海上油田气驱筛选指标界限及潜力评价研究

谢晓庆 康晓东 曾杨 石爻陈国宏 杜庆军

(1. 海洋石油高效开发国家重点实验室， 北京 100028； 2. 中海油研究总院有限责任公司， 北京 100028; 3. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司， 天津 300450;4. 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院， 山东 青岛 266580)

海上油田气驱筛选指标界限及潜力评价研究

谢晓庆1,2康晓东1,2曾杨1,2石爻1,2陈国宏3杜庆军4

(1. 海洋石油高效开发国家重点实验室， 北京 100028； 2. 中海油研究总院有限责任公司， 北京 100028; 3. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司， 天津 300450;4. 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院， 山东 青岛 266580)

南海近海西部和珠江口盆地东部海域油藏储层物性与原油性质较好，产能较高，但部分油藏已进入高含水开发阶段，产量递减幅度大。为了进一步提高原油采收率，通过累积频率的数学统计方法建立CO2混相驱、CO2非混相驱、烃类混相驱、烃类非混相驱等气驱提高采收率技术的油藏筛选指标界限体系，对候选区块进行筛选，通过数值模拟预测气驱效果。研究表明，适宜采用气驱技术的多个区块主要分布在南海近海西部涠洲和珠江口盆地东部惠州油田群，提高采收率的潜力巨大。

气驱； 筛选指标界限； 潜力评价； 累积频率方法； 提高采收率

气驱油藏筛选指标主要包括地层原油黏度、地层原油密度、原油重度、混相压力、油藏深度、油层厚度、油层压力、油藏温度、渗透率、剩余油饱和度、储油层、井网、地层倾角等参数。其中，原油重度、混相压力、油藏深度被认为是最重要的几项参数[1-10]。这些筛选指标受到技术条件的限制，更受到经济条件的约束。从经济效益的角度考虑，石油采收率低，可能无法收回投资和成本。从技术条件来考虑，具有较大经济风险的油藏表现为：有活动水驱或大气顶；残油饱和度低；密度低或有大量裂缝。

本次研究采用统计分析、油藏数值模拟等方法，基于油藏静态参数、动态参数、海上油田开发条件，建立海上油田气驱提高原油采收率技术油藏筛选指标体系和筛选标准，通过数值模拟技术实现海上油田气驱提高采收率方法的资源潜力评价。

1 气驱提高采收率筛选指标界限

按照气驱的主要影响因素，可将气驱油藏筛选指标划分为油藏性质和原油性质参数。油藏性质参数包括初始含油饱和度、孔隙度、渗透率、油藏深度、压力、储层厚度、油藏温度、地层倾角、非均质性、润湿性；原油性质参数包括原油黏度、密度、混相压力。通过调研分析气驱采收率对各因素的敏感程度，筛选出孔隙度、初始含油饱和度、油藏深度、储层厚度、地层倾角、原油黏度、原油密度等7个参数作为筛选指标，建立了适合注气油藏的评价指标体系。

针对部分影响因素相关性较强的特性，采用当前气驱筛选指标界限常规研究方法，即通过数学统计方法确定气驱油藏筛选指标界限。结合相关文献的研究成果[11]，建立了一套世界气驱油藏静态参数数据库，应用累积频率的方法来确定适合注气开发的参数范围(见图1)。

图1 累积频率分布曲线

1.1 CO2混相驱油藏筛选指标界限

根据《2010 Worldwide EOR Survey》，统计世界上107个CO2混相驱油藏的初始含油饱和度、油藏深度、储层厚度等静态参数。其中，各参数齐全的油藏有23个，采用项目数累积频率法确定其筛选指标的界限(见图2)。

地层倾角和油层厚度参数较少，难以通过上述方法确定参数界限。注入气与油水密度差异较大，储层厚度的增大会造成严重的重力分异现象和重力舌进现象，表现为纵向上的气体超覆流动和平面上的窜流，使得波及体积系数大大降低。因此，储层厚度越小越好，一般要求小于10 m。对于油藏倾角，可在倾斜油藏顶部注气，充分利用重力分异作用，使注入气从顶部向下稳定驱替，可大大提高波及体积系数，降低残余油饱和度。油藏倾角越大，气驱开发效果越好，但没有明确界限范围。

