提高克拉玛依油田九1-九5区T2 k稠油蒸汽吞吐效果研究

朱元超,喻高明 (长江大学石油工程学院,湖北武汉430100)

阿布都沙拉木·艾合买提 (中石油新疆油田分公司重油开发公司,新疆克拉玛依834000)

曹杉杉,桂继,王鹏 (长江大学石油工程学院,湖北武汉430100)

提高克拉玛依油田九1-九5区T2k稠油蒸汽吞吐效果研究

朱元超,喻高明 (长江大学石油工程学院,湖北武汉430100)

阿布都沙拉木·艾合买提 (中石油新疆油田分公司重油开发公司,新疆克拉玛依834000)

曹杉杉,桂继,王鹏 (长江大学石油工程学院,湖北武汉430100)

分析了克拉玛依油田九1-九5区块的生产动态,在此基础上,运用数值模拟软件,对主要生产区块九2区吞吐参数进行优化研究,并且提出了一种新的吞吐方式——分组式组合吞吐,同时对分组式组合吞吐的参数进行了优化,为该区块稠油蒸汽吞吐开发提供了合理的注汽参数,可为后期开发调整提供有力依据。

浅层稠油;蒸汽吞吐;分组式组合吞吐

我国拥有巨大的稠油资源,如何更好、更有效地开采这些稠油,是现今面临的一大任务。我国主要依据黏度和相对密度把稠油分为普通稠油、特稠油以及超稠油[1～3]。目前稠油热力开采在强化采油中仍处于主导地位[4,5],热力开采日产量约占强化采油量的60%,同时在热力开采中,注蒸汽开采的产量约占97%[6]。对于普通稠油,可以采用热水驱,也可以进行注蒸汽吞吐生产[7]。克拉玛依油田九1-九5区块稠油吞吐生产主要存在汽窜严重以及高轮次吞吐效果差的问题。为此,笔者主要运用CMG数值模拟软件的热采模块STARS,针对克拉玛依油田九2区三叠系克拉玛依组 (T2k)浅层稠油油藏注蒸汽吞吐的主要参数进行了优化,优选出最适合的注汽强度、注汽速度以及焖井时间,并提出了分组式组合吞吐这种新的开采方式。

1 油藏地质概况

克拉玛依油田九1-九5区T2k油藏位于克拉玛依市以东45km处的白碱滩地区。油藏西部与六东区相连,东部和北部大多数面积与九区齐古组重叠,且齐古组已经动用。在六、九区分界断裂白碱滩北断裂与九区中部断裂所夹持的三角地带,克拉玛依组顶部构造形态单一,基本上为西北向东南缓倾的单斜,构造倾角为5～12°,油藏埋深240～350m,平均320m。克拉玛依组为砂砾岩及泥岩组合的正旋回沉积,沉积厚度2～69m,平均沉积厚度46m。砂层厚度0～36m,平均15m,向南砂层厚度逐渐变小。克拉玛依组单井钻遇平均油层有效厚度7.13m,呈薄互层状,油层平均有效孔隙度22.15%,渗透率297m D,属低孔、中低渗透储层。九1-九5区克拉玛依组动用含油面积3.79km2,地质储量303.71×104t,历史采出程度23.56%。

2 地质模型建立与历史拟合

切取九2区中的一个区块作为模拟区域,区内包括37口吞吐井,地质储量30.1×104t,累计产油5.75×104t,油汽比为0.16,单井平均回采水率为81.91%,历史采出程度19.11%,平均单井吞吐5.7轮次。平面上采用均匀网格系统(35×26),网格步长20m,在纵向上细分为8个小层,网格节点数为7280个。建模后进行了地质储量和生产动态拟合,生产动态拟合主要进行了全区累计产油量、日产油量、含水率和单井日产油量等指标的拟合,拟合精度较高。吞吐井油藏基础参数见表1。

表1 吞吐井的油藏基础参数

3 常规吞吐参数优化

3.1 吞吐基本参数计算

对所选区块的37口吞吐井的平均厚度、注汽时间、周期注气量、注汽强度、注汽速度以及焖井时间进行平均统计,结果见表2。

表2 吞吐基本参数结果

3.2 周期注汽强度优化

根据关系式:注汽强度×平均厚度=注汽速度×注汽时间的单位换算关系,在油藏工程计算的基础上,对注汽强度取50、70、90、110m3/m共4个水平。注汽速度取170m3/d、焖井时间取3d,在原有基础上继续吞吐3个周期,结果见图1。

从图1可以看出,当注汽强度为70m3/m时,累计产油量明显出现拐点,并且此时也有较高的油汽比,故最优的注汽强度为70m3/m。

3.3 注汽速度优化

在油藏工程基础上,对注汽速度取150、170、190、210、230m3/d共5个水平,注汽强度取70m3/m、焖井时间取3d,在原有基础上继续吞吐3个周期,结果见图2。

