影响稠油火驱开发因素分析及对策

秦洪岩

中国石油辽河油田公司, 辽宁 盘锦 124010

0 前言

杜66块-杜48块位于曙光油田西南部,构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡中段,南部与杜84块、杜68块相邻,东部为杜90块,开发目的层系为下第三系沙四段上部杜家台油层，含油面积8.4 km2,地质储量5 629×104t。为改善区块开发效果,提高采收率,2005年在杜66块开展了火驱[1-3]开发先导试验,并获得成功。杜66块为曙光油田火驱开发的主力区块,目前已转驱72个井组,日注空气34.1×104m3；生产井399口,开井267口,日产油539 t,瞬时空气油比706 m3/t,累积空气油比905 m3/t。该区块已进入火驱规模实施阶段,主要体现为产油量大幅度提升、油井利用率提高等方面。火驱开发在辽河油田没有成功的经验可以借鉴,通过这几年的规律摸索,掌握了一些关键技术,但随着开发规模的不断扩大,也逐渐出现一些新的问题,火线单向突进、油井见效情况不同、尾气分布不均等开发矛盾逐渐突出,为解决这些问题,进一步改善火驱效果,加强对影响火驱开发效果因素的研究成为当前的主要研究方向。

1 火驱开发中存在的问题

1.1 尾气量不均,气窜情况明显

1.2 纵向上动用不均

2 影响火驱开发因素

现阶段火驱开发效果主要受储层物性、吸气状况、注空气参数等因素的影响。

2.1 储层物性

图1 火驱井渗透率与见效关系柱状图

2.2 吸气状况

油井吸气状况主要受储层厚度、渗透率、孔隙度的影响。通过对合作火驱27井组研究发现,油井的吸气状况与渗透率、厚度存在如图2所示关系,厚度越大、渗透性越高、孔隙度越大,吸气百分比也越大,并且该储层的吸气率与理论值(Vi)基本相似。

渗透率低于200×10-3μm2,厚度小于1 m的油层基本不吸气；渗透率在200×10-3～500×10-3μm2之间,厚度在1～1.5 m之间的油层吸气一般；渗透率高于500×10-3μm2,厚度大于1.5 m的油层吸气较好。

图2 火驱井组吸气状况散点图

2.3 注空气参数

针对火驱开发中注空气参数的研究,主要包含两个方面：累计注空气量的影响、通风强度的影响。

2.3.1 累积注空气量的影响

在火驱开发初期,油井见效速度、见效程度主要受对应注空气井的注空气时间和注空气量影响,随着注空气时间延长,油井见效程度加大。注空气参数的研究对火驱开发具有较大意义。

2.3.1.1 累计注空气量与地层压力的关系

地层压力是决定生产效果的主要因素,而压力上升主要与周边注空气井的注空气量相关[15]。以火驱2014年更新井为例,周边注空气井累计注空气量越高,地层压力越高,吞吐效果越好,具体关系见图3。当新井压力系数为0.44时,日产油9.9 t；当压力系数为0.15时,日产油为5.0 t；当压力系数为0.11时,日产油为2.7 t,由此看出,地层压力与油井产能呈明显的正比关系。

图3 火驱井压力系数与日产能力关系

2.3.1.2 与油井见效率及见效程度的关系

油井的见效率及见效程度与转驱时间、对应注空气井的注空气量有较好的对应关系[16-17]。其对应关系对吞吐引流时机选择有重要意义。

表1注空气量与周期日产量增量统计表

时间/月注空气量/104m3转驱前周期日产油/t转驱后周期日产油/t增量/t增量百分比/(%)0～339.71.11.90.872.74～6124.41.72.30.635.37～9193.11.42.20.857.110～12347.61.22.31.191.712～24457.21.22.81.6133.324～361035.81.33.52.2169.2

2.3.2 通风强度的影响

随着火驱时间延长,燃烧半径增大,通风强度也应相应增大。因此,在火驱开发的过程中要制定合理的注空气参数：

1)最低通风强度必须满足高温氧化条件的需要[18-19]。

2)随着燃烧半径扩大,通风强度逐步下降。

3)点火初期加大通风强度,加快由低温向高温氧化转化过程。

3 影响因素研究成果应用

3.1 制定油井措施方案

3.2 优化射孔分注方案

针对吸气状况不均的火驱注空气井,分析火驱层位储层渗透率,对渗透率差别较大的上下层位进行分注,在纵向上改变吸气不均现象。以曙1-46-K 037井为例,该井为火驱注空气井,于2013年12月开始注空气,注空气前对该井储层分析,油层下层系渗透率较低,理论吸气值较少,对该井上下层系实施分注,分注后吸气效果较好。

3.3 合理调整注空气强度

通过对油井的吸气状况、井况分析、见效程度、气窜特征等因素的分析,对目前不合理的注空气强度进行调整,上半年计划分批实施共47口井注空气量调整,共计上调注空气量14×104m3,注空气强度平均提升91 m3/(m·d)。

以曙1-45-037井为例,该井射开厚度29.8 m/11层,剖面测试显示该井吸气层共有23.4 m/9层。按每年火线推进3 m,燃烧半径约为10 m,通风强度保持在0.3 m3/(m2·h-1),需调整注空气量至10 000 m3/d,目前该井日注空气已调至为8 600 m3/d,调整后尾气量明显上升。

4 效果评价

4.1 增产效果明显

火驱井组日产油量持续上升。其中连续生产井日产油由112.3 t上升到228.3 t,增加339.4 t；复产井日产油增加277.2 t。

4.2 火驱规模增大

随着火驱规模的不断扩大,整个区块单井日产显著提高,由0.9 t/d提高到2.2 t/d。其中先导试验七井组由0.7 t上升到2.9 t,是常规吞吐的3.2倍；外扩试验十井组由0.5 t上升到2.4 t,是常规吞吐的2.6倍。

4.3 气窜减少

5 结论

1)杜66块储层特点造成的油井气窜、平面见效不均是目前火驱开发面临的主要问题。

2)通过对储层物性、吸气状况、注空气参数分析研究,对注入方式和注空气参数进行了优化。解决了火烧油层过程中气窜、受效不均及跟踪调控难度大等问题,火驱开发效果明显改善，产油量大幅提高。

3)曙光油田油层埋藏深,层数多、厚度大,目前火烧油层开发仍处于边研究边实践阶段,对火驱机理、开采规律、开发阶段划分及效果评价标准等应进一步深入研究。

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