图2 CO2混相驱静态参数累积频率曲线

综上所述，可以确定CO2混相驱油藏筛选指标界限(见表1)。

表1 CO2混相驱油藏筛选指标界限

1.2 CO2非混相驱油藏筛选指标界限

《2010 Worldwide EOR Survey》统计数据显示，世界上CO2非混相驱油藏集中于中国陆上油田，目前没有明确的CO2非混相驱油藏筛选指标界限。在此，结合国内外调研的结果，确定了CO2非混相驱油藏筛选指标界限(见表2)。

1.3 烃类混相驱油藏筛选指标界限

《2010 Worldwide EOR Survey》中统计了世界上39个烃类混相驱油藏的初始含油饱和度、油藏深度、储层厚度、地层倾角、原油黏度、原油密度等静态参数。其中，各参数齐全的油藏有12个，在此采用累积频率法确定各筛选指标的界限(见表3、图3)。

表2 CO2非混相驱油藏筛选指标界限

表3 烃类混相驱油藏筛选指标界限

1.4 烃类非混相驱油藏筛选指标界限

目前，世界烃类非混相驱项目较少，主要是由于其难以达到较理想的提高采收率效果，同时费用相对较高。在此，统计了世界上22个烃类非混相驱油藏的初始含油饱和度、油藏深度、储层厚度、地层倾角、原油黏度、原油密度等静态参数。其中，各参数齐全的油藏有9个，采用累积频率法确定各筛选指标的界限(见图4)。

图4 烃类非混相驱静态参数累积频率曲线

烃类非混相驱原油黏度适用范围较宽，但目前开发的油田中均为低黏油藏。根据调研，确定烃类非混相驱原油黏度界限小于200 mPa·s。综上所述，可以确定烃类非混相驱油藏筛选指标界限(见表4)。

表4 烃类非混相驱油藏筛选指标界限

2 南海近海西部和东部油区气驱开发筛选及潜力评价

按照油藏的地质特征，将中国南海近海的油气田分为2类：一种是以海相砂岩为主的中小型油田；另一类是以复杂断块为主(包括潜山和特殊岩性)的复杂油气田。

海相砂岩为主的中小型油田主要分布在南海东部珠江口盆地，如惠州油田群、西江油田群和陆丰油田群，以及南海西部北部湾盆地的涠洲11-4油田、文昌13-1、文昌13-2油田。此类油田的地质特征是，构造简单、完整，储层以海相砂岩为主，分布稳定，物性好，含油井段长，油层多。流体性质好，以中低黏度轻质原油为主。

复杂油气田，有东海油气区的平湖油气田和南海西部北部油气区的涠10-3、涠12-1。其地质特征是构造非常复杂，形式多样，断层很多，断块面积不同，储量规模和含油面积较小，埋藏较深。储集岩类型多，物性较差。油水关系复杂，油气藏类型多。流体性质较好，一般都是轻质原油，黏度低。

根据确定的油气藏参数筛选指标界限，对南海近海西部和东部候选区块进行筛选。主要参数包括含油饱和度、原油黏度、油藏深度、有效厚度、原油密度、油藏压力和渗透率。筛选结果表明，目前发现的60个南海近海西部和东部油田中，除WS1-4区不适合外，其余59个油田均适合CO2非混相驱开发。

通过数值模拟，以海上平台寿命为30年进行计算，预测气驱相对水驱的采收率提高幅度。结果如下：烃类混相驱14.64%；烃类非混相驱8.49%；CO2混相驱10.78%；CO2非混相驱7.06%。据此结合各油田地质储量，可以预测其增加的可采储量。

通过上述筛选结果，结合各气驱方式的提高采收率预测结果，得到南海近海西部和东部候选气驱区块气驱潜力评价结果。其中，烃类混相驱区块19个，增加可采储量约2 462.8×104m3；烃类非混相驱区块23个，增加可采储量4 833.0×104m3；CO2混相驱区块21个，增加可采储量1 844.8×104m3；CO2非混相驱区块59个，增加可采储量5 640.2×104m3。

