.物质平衡方法在缝洞型碳酸盐岩油藏能量评价中的应用[J].石油与天然气地质,2009,30(6):774～775.

[2]熊艳梅,梅胜文,贾建国.浅析碳酸盐岩油藏注水指示曲线在油田开发中的应用[J].大陆桥视野,2012,12(24):128～130.

[3]靳永红,李安国.注水指示曲线在碳酸盐岩油藏中的应用[J].油气藏评价与开发,2013,3(4):31～32.

[4]李金宜,姜汉桥,李俊键,等.缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气可行性研究[J].内蒙古石油化工,2008,18(23):84～87.

[5]周玉衡,俞高明,周勇,等.氮气驱机理及应用[J].内蒙古石油化工,2007,17(6):101～102.

[编辑] 帅群

TE344

A

1000-9752(2014)12-0165-04

2014-08-08

袁飞宇(1986-),男,2010年大学毕业,助理工程师,现从事油气田开发工作。