拟示踪剂在凝析油注采研究中的应用

李宁，杨志兴，陈自立

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200335)

白美丽

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司，广东 深圳 518067)

拟示踪剂在凝析油注采研究中的应用

李宁，杨志兴，陈自立

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200335)

白美丽

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司，广东 深圳 518067)

凝析油回注是海上油气田开发过程中为应对海底输油管线故障而采取的一种工程应急措施。海上油气田输油管道出现故障后，油井被迫全部关停，气井照常生产，气井产生的凝析油无法处理，只能回注油层。通过回注井筛选确定回注可行性并选择合适的回注井；通过试验研究明确回注对地层产生的影响；通过拟示踪剂法对凝析油注采过程进行分析，研究凝析油渗流范围，分析凝析油对地层渗流的影响，确定不同液量的凝析油回采率。研究结果符合实际，准确可靠，对后续海上油气田的凝析油回注具有借鉴和参考意义。

海上油气田；凝析油；回采；拟示踪剂

海上油气田输油管道出现故障后，为避免海上溢油，油井被迫全部关停。为了保证油气田产量不要损失太多，气井要维持生产，通过气海管输送到陆地终端，气井产生的凝析油无法处理，只能回注油层[1，2]。

X油气田位于我国海域，2012年输油海管破裂，急需选择一口油井回注气井产生的凝析油。笔者利用Pipesim井筒管流软件、试验方法及Eclipse数值模拟软件分别对凝析油注采进行研究，取得了较好的效果。

1 回注井筛选

该海上油气田有10口油井，长期生产实践中形成以下回注井选井原则：①单层开采，采出程度较高；②储层较厚，物性较好；③地层能量充足；④油井处于生产后期，产量贡献小。具体每口井选井原则适用性见表1。

表1显示同时满足4个选井原则的只有A3井和A5井，进一步对A3和A5井的地质油藏概况(表2)进行分析，选择最优井进行回注。A3井与A5井均为水平井，储层类型相似(中高渗、常压储层)，储层厚度都在10m左右，地层能量充足，十多年生产史，储层压降均小于2%。

鉴于2口井地质油藏状况比较相近，引入Pipesim软件，建立A3和A5井的凝析油回注模型(图1)，进一步对2口井进行凝析油回注可行性分析。分析步骤为：定义井模型；编辑注入源、井筒及水平段；评估井底流动条件；运行系统分析。

表2 A3、A5井参数对比表

根据分析结果，凝析油回注A3井的可行性较高。在井口压力6MPa，注入量300m3/d的情况下，A3井注入指数J注入=353m3/(d·MPa)，井底压力为23.26MPa，高于地层压力0.85MPa(图2)。而A5井只有井口压力在8MPa以上才能注入地层。综合考虑，最终选择A3井作为回注油井。

图1 A3井Pipesim凝析油回注模型 图2 A3井系统分析计算结果示意图

A3井于2012年8月开始回注凝析油，其回注分为2个阶段(图3)。第1阶段回注：2012年8月至2013年4月，回注246d，日均注入量300m3，累计注入6.38×104m3；第2阶段回注：2014年10月至2015年3月，回注166d，日均注入量500m3，累计注入8.78×104m3。A3井注入状况良好，注入全程油压稳定在5.5MPa。

2 试验研究

为探讨回注对今后生产动态的影响，室内试验研究以X油气田C2层为主要研究的目的油层，模拟试验力求最大限度逼近生产实际，从研究凝析油回注对油藏表面性质、毛细管压力特征、渗流特征和水驱动态的影响，来评价凝析油回注的可行性，为凝析油回注的决策和回注参数的优化提供试验依据。

2.1 凝析油回注对油藏岩石润湿性的影响

按照具体的试验设计，试验研究测定了2种状态下油层岩石的润湿性，以研究凝析油回注的影响。即恢复油层状态后的原始润湿性及经凝析油回注污染后的润湿性。结果见表3。由表3可以看出，凝析油回注不会改变油层原始亲水的特征，且回注后油层的亲水性略有增强。影响岩石润湿性的是原油的组分以及岩石矿物组成等综合因素。X油气田C2层储油岩石的矿物成分以硅酸盐为主，石英、长石体积分数达到83%，该类矿物在表面洁净的情况下，一般是亲水的。

表3 凝析油回注对油藏岩石润湿性影响试验数据表

2.2 凝析油回注对油层油水两相渗流规律的影响

凝析油回注后，曲线的共渗点发生右移(图3)，表明回注后模型的亲水性有所加强，这与凝析油回注对油层润湿性影响的试验结果是相符的。

凝析油回注后水相渗流能力降低，对油相的渗流更加有利，表现为模型最大含水饱和度对应的水相相对渗透率最大值在凝析油回注后要下降15%左右，回注后油相与水相渗透率比值上升(图4)。

