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[摘 要]由于油藏非均质性的存在,稠油油藏在不同注采方式下火烧油层开发效果存在较大差异。在同一模型在同样的生产控制条件下,不同注采方式间的初期产油量和累积产油量之间存在差别;对于渗透率平面非均质性,高采低注火烧油层的开发效果优于高注低采;对于砂体厚度平面非均质性,厚采薄注火烧油层的开发效果优于厚注薄采;对于砂体形态非均质性,宽采窄注火烧油层的开发效果优于宽注窄采。敏感性分析结果表明,砂体形态非均质性对火烧油层开发效果的影响程度最大,厚度非均质性次之,渗透率非均质性的影响程度最小。因此,只有合理部署注采井位,才能有效地提高强非均质性稠油油藏火烧油层的开发效果。
[关键词]稠油 油藏 非均质性 火驱
中图分类号:TE357.46 文献标识码:A 文章編号:1009-914X(2018)21-0037-01
引言
储层非均质性研究是油藏描述中最核心的内容。在油田开发中后期,储层中的剩余油高度分散,挖潜难度越来越大。储层的不同层次不同规模的非均质性是造成剩余油高度分散的主要地质因素,因此,必须深入研究储层各层次的非均质问题,更加精细地进行储层描述和预测,这是深度开发油田,提高采收率的基础和关键。油藏储集层的非均质性是制约油田开发效果的重要因素,油田开发过程中出现的层间干扰、单层突进、注采不平衡等矛盾都是由于储层的非均质性引起的。
火驱技术是一种重要的稠油热采方法。它通过注气井向地层连续注入空气并点燃油层,实现层内燃烧,从而将地层原油从注气井推向生产井。火驱技术伴随着复杂的传热、传质过程和物理化学变化,具有蒸汽驱、热水驱、烟道气驱等多种开采机理。火驱具有采收率高、成本低和应用范围广的优势。同等条件下,热能损耗仅占蒸汽驱的25%。相比蒸汽驱和SAGD技术,火驱适用范围更大。
火烧油层是将空气注入到油层中,再将空气在井下加热到可以点燃原油的温度,或者通过空气与原油在油层中自然氧化生热使油层达到燃烧温度,实现某稠油油藏为三角洲沉积体系,发育扇三角洲油层地下燃烧,地下燃烧过程中燃烧掉一部分原前缘和前扇三角洲亚相。其中扇三角洲前缘亚相油,所产生的热量将产生降粘、蒸馏等一系列效应,又细分为水下分流河道、水下分流河道间、河口砂成为原油采出的动力。
二、火驱地质条件与油藏工程设计
(1)采用面积井网火驱过程中,对于某一口生产井,当燃烧带前缘或氧气从一个方向突入该生产井时,就必须将其关闭,这样从没有发生热前缘和氧气突破的方向被驱过来的原油就很难被采出;
(2)对于有倾角的地层,在线性井网火驱过程中,一般选择燃烧带从构造高部位向低部位推进,可以最大限度地利用重力泄油机理,遏制气体超覆、提高纵向波及系数;
(3)在线性井网火驱过程中,一旦形成稳定的燃烧带前缘之后,后续所需的空气注入量是恒定的。
三、储层非均质在油藏开发过程的影响
平面非均质性在油田开发中,主要影响流体渗流方向,从开发的角度上讲,影响着注入水推进方向,对油井来说,则是油井的见效方向,见效后产量的变化等情况。
(1)层间干扰及对油层产能的影响
层间干扰与单层突进(统称层间矛盾)形成的内因是层间非均质,外因是多层笼统注水、采油,或不合理的注水、采油。多层合注的注水井在相同的注水压力下,各层单位厚度吸水能力相差比较悬殊。层间干扰造成各个层动用状况大不相同,注水开发的油田注水后,不是每个层都见效,而且各个层的见效程度都有很大差异,这就必然造成各油层采液强度相差很大。层间干扰使含水率上升速度加快,给油田高产稳产造成极大威胁。由于层间干扰严重影响了各层段产能的发挥,多个油层合采时的产量远小于各个层单采时产量之和;对于注水量高的注水井,单层分别注水的注水量之和高于这些层合注的注水量;各种层间干扰现象在一定条件下都会造成油层产能的下降。