图1 常规吞吐注汽强度优化结果

图2 常规吞吐注汽速度优化结果

从图2可以看出,当注汽速度为210m3/d时,累计产油量明显出现拐点,并且此时油汽比也较高,故最优的注汽速度为210m3/d。

3.4 焖井时间优化

在油藏工程基础上,对焖井时间取2、3、4d共3个水平,注汽强度取70m3/m、注汽速度取210m3/d,在原有基础上继续吞吐3个周期,结果见图3。

从图3可以看到,方案累计产油量和油汽比随焖井时间的变化不大,但都在焖井时间为3d时达到最大,故最优的焖井时间为3d。

通过上面的吞吐参数优化可以知道,区块继续进行常规吞吐开发,最优的注汽强度为70m3/m,注汽速度为210m3/d,焖井时间为3d,从2013年8月1日到2015年1月1日,累计产油量为2.76×104m3,油汽比为0.194。

图3 常规吞吐焖井时间优化结果

4 分组式组合吞吐参数优化

分组式组合吞吐是指:单井经多轮次吞吐后,将每轮注汽时间点相近的井组合在一起进行吞吐生产。根据前面吞吐的注汽时间点,可以将区块内的井分为5个小组进行组合吞吐。

同样对吞吐参数的周期注汽强度、注汽速度以及焖井时间进行优化。

4.1 注汽速度优化

注汽速度取110、150、190、230、270m3/d共5个水平,注汽强度取70m3/m、焖井时间取5d,在原有基础上继续吞吐3个周期,结果见图4。从图4可以看到,当注汽速度为230m3/d时,累计产油量达到最大,同时也有较高的油汽比,故最优的注汽速度为230m3/d。

4.2 周期注汽强度优化

注汽强度取70、90、110、130m3/m共4个水平注汽速度取230m3/d,焖井时间取5d,在原有基础上继续吞吐3个周期,结果见图5。从图5可以看到,当注汽强度为110m3/m时,累计产油量达到最大,同时也有较高的油汽比,故最优的注汽强度为110m3/m。

4.3 焖井时间优化

焖井时间取2、3、4、5d共4个水平,注汽速度、注汽强度分别取230m3/d和110m3/m,在原有基础上继续吞吐3个周期,结果见图6。从图6可以看到,当焖井时间为3d时,累计产油量和油汽比都达到最大,故最优的焖井时间为3d。

通过上面的吞吐参数优化可以知道,区块进行组合式吞吐开发,最优的注汽强度为110m3/m,注汽速度为230m3/d,焖井时间为3d,从2013年8月1号到2015年1月1号,累计产油量为2.84× 104m3,油汽比为0.13。

图4 组合吞吐注汽速度优化结果

5 结论与认识

1)对常规吞吐的生产参数进行了优化,并且预测了继续吞吐3周期的生产状况,可以看到优化后油汽比显著提高,达到0.194。

图5 组合吞吐注汽强度优化结果

图6 组合吞吐焖井时间优化结果

2)提出了一种新的吞吐方式——分组式组合吞吐,并且对分组式组合吞吐注汽参数进行了优化,可以看到较常规吞吐虽然油汽比降低了,但是分组式组合吞吐累计产油量更多,建议可以分区块实施分组式组合吞吐。

3)分组式组合吞吐可以有效抑制汽窜,提高蒸汽热能利用率,改善动用状况,提高油井周期产油量。

4)多井组合在一起进行吞吐时,一个大井组可以分2个或3个阶段来实现注蒸汽,以提高油井的生产时率。

[1]刘文章.稠油注蒸汽热采工程[M].北京:石油工业出版社,1997.

[2]张锐.稠油热采技术[M].北京:石油工业出版社,1999.29～30.

[3]于连东.世界稠油资源的分布及其开采技术的现状与展望[J].特种油气藏,2001,8(2):98～103.

[4]曾玉强,刘蜀知,王琴,等.稠油蒸汽吞吐开采技术研究[J].特种油气藏,2006,13(6):5～9.

[5]刘文章.中国稠油热采现状及发展前景[J].世界石油工业,1998,14(5):15～18.

[6]李卉.稠油油藏蒸汽吞吐参数优化及效果预测[J].石油地质与工程,2012,26(1):89～91.

[7]蔺玉秋.杨纯东,赵辉,等.普通稠油蒸汽吞吐转换开发方式优化研究[J].中外能源,2007,12(3):46～50.

[编辑] 黄鹂

TE357.44

A

1000-9752(2014)09-0137-04

2014-05-15

朱元超(1987-),男,2011年长江大学毕业,硕士生,现主要从事油藏工程方面的学习和研究工作。

喻高明(1965-),男,教授,博士生导师;E-mail:ygm1210@vip.sina.com。