图3 凝析油回注前、后相对渗透率曲线 图4 回注前、后油相与水相渗透率比值变化曲线

2.3 凝析油回注前、后驱油效率及水驱动态的对比

凝析油回注前、后模型水驱油效率见表4。从中可以看出，油藏无水期驱油效率与最终期驱油效率均有所提高。

表4 凝析油回注前、后模型水驱油效率综合数据表

利用相渗曲线计算采收率公式求得回注前后原油的采收率(表5)，发现回注后原油采收率由63.1%提高到了80.1%，回注后凝析油波及区域的原油采收率得到了提高。

表5 凝析油回注后水驱动态

3 拟示踪剂法

传统凝析油回采率计算方法是求取回注凝析油时的产油量(图5红色面积图)与未回注凝析油时的产油量(图5绿色面积图)的差值作为凝析油产量，来求取回采率。

这种计算方法无法准确显示回注凝析油的渗流范围，不区分回注的凝析油与地层原油；并且忽视回注凝析油对地层渗流的影响[3]；只考虑A3井的回采量，无法判断A3井以外的井是否对凝析油回采造成影响，因此计算结果准确度低。

图5 传统凝析油数模计算方法

C2层有4口生产井(A2、A3、A7、A11)(图6)。分析发现，A2井在两次回注凝析油后，产量均有显著提高(图7)，第1阶段凝析油回注后，A2井产量由10m3/d提高到50m3/d，第2阶段凝析油回注后，A2井产量由关停前的30m3/d提高到265m3/d，由此可以推断A2井有凝析油产出，A3井的凝析油回注确实会对同层位其他油井造成影响。若采用传统方法求取回采率，将不符合实际生产情况。因此，急需寻找一种能够准确显示回注凝析油的渗流范围，精确计算凝析油回采率的方法，笔者采用拟示踪剂法进行凝析油回采率研究。拟示踪剂是指并未在油田实际生产中注入，只是用于数值模拟研究的虚拟示踪剂[4]。在认为地质模型准确的基础上，假定回注凝析油为示踪剂，通过研究各生产井示踪剂的产出特征，来确定凝析油流动方向、各井的回采情况。

图6 C2层剩余油饱和度丰度叠合图 图7 A2井日产曲线

将回注凝析油标示上虚拟示踪剂，观察示踪剂在油藏中的渗流方向及渗流范围，计算回采示踪剂的采收率。凝析油回注结束后，由剩余油饱和度分布图(图8)可以看出，在平面上，凝析油主要渗流范围在A3井水平段周围；在剖面上，凝析油主要渗流范围在C2层顶部A3井水平段周围。

将生产C2层的A2井、A3井、A7井、A11井这4口井同时开井，观察凝析油的产出运动规律，从不同时期凝析油剩余油饱和度图(图9、10)可以看出，大部分凝析油在1年内被采出。

图8 C2层回注凝析油剩余油饱和度分布图

图9 C2层回注凝析油1年后剩余油饱和度分布图

图10 C2层回注凝析油10年后剩余油饱和度分布图

回采结束后，凝析油仍有部分剩余，主要分布在A3井西北方向。A3井西北方向区域构造较低，泥质隔夹层发育，易富集剩余油[5]。

数值模拟结果显示凝析油最终回采率(10年回采率)介于84.5%～88.8%之间，符合试验结果(表6)。且6个月回采率高达55.0%～68.1%，半年回采率较高，增加了回注的信心。

A3井液量越大，回采率越高，建议提高A3井回采液量。

表6 A3井凝析油回采效果模拟表

从图11可以看出，凝析油99%由A2井、A3井采出，A7井、A11井基本无产出；且不同回采液量，各井回采比例不同，A3井回采液量越大，A3井贡献比例越高，A2井贡献比例越低。

图11 A3井不同液量各井回采凝析油曲线

4 应用效果

实际回采中A3井平均液量800m3左右，经统计，实际3个月回采率为47%，6个月回采率为60%，与拟示踪剂法预测的结果非常接近。回采实践表明拟示踪剂法准确可靠，凝析油最终回采率可达80%以上，凝析油回注A3井切实可行。

5 结论

1)利用Pipesim软件进行回注凝析油井筒模拟，方法简单可行，准确度高。最终选择C2层的水平生产井A3井作为凝析油回注井。

2)室内试验显示凝析油回注不会改变油层原始亲水的特征，且回注后油层的亲水性略有增强；油藏无水期驱油效率与最终期驱油效率均有所提高，凝析油波及区域的原油采收率得到了提高。

3)运用拟示踪剂法进行凝析油注采分析，研究凝析油渗流范围，分析凝析油对地层渗流的影响，确定不同液量的凝析油回采率。研究结果符合实际，准确可靠。

[1]杨耀忠，昌峰，张世明，等.平湖油气田凝析油回注油藏对开发效果影响机理研究[J].矿物岩石，2003,23(1):93～97.

[2] 马国新，昌峰.平湖油气田凝析油回注研究及应用[J].海洋石油，2003,15(12):73～77.

[3] 殷代印，张东.应用虚拟示踪剂方法研究侧积体油水运移规律[J].特种油气藏，2014，21(5):79～84.

[4] 薛小博. 采用拟示踪剂追踪油水运移规律研究[D].大庆：大庆石油学院，2010.

[5] 何贤科，涂齐催，宋春华. 海上特高含水油田剩余油分布规律研究[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报)，2013，35(10):1～5.

[编辑] 黄鹂

2016-09-04

李宁(1985-)，男，硕士，工程师，现从事油气田开发、生产动态和数值模拟方面的工作，lining100@163.com。

TE349

A

1673-1409(2017)7-0075-07

[引著格式]李宁，杨志兴，陈自立，等.拟示踪剂在凝析油注采研究中的应用[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(7):75～81.