(2)单层突进
层与层之间由于吸水指数、采油(液)指数以及油层条件的差异,不同层系水线推进速度不同。影响水线推进速度的因素主要有渗透率的高低、流体流度比、采油指数和吸水指数等。层间矛盾对采收率影响的程度通常,层数越多,厚度越大,层间渗透率级差越大,开发井网对油层的控制程度越小,层间矛盾对采收率的影响就越大。
(3)非均质对剩余油分布的影响
微观上剩余油饱和度与最大连通孔喉半径、孔喉中值半径、平均孔喉半径、相对分选系数、孔隙结构均质系数呈负相关,说明孔隙空间越发育、分布越均匀,剩余油饱和度就越小;反之,剩余油饱和度则越大。层内剩余油主要受沉积韵律和水驱波及体积的影响。一般来说,反韵律油层顶部水淹,底部剩余油富集;正韵律油层底部水淹严重,剩余油富集于顶部;复合韵律油层水淹情况更加复杂,剩余油主要富集于韵律层内渗透率较差的层段。
平面剩余油分布受砂体几何形态、连通性、断层、顶底微构造及井网系统的控制,如沿着河道或水下分支河道的主方向,砂体连通性好,孔、渗、饱相对较高。在垂直主河道的方向上,砂体边缘及砂体前缘席状砂体部位物性变化快,不利于注入水的均匀波及,水淹程度相对较弱。总体上,砂体连通性差、水驱波及效果差、井网控制程度低的部位剩余油相对富集。
四、结语
对于超深层稠油(埋深大于1?500?m),由于油藏埋藏深,在注蒸汽过程中井底干度无法保证,井筒热损失大,因而很难采用注蒸汽开发,而火驱开发受油藏埋深影响较小,在地面空气压缩机性能能够满足的情况下,火驱开发超深层稠油将会比注蒸汽有更多的技术和经济优势。对于薄层和薄互层稠油,注蒸汽同样面临着热损失大(热量向盖、底层及夹层传递)、热效率和经济效益低的问题。通过一定的技术攻关,用火驱技术开发此类油藏,有望降低开采成本,提高经济效益。
参考文献
[1] 陈永生.油田非均质对策论[M].北京:石油工业出版社.
[2] 王弥康,王世虎,黄善波,等.火烧油层热力采油[M].东营:石油大学出版社,2013:
[3] 李道品.低渗透砂岩油藏开发[M].北京:石油工业出版社.
[4] 黄延章.低渗透油层渗流机理[M].北京:石油工业出版社,
作者简介
许鑫(1990-),男,助理工程师, 2015年毕业于东北石油大学油气田开发工程,东北石油大学石油与天然气工程在读博士。现从事稠油热采工作。
[关键词]稠油 油藏 非均质性 火驱
中图分类号:TE357.46 文献标识码:A 文章編号:1009-914X(2018)21-0037-01
引言
储层非均质性研究是油藏描述中最核心的内容。在油田开发中后期,储层中的剩余油高度分散,挖潜难度越来越大。储层的不同层次不同规模的非均质性是造成剩余油高度分散的主要地质因素,因此,必须深入研究储层各层次的非均质问题,更加精细地进行储层描述和预测,这是深度开发油田,提高采收率的基础和关键。油藏储集层的非均质性是制约油田开发效果的重要因素,油田开发过程中出现的层间干扰、单层突进、注采不平衡等矛盾都是由于储层的非均质性引起的。
火驱技术是一种重要的稠油热采方法。它通过注气井向地层连续注入空气并点燃油层,实现层内燃烧,从而将地层原油从注气井推向生产井。火驱技术伴随着复杂的传热、传质过程和物理化学变化,具有蒸汽驱、热水驱、烟道气驱等多种开采机理。火驱具有采收率高、成本低和应用范围广的优势。同等条件下,热能损耗仅占蒸汽驱的25%。相比蒸汽驱和SAGD技术,火驱适用范围更大。
火烧油层是将空气注入到油层中,再将空气在井下加热到可以点燃原油的温度,或者通过空气与原油在油层中自然氧化生热使油层达到燃烧温度,实现某稠油油藏为三角洲沉积体系,发育扇三角洲油层地下燃烧,地下燃烧过程中燃烧掉一部分原前缘和前扇三角洲亚相。其中扇三角洲前缘亚相油,所产生的热量将产生降粘、蒸馏等一系列效应,又细分为水下分流河道、水下分流河道间、河口砂成为原油采出的动力。
