蒸汽复合驱替机理研究及优化技术

王文(中油辽河油田公司欢喜岭采油厂， 辽宁 盘锦 124114)

蒸汽复合驱替机理研究及优化技术

王文(中油辽河油田公司欢喜岭采油厂， 辽宁 盘锦 124114)

齐40蒸汽驱纵向动用程度较低，且目前分注工艺无法实现纵向动用程度进一步提高，从而极大的制约了区块的稳产。多介质气体辅助汽驱可以起到纵向调剖作用，是一种有效的提高蒸汽驱纵向动用的技术。如何选择井组、气体介质及注入参数设计和跟踪评价，是提高纵向动用的关键。

复合驱;采收率;纵向动用

0 引言

目前国内开采稠油的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驱。蒸汽吞吐作为初期开发模式具有成本低、发展成熟等优势，但在开采后期油藏压力大幅度下降、采收率低；蒸汽驱技术具有较大的扫油面积，其局限性在于吨油成本高，蒸汽注入量大。蒸汽辅助重力泄油技术已经取得现场试验成功，正在进入工业化应用阶段，但这项技术需要大量的能源，汽油比过高，产生大量废气，需要适于高温的设备和技术。Q40块目前区块已进入蒸汽驱开发驱替阶段末期，汽窜井不断增多(汽窜井总数133口)，产量呈下降趋势。通过剩余油研究，目前蒸汽驱波及体积系数55.4%左右，具有一定的剩余油潜力。为减缓产量递减，改善汽驱开发效果，有必要开展复合驱辅助蒸汽驱研究，来提高汽驱波及系数。通过本项研究，明确复合驱辅助蒸汽驱提高采收率机理；进行了复合驱辅助蒸汽驱的影响因素分析及参数优化；明确稠油油藏复合驱辅助蒸汽驱对储量动用程度和加热范围的影响；确定了复合驱辅助蒸汽驱的适应性分析。

1 复合驱替机理

蒸汽-氮气、蒸汽-空气、蒸汽-泡沫复合驱作为提高开发效果的热采方式，其驱油机理各不相同。

(1)蒸汽-氮气驱替机理 蒸汽-氮气驱驱替机理主要表现为：非混相驱替；补充地层能量，辅助倾斜油层或厚油层的重力泄油；多次接触混相驱。氮气对原油的降粘作用不明显，原油降粘仍是高温蒸汽的作用。

(2)蒸汽-空气驱替机理 蒸汽-空气驱替机理主要表现为：空气与原油的氧化作用增加了热量，降低了稠油粘度；大量残余沥青被转化为焦炭质，这将导致绝对油层渗透率的下降；空气与原油的反应，产生CO2、CO、O2和H2S等气体，形成蒸汽—烟道气复合驱。

(3)蒸汽-泡沫驱替机理 汽-泡沫驱驱油机理主要有以下几个方面：保持地层压力,增加弹性能量，提高回采水率；氮气的压缩膨胀作用分散和改变了原油流动形态，增强了原油流动性；强化蒸汽蒸馏效应；泡沫的堵水调剖作用，防止汽窜水窜，扩大蒸汽波及面积。通过调研过国外蒸汽泡沫复合驱现场试验，Mecca蒸汽泡沫驱试验、Bishop蒸汽泡沫驱试验、Dome-Tumbador蒸汽泡沫驱试验、Casper-Creek蒸汽泡沫驱试验、Midway-Sunset蒸汽泡沫驱试验、对该项技术进行了优化。

2 复合驱技术参数优化

(1)蒸汽泡沫驱的注入时机 应该在蒸汽驱后期，和蒸汽驱的时间间隔小于2个月。

在蒸汽吞吐阶段或蒸汽驱前期,含油饱和度较高,高温发泡剂的注入不会取得理想的流度控制效果。在蒸汽驱晚期或蒸汽突破时,汽窜孔道含油饱和度降至一定程度时,注入高温发泡剂对已发生汽窜的层段应能取得较好的控制蒸汽流度效果。

例如，在Winkleman Dome Nugget先导试验1中，39#井已经关井，在蒸汽驱和注入蒸汽泡沫之间只有2个月的间隔，蒸汽腔的几何形状没有改变，因此效果很好。与此对比，先导试验2中，39#井一直生产，但向该井组注入的蒸汽量降低到很低，并保持了19个月。此时很可能蒸汽驱扫的区域已经被热水填充，热水会将泡沫浓度稀释得很低，最后效果较差。

(2)蒸汽泡沫驱的注入方式 最好的方式：间歇泡沫+连续蒸汽注入，小周期注入。影响蒸汽泡沫效果的最重要因素是注入方式，到目前为止，用单位质量表面活性剂的增油量来衡量的话，有三个项目取得最好的效果(South Belridge，Midway Sunset Section 15，Midway Sunset Section 26)，采用的方式是 ：间歇泡沫+连续蒸汽注入，并且用小循环周期。South Belridge采用的泡沫循环周期是1天(注12小时，停12小时)，另外两个采用的泡沫循环周期是7天。

图2-1 不同注入方式的增油量

Co-C= Coinjection with continuous injection of surfactant Co-D= Coinjection with discontinuous injection of surfactant(intermittent inje ction of surfactant)

(3)蒸汽泡沫驱的注入量 注入量一般在500t以下，但也有注入3000t，并且取得较好效果的。通过优化，确定合理汽气体积比为2.3:1，通过数值模拟能够见到最优效果。

(4)蒸汽泡沫驱的开发效果 蒸汽泡沫见效时间长，Dome-Tumbador先导试验在注泡沫6个月后增产油75%，而在Bishop和Meeea，注入泡沫两年以后才见到很强的产量反应。依据开发单元与另外两类油田油藏参数进行对比，与Dome-Tumbador油田参数较为接近，因此预计试验区在半年内见到一定效果。

3 结语

利用油藏工程及数值模拟方法，研究酸性气体与蒸汽混注改善蒸汽吞吐(驱)开发效果的生产机理，优选出气体与蒸汽的合理注入方式、注入比例和注入量；进行稠油油藏酸性气体对蒸汽热采加热范围和加热形状影响的研究。