3 结 语

通过累积频率的数学统计方法明确了CO2混相驱、CO2非混相驱、烃类混相驱、烃类非混相驱等气驱提高采收率技术的油藏筛选指标界限值。 根据确定的气驱油藏参数筛选指标界限，对南海近海西部和东部候选区块进行筛选，并通过数值模拟技术进行气驱潜力评价。结果表明，南海近海西部和珠江口盆地东部海域油藏有多个区块适用气驱开采。这些区块主要分布在南海近海西部涠洲和东部惠州两个油田群，提高采收率的潜力巨大，平均提高采收率幅度7%以上。本次研究为扩大气驱提高采收率技术在海上油田的应用规模提供了技术依据。

[1] 侯健. 提高原油采收率效果预测方法[M]. 东营：石油大学出版社，2007：20-30.

[2] 李士伦，张正卿. 注气提高石油采收率技术[M]. 成都：四川科学技术出版社，2001:10-23.

[3] 郭平, 杨学锋, 冉新权. 油藏注气最小混相压力研究[M]. 北京：石油工业出版社, 2005:20-24.

[4] 李士伦，郭平，戴磊，等. 发展注气提高采收率技术[J]. 西南石油学院学报，2000，22(3)：41-45.

[5] 戴金星. 中国含油气盆地的无机成因气及其气藏[J]. 天然气工业，1995，15(3)：22-27.

[6] 戴金星，戴春森，宋岩,等. 中国东部无机成因的二氧化碳气藏及其特征[J]. 中国海上油气，1994，8(4)：215-222.

[7] 蒲建，王新生，宋学军,等. 大张坨凝析气藏循环注气开发的井间示踪剂监测技术[J]. 天然气地球科学，2007，18(2)：303-306.

[8] 孙守港，贾庆升，宋丹,等. 低渗透油藏注气提高采收率配套技术[J]. 油气地质与采收率，2002，9(2)：28-30.

[9] 周权. 注空气驱油过程中的管柱腐蚀与防腐工艺研究[D]. 东营：中国石油大学，2009:10-20.

[10] 李式国. CO2驱注采井防腐技术研究[D]. 大庆：东北石油大学，2010：10-20.

[11] 杨学锋. 油藏注气最小混相压力研究[D]．成都：西南石油学院，2003：20-20.

EvaluationofGasDriveScreeningIndexLimitandPotentialinOffshoreOilfield

XIEXiaoqing1,2KANGXiaodong1,2ZENGYang1,2SHIYao1,2CHENGuohong3DUQingjun4

(1.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation, Beijing 100028, China; 2.CNOOC Research Institute Ltd., Beijing 100028, China; 3. Engineering Technology Branch of CNOOC Energy Development Co. Ltd., Tianjin 300450, China; 4.School of Earth Science and Technology, China University of Petroleum(Huadong), Qingdao Shandong 266580, China)

The reservoir physical property and oil property are good in the west of south China sea and east of Zhujiangkou basin, and the capacity is high in these areas. But at present some reservoir had entered high water cut stage, so production declines greatly. Therefore, it is an urgent need to improve oilfield development effect and oil recovery. By cumulative frequency mathematical statistics method, the reservoir screening index limit of CO2miscible flooding, immiscible CO2flooding, hydrocarbon miscible flooding and hydrocarbon immiscible flooding were established. The candidate oilfield blocks of the south China sea area were screened, and the effect of gas drive was predicted through numerical simulation. The results show that the blocks suitable for gas drive, mainly distributed in Weizhou and Huizhou oilfield groups, with great recovery potential.

gas drive; screening index limit; potential evaluation; cumulative frequency method; enhancing oil recovery

2017-09-11

“十三五”国家科技重大专项 “海上油田化学驱油技术”(2016ZX05025-003)

谢晓庆(1982 — )，男，博士，高级工程师，研究方向为油气田开发工程和提高采收率技术。

TE357

A

1673-1980(2017)06-0055-04