二、火驱地质条件与油藏工程设计
(1)采用面积井网火驱过程中,对于某一口生产井,当燃烧带前缘或氧气从一个方向突入该生产井时,就必须将其关闭,这样从没有发生热前缘和氧气突破的方向被驱过来的原油就很难被采出;
(2)对于有倾角的地层,在线性井网火驱过程中,一般选择燃烧带从构造高部位向低部位推进,可以最大限度地利用重力泄油机理,遏制气体超覆、提高纵向波及系数;
(3)在线性井网火驱过程中,一旦形成稳定的燃烧带前缘之后,后续所需的空气注入量是恒定的。
三、储层非均质在油藏开发过程的影响
平面非均质性在油田开发中,主要影响流体渗流方向,从开发的角度上讲,影响着注入水推进方向,对油井来说,则是油井的见效方向,见效后产量的变化等情况。
(1)层间干扰及对油层产能的影响
层间干扰与单层突进(统称层间矛盾)形成的内因是层间非均质,外因是多层笼统注水、采油,或不合理的注水、采油。多层合注的注水井在相同的注水压力下,各层单位厚度吸水能力相差比较悬殊。层间干扰造成各个层动用状况大不相同,注水开发的油田注水后,不是每个层都见效,而且各个层的见效程度都有很大差异,这就必然造成各油层采液强度相差很大。层间干扰使含水率上升速度加快,给油田高产稳产造成极大威胁。由于层间干扰严重影响了各层段产能的发挥,多个油层合采时的产量远小于各个层单采时产量之和;对于注水量高的注水井,单层分别注水的注水量之和高于这些层合注的注水量;各种层间干扰现象在一定条件下都会造成油层产能的下降。
(2)单层突进
层与层之间由于吸水指数、采油(液)指数以及油层条件的差异,不同层系水线推进速度不同。影响水线推进速度的因素主要有渗透率的高低、流体流度比、采油指数和吸水指数等。层间矛盾对采收率影响的程度通常,层数越多,厚度越大,层间渗透率级差越大,开发井网对油层的控制程度越小,层间矛盾对采收率的影响就越大。
(3)非均质对剩余油分布的影响
微观上剩余油饱和度与最大连通孔喉半径、孔喉中值半径、平均孔喉半径、相对分选系数、孔隙结构均质系数呈负相关,说明孔隙空间越发育、分布越均匀,剩余油饱和度就越小;反之,剩余油饱和度则越大。层内剩余油主要受沉积韵律和水驱波及体积的影响。一般来说,反韵律油层顶部水淹,底部剩余油富集;正韵律油层底部水淹严重,剩余油富集于顶部;复合韵律油层水淹情况更加复杂,剩余油主要富集于韵律层内渗透率较差的层段。
平面剩余油分布受砂体几何形态、连通性、断层、顶底微构造及井网系统的控制,如沿着河道或水下分支河道的主方向,砂体连通性好,孔、渗、饱相对较高。在垂直主河道的方向上,砂体边缘及砂体前缘席状砂体部位物性变化快,不利于注入水的均匀波及,水淹程度相对较弱。总体上,砂体连通性差、水驱波及效果差、井网控制程度低的部位剩余油相对富集。
四、结语
对于超深层稠油(埋深大于1?500?m),由于油藏埋藏深,在注蒸汽过程中井底干度无法保证,井筒热损失大,因而很难采用注蒸汽开发,而火驱开发受油藏埋深影响较小,在地面空气压缩机性能能够满足的情况下,火驱开发超深层稠油将会比注蒸汽有更多的技术和经济优势。对于薄层和薄互层稠油,注蒸汽同样面临着热损失大(热量向盖、底层及夹层传递)、热效率和经济效益低的问题。通过一定的技术攻关,用火驱技术开发此类油藏,有望降低开采成本,提高经济效益。
参考文献
[1] 陈永生.油田非均质对策论[M].北京:石油工业出版社.
[2] 王弥康,王世虎,黄善波,等.火烧油层热力采油[M].东营:石油大学出版社,2013:
[3] 李道品.低渗透砂岩油藏开发[M].北京:石油工业出版社.
[4] 黄延章.低渗透油层渗流机理[M].北京:石油工业出版社,
作者简介
许鑫(1990-),男,助理工程师, 2015年毕业于东北石油大学油气田开发工程,东北石油大学石油与天然气工程在读博士。现从事稠油热采工作。