石油天然气学报（江汉石油学院学报） ＺＯｌｉ年５月第３３卷第５期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ） Ｍａｙ．２０１ １ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．５ ・ １２７・ 井楼油田稠油化学辅助蒸汽吞吐优化设计 王 晗，王素青，白 华，贾胜彬 （中石化河南油田分公司第二采油厂，河南唐河４７３４００） ［摘要］井楼油田七区核Ⅳ２—３小层属普通稠油油藏，经过多年开发后，油井普遍进入中高周期生产，压 力保持水平低，递减加大，汽窜频繁，开发效果变差，吞吐中后期配套化学辅助蒸汽吞吐，但是如何经 济应用此项技术尚未深入研究。结合河南油田技术应用现状，通过建立三维地质模型，利用数据模拟进 行化学辅助蒸汽吞吐注入浓度优化设计研究，为经济有效提高浅薄层普通稠油油藏采收率提供依据。 ［关键词］井楼油田；稠油油藏；稠油开采；蒸汽吞吐；化学剂注入；优化设计 ［中图分类号］ＴＥ３５７．４４ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２０１１）Ｏ５—０１２７～ｏ３ １油藏地质状况及开发现状 １．１油藏地质状况 井楼油田七区油层埋藏深度在１１０．Ｏ～５５８．０ｍ之间，一般分布在４５０ｍ左右。含油层位为核Ⅳ２—３、 核Ⅳ５３、核ＩＶ８和核ＩＶ９等小层，岩性主要为深灰色泥岩、页岩与褐灰色细砂岩、粉砂岩，胶结类型以 孔隙胶结为主，胶结物以泥质胶结为主；孔隙度２７．２ ～３３．１ ，渗透率０．７２３～２．２３１１￣ｍ ；地面原 油相对密度０．８９５６～Ｏ．９３８７，油层温度下脱气原油粘度在１６４．１～９１２４５ｍＰａ・Ｓ之问，胶质沥青含量 １５．２ ～２９．０ ，含腊量１１．７ ～１７．５ ，含硫量０．１０ ９／６～０．２２ ，凝固点２～１７℃。主力含油层位 为核Ⅳ２—３小层，砂体厚度在８～１０ｍ之间，储层砂体属北部物源，为三角洲前缘水下分流河道沉积， 平面上具有北部物性好、南部物性相对较差的分布特点。属普通稠油工一２类。 １．２开发现状 １９９４年井楼油田七区投入注蒸汽吞吐开发，采用五点法井网，井距１００ｍ×１００ｍ。截止到２０１０年 １２月，七区共投产油井２３６口，累计注汽１８Ｏ．５×ｔ０ ｔ，产液１８８．１×１０ ｔ，产油４８．９×１０ ｔ，综合含 水７４．０ ，累积油汽比０．２７，采注比１．０４，采出程度２１．７ 。七区目前生产井２２４口，地质关井８ 口，工程关井４口。２０１Ｏ年１２月，七区开井２２４口，日产液８６５．６ｔ，日产油１６１．７ｔ，含水８１．３ ，年 注汽３３．２×１０ ｔ，产液３５．８×１０ ｔ，产油６．７×１０ ｔ，年油汽比０．２，采注比１．Ｏ７。 七区蒸汽吞吐井普遍进入中高周期生产，地层压力下降幅度大，压力保持水平仅３Ｏ ～５Ｏ ，老 井综合递减平均达１８．３ ，吞吐油汽比下降到０．２５以下。由于油层厚度薄，非均质严重，随着吞吐轮 次的增加，油层内加热范围不断扩大，区域性形成热连通，蒸汽沿高渗透带突进，表现为双向窜、多向 窜或成片发生。２０１０年汽窜发生１２３井次，影响产量８３２ｔ。 ２提高七区开发效果研究 根据井楼油田七区油藏地质状况，提高蒸汽吞吐采收率方法是化学辅助吞吐技术。结合河南油田现 场应用情况，主要有蒸汽增效剂、氮气和泡沫。蒸汽增效剂具有提高驱油效率和扩大蒸汽波及体积的双 重功效，能够显著提高高轮次吞吐开采油田的采出程度；注蒸汽添加增效剂技术能显著提高采注比，减 少地下存水率，提高注入蒸汽的热效率；蒸汽增效剂能就地产生二氧化碳泡沫，起到蒸汽转向、扩大蒸 ［收稿日期］２０１１一ｏ３—２ ［作者简介］王晗（１９６６一），男，１９８９年江汉石油学院毕业，工程硕士，高级工程师，现主要从事油气田开发研究及管理工作。 石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１１年５月 汽波及体积的作用，现场应用效果显著［１ ３。氮气可以扩大蒸汽及热水带的加热体积，氮气的膨胀体积较 大，在生产时能加速驱动地层中的原油返排，提高采出程度；氮气＋泡沫对油层有一定调剖作用，可使 吸汽剖面大大改善 剖。 ２．１油藏地质模型的建立 根据河南油田特薄层超稠油油藏地质特点，在井楼油田七区南核ＩＶ２－３小层普通稠油油藏划分了一 个有代表性的井组作为研究区。井组共有２７口井，油藏埋深２８５．６～４８３ｍ，有效厚度４．２ｍ，纯总比 ０．５５，油层原始压力２．８～４．７ＭＰａ，油层原始温度３２℃，平均孔隙度２９．６ ，平均渗透率１．３６２９ｍ ， 初始含油饱和度６５ ，原油密度０．９４ｇ／ｃｍ。，油层温度下脱气原油粘度５５００ｍＰａ・ｓ。模型在纵向上划 分为５个单油层和４个泥岩夹层，设计的网格系统平面上网格大小为１０ｍ×１０ｍ，纵向以含油层系 为主。 ２．２历史拟合油藏地质模型的建立 以上述地质模型为基础，利用清华大学注蒸汽热采软件ＮＵＭＳＩＰ～５，采用九点差分格式，数值模 拟中的拟合方法采用定油量拟合产液量与产水量办法。生产井的采油量按实际生产数据，保证到每个时 问步结束时累积产油量与实际产油量相等。拟合地质储量２２．９×１０ ｔ，产油量４．２７９×１０ ｔ，产水量 ８．２５４×１０ ｔ，与实际吞吐指标相比，符合率分别为９４．５ 、９７．８ 和９０．１ ，数模拟合结果与实际吞 吐情况较为相符。 ３化学辅助吞吐注人浓度优化研究 利用数值模拟 ］分别研究加入化学 增效剂、氮气、氮气＋泡沫等化学剂的增 产效果及最佳注入比例。共模拟４个周 ● ｌ 期，周期长度是在上一周期的基础上延长 鲫 震 幡 镫 ３０ｄ，为了达到对比效果，每种方案所加 饕 曩 化学添加剂用量一致。 磐 ３．１蒸汽十氮气数值模拟研究 为了确定合理的蒸汽＋氮气混注比 例，模拟研究了蒸汽＋氮气混注比分别为 混注比 ０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５和０．６共７ 图１ 氮气和蒸汽混注比模拟结果 种条件下的蒸汽吞吐效果。数据模拟结果 （图１）表明：随着混注比增大，增油量与 增油成本也在增大；当混注比为０．５时， 增油量达到最大值２２０５．５１ｔ，增油成本 ● ２５．９８元／ｔ，相对较低，所以蒸汽和氮气 １ 嘲 的最佳混注比是０．５，此时采出程度也达 暴 幡 婴 镁 到最大值１３．８０７ 。 