复合抑制汽窜技术工艺参数优化及在河南稠油油田的应用

王登辉，徐丽娜，白小凯，冯洪波，王纪忠

(中国石化河南油田分公司采油二厂，河南唐河 473400)

复合抑制汽窜技术工艺参数优化及在河南稠油油田的应用

王登辉，徐丽娜，白小凯，冯洪波，王纪忠

(中国石化河南油田分公司采油二厂，河南唐河 473400)

随着河南稠油油田热采开发轮次的增加，稠油油藏汽窜加剧，单一抑制汽窜技术无法满足治理需求，为此研究应用了复合抑制汽窜技术，对复合抑制汽窜机理、选井条件、工艺方案设计思路进行了总结，对复合抑制汽窜技术的工艺参数进行优化，该技术在井楼油田高浅三区应用取得了明显增油效果。

河南油田；稠油开发，汽窜治理

河南油田在稠油开发过程中应用了颗粒[1]或氮气泡沫[2]调剖剂抑制汽窜技术，在稠油热采汽窜治理方面发挥了重要作用。近年来，受厚油层注汽严重蒸汽超覆、层内或层间强非均质性等因素影响，热采区块汽窜逐年加剧，由单井单向汽窜发展到井组、区域双向窜、面积窜，采用单一的颗粒、泡沫调剖剂已无法满足汽窜严重井组治理需要。为增加调剖强度、发挥颗粒及氮气泡沫协同作用抑制汽窜，在现场配套应用了复合抑制汽窜技术，改善油井生产效果。

1 选井条件及模型建立

1.1 防窜机理

对于厚度大的油层，汽窜主要沿高渗层推进。经剩余油测试分析，高渗层位动用程度较高、潜力较小，低渗层动用程度较低、具有一定的潜力。复合抑制汽窜技术主要通过颗粒堵剂在大孔道中堆积、封堵汽窜通道，氮气泡沫封堵汽窜次通道、调整吸汽剖面，从而抑制井组汽窜、改善开发效果。

1.2 选井条件

通过对2010～2013年复合抑制汽窜技术的应用效果分析评价，界定了颗粒、氮气泡沫及复合抑制汽窜技术选井条件。复合抑制汽窜技术主要适用于厚层(油层有效厚度大于5 m)、高采出(采出程度大于30%)、强汽窜(汽窜通道大于2条、见窜时间大于48小时)的油井。

1.3 模型建立

为了研究汽窜治理的合理参数，建立了汽窜模型进行数值模拟。为了便于计算，复合抑制汽窜模型为仿长方体模型，调剖体积为每条汽窜通道空隙体积之和，模型长为调剖半径，调剖半径的大小与油井的加热半径有关；模型宽为汽窜通道宽度，主要与见窜时间相关，受注采井距、渗透率、注汽速度等因素影响，是汽窜程度的直接反映；相同情况下，见窜时间越短，汽窜越剧烈；模型高为调剖厚度，与油层非均质性及有效厚度有关。

2 工艺参数优化设计

2.1 调剖半径优化设计

以该油田井楼一区油层岩石和流体物性为基础模型，设置原始孔隙度为30%，高渗层渗透率为7.5×10-3μm2，注入调剖剂质量分数为20%。利用固相颗粒的渗滤动力学和渗滤连续性方程，计算出不同时间岩石渗透率分布曲线(图1)。根据应用情况，把半径由数模实验的15～20 m优化到25～30 m。

图1 不同时间岩石渗透率沿程分布

2.2 高强度段塞比例优化设计

设置条带状地质模型，高渗条带渗透率7.5×10-3μm2，级差为15，高渗条带内为残余油，低渗部位为原始含油饱和度。注采井距为100 m，高渗条带宽度为1.5 m、厚度2.5 m ，给定一定的段塞体积(HPV5%)，设置不同的高强度段塞位置，计算蒸汽的波及效率。 从不同高强度段塞位置、比例下蒸汽波及效率图(图2)上看，高强度段塞比例应设置在整个段塞中部，并且根据现场应用情况，把比例由物模实验的15%～20%优化到40%～50%。

2.3 汽液比优化设计

通过物模实验，在汽液比为1∶1～2∶1时，发泡剂的性能最优[3-4]，见图3。结合现场应用情况，对汽液比进行优化设计，范围为0.5∶1～1.2∶1。

2.4 参数确定

通过以上对调剖半径、高强度段塞比例、汽液比优化设计，形成了复合抑制汽窜技术工艺参数设计规范，指导现场工艺方案设计，见表1。

图3 不同汽液比下阻力因子曲线

表1 复合抑制汽窜技术工艺参数设计规范

3 现场应用及取得效果

井楼油田高浅三井区主要开发层系为Ⅳ7-8，油层埋藏浅，主要埋深167～325 m，地层温度下的脱气原油黏度为8 600～60 000 mPa.s，属浅薄层，特、普通稠油油藏。

随着区块吞吐轮次的增加，该区汽窜日趋严重，汽窜通道较多，多井成片汽窜，已由初期的单、双向窜发展为目前的多向窜，严重影响区块油井的正常生产。为了抑制汽窜，需对该区进行调剖堵窜。

通过油井汽窜程度及油藏动态数据，对高浅三区7口井进行了防汽窜调剖。根据调剖半径、高强度段塞比例对油井进行防汽窜工艺设计，见表2。

通过7井次抑制汽窜措施，有效地封堵了汽窜通道，生产效果得到改善(见表3)。油井周期产油、日均产油、油汽比提高，增油1 159 t，有效率100%。

表2 高浅三区抑制汽窜工艺方案设计

表3 高浅三区实施防汽窜效果对比

4 认识与结论

(1)复合抑制汽窜技术增加了封堵强度，能有效抑制汽窜通道。

(2)对复合抑制汽窜技术调剖半径、高强度段塞比例及汽液比进行优化设计，形成了工艺参数设计规范。

(3)在汽窜严重区域，应用复合抑制汽窜技术能够有效抑制汽窜，改善油井生产效果，具有推广应用的前景。

[1] 马道详,强星,蒋莉,等.CY/GCS-1粉煤灰调剖剂的研制与应用[J].石油地质与工程,2010,24(6):122-124.

[2] 吴祖景,张海春,王小卉.氮气泡沫调剖技术现场应用[J].科技信息，2008，28(1)：30-33.

[3] 毕长会,王书林,袁秀丽，等.稠油热采井氮气泡沫调剖技术研究与应用[J].石油地质与工程,2008,22(6):62-65.

[4] 郭斌建.稠油热采井氮气泡沫调剖技术研究与应用[J].精细石油化工进展,2004,(4):58-61.

编辑：李金华

1673-8217(2015)04-0136-03

2015-02-20

王登辉，工程师，1983年生，2006年毕业于长江大学石油工程专业，现从事油田开发技术工作。

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