景 磐 ３．２蒸汽＋增效剂数值模拟研究 为了对比不同的蒸汽增效剂浓度条件 下蒸汽吞吐效果，模拟研究了蒸汽增效剂 浓度分别为０、１０％、２０ 、３０ 、４０ 、 化学增效浓度，％ Ｏ 和６Ｏ 共７种条件下的蒸汽吞吐效 图２不同增效剂浓度下增油模拟结果 果。数据模拟结果（图２）表明：增效剂 浓度为４Ｏ 时增油量达到最大值 Ｏ １∞第３３卷第５期 王晗等：井楼油田稠油化学辅助蒸汽吞吐优化设计 ・ １２９ ・ １７４４．９８ｔ，增油成本相对较低，采出程度 达到最大值１３．２２８％；增效剂浓度从 ２５００ ４Ｏ 继续增大时，增油量反而降低，成本 ２０００ ● 大幅度增加。所以增效剂溶液的浓度在 １５００ １Ｒ ４ｏ 左右较合适。 委１００ｏ 幡 ３．３蒸汽＋氮气＋泡沫数值模拟研究 舞 辫 根据已优选出来的蒸汽与氮气比例 ０．５，为了确定合理的泡沫浓度，模拟研０ 究了泡沫浓度分别为０、０．１ 、０．３ 、 ０．００ Ｏ．１０ ０．３０ ０．５０ ０．６０ ０．７０ ０．９０ 泡沫剂浓度 ０．５％、０．６％、０．７ 和０．９ 共７种条件 下的蒸汽吞吐效果。数据模拟结果（图３） 图３不同泡沫浓度增油模拟结果 表明：泡沫浓度为０．５ 时，增油量达到 最大值２１４７ｔ，采出程度也达到最大值１３．７３４ ，增油成本为５４．４９元／ｔ。即泡沫浓度为０．５ 时增油 效果最好，经济上最划算。 ４提高采收率能力对比 将化学辅助吞吐优化结果，与注采参数优化后只注蒸汽的方案进行对比（表１）。可以得出：３种化学 剂都可以明显提高稠油的采收率，其中氮气的增油效果最好，氮气辅助吞吐可以有效提高采收率２．７７３ ， 成本也最低；其次是氮气＋泡沫封堵，氮气＋泡沫辅助可以提高采收率２．７ 。 表１化学辅助吞吐效果对比 似住０ ０ ０ 竹∞∞∞ ０ ５结 论 １）利用数值模拟分别研究加入化学增效剂、氮气、氮气＋泡沫等化学剂的增产效果及最佳注入比 例，蒸汽和氮气的混注比为０．５，增效剂溶液的浓度为４Ｏ ，泡沫浓度为０．５ 。 ２）化学辅助吞吐可以明显提高稠油的采收率，氮气、增效剂、氮气＋泡沫辅助吞吐分别提高采收 率为２．７７３％、２．１９４ 、２．７ 。 ［参考文献］ Ｅ１３高永荣，刘尚奇，沈德煌，等．超稠油氮气、溶剂辅助蒸汽吞吐开采技术研究［Ｊ］．石油勘探与开发，２００３，３０（２）：７３￣７５． ［２］刘欣，陶良军，林景禹，等．河南稠油油田氮气辅助蒸汽吞吐技术［Ｊ］．石油地质与工程，２００８，２２（６）：８４￣８５，８８． Ｅｓ］孟婧，刘继梓，袁玲想，等．潭口稠油氮气辅助蒸汽吞吐增产试验口］．石油化工应用，２００９，２８（７）：２５￣２６，３０． ［４］张艳玉，吴晓东，李洪君，等．复杂小断块油藏氮气吞吐数值模拟ＥＪ］．中国石油大学学报（自然科学版），２００９，３３（１）：８３～ ８６．９２． ［５］彭昱强，沈德煌，徐绍诚，等．氮气泡沫调驱提高稠油采收率实验——以秦皇岛３２—６油田为例［Ｊ］．油气地质与采收率，２００８， １５（４）：５９～６１，６５． Ｅ６３彭通曙，郑爱萍，刘洪恩，等．新疆浅层稠油油藏氮气辅助蒸汽吞吐提高采收率研究与应用ＥＪ］．新疆石油天然气，２００９，５（３）： ４５￣４７． ［编辑］ 苏开科