复杂油藏注气提高采收率配套技术研究与应用

摘要：油田部分油藏具有井深、井距大、高温、高压、高盐、地质条件复杂等特点，原油产量递减加大，应积极开展提高采收率方法研究及先导性试验。由于特殊的油藏、地质条件，面临诸多问题和技术挑战，无法有效解决油藏面臨的问题。研究表明，注气提高采收率技术在油田具有较好的适应性，然而由于该技术的复杂性，需要慎重、充分研究制约注气开发和提高注气开发效果的影响因素。为此，笔者结合分析了注气开发过程中可能遇到的问题，并提出相关对策与建议。

关键词：高压油藏；地质特征；注气开发；适应性研究；采收率；配套技术

1 复杂油藏开发现状及技术需求

研究区油藏具有构造相对简单且完整、油藏类型多、含油层系多的地质特征。储层物性及原油物性好，油水粘度比低，有利于复杂开发油藏均质段复杂采出程度接近 60%。尽管目前原油产量递减得到一定控制，但递减率仍然较高。油藏储层纵向上非均质性相对严重，很多油藏复杂后残余油饱和度约为40%。残余油主要集中在物性较差的储层顶部及夹层附近，呈现总体分散、局部富集的特点，稀井网条件下有效动用难度较大。在目前开发水平下，超深井精细分层注水、高温高盐油藏堵水调剖和深部调驱、水平井堵水调剖、化学驱等高温高盐油藏提高采收率的主体技术还不配套。从提高采收率的角度分析，采用聚合物驱难度较大，表面活性剂驱对温度、压力及矿化度又比较敏感。由于油田具有天然气资源丰富的优势，注气或注气泡沫驱技术具有较大的提高原油采收率潜力。

2 注气提高采收率的优势

气体具有渗流阻力低，注入能力强，易于驱替低渗透层剩余油的特点。随着注气机理和应用研究的不断深入，注入气体的类型也在不断丰富，如二氧化碳、氮气、天然气、空气和烟道气等。根据具体油藏条件的不同，开发方式也不尽相同，有混相驱、非混相驱、近混相驱和注气维持地层压力驱油等。气驱采油包括多项复杂的机理，例如抽提、溶解、蒸发、凝析和增溶等多种改变原油相态特征的作用机理。对于常规复杂后的油藏，注气提高采收率幅度可达10%～15%。气体作为驱油介质比其他驱油剂、调剖剂具有更好的耐温性，尤其是天然气和氮气在特高温度条件下仍具有良好的驱油性质，对油藏温度适应范围非常宽。然而，任何技术在发挥其优势的同时，都不能否定和忽视其局限性和不利因素。注气开发的不利因素主要体现在：①易发生指进，非均质性油藏的气窜严重，波及效率低；②注二氧化碳和空气存在腐蚀问题；③沥青质沉积问题等。此外，与复杂相比，注气作业操作复杂，投资较大；由于具体油藏条件不同，技术稳定性也较差。

3 关键问题及对策

3.1 气体类型及试验区选区

气源是气驱能否进行的基础及成功的关键问题之一。考虑注气成本，因地制宜地选择气源非常重要。研究区油田具有丰富的天然气资源，而且烃类气体具有易混相、腐蚀小、无产出气的分离问题等优点。室内实验研究表明：油田注烃气基本能实现混相驱，预计比复杂提高采收率14%～16%。因此，建议选择烃气作为油田注气的气源。注气试验区选择是另一个关键问题。由于渗透率太低，气水交替注入困难，只能采用直接气驱，注气方式单一，易气窜，影响注气开发效果。因此，对于研究区油田来说，建议选择条件适中的轻质油油藏进行试验，获得技术突破后，再逐步向低渗透油藏推广。综合考虑各区块的油藏条件和原油物性，筛选出27 个适合注气开发单元，预计可增加可采储量2 035×104 t，比复杂提高采收率12%。

3.2 驱替类型及注入方式

采用何种驱替类型（垂向驱还是面积驱）进行注气开发至关重要。对于倾斜油层，注气到构造上倾部位，并以低速驱替，利用重力维持气体与原油混合（垂向驱），抑制指进，可以提高波及效率。对于水平层状油藏，水平驱（面积驱）可波及整个油层，采用面积布井方式，可减少油气的重力分离，并易于对开发方式进行适当的调整。对塔里木油田来说，既有符合垂向驱条件的油藏，也有符合水平驱条件的油藏，建议具体区块具体分析，发挥优势，分别开展垂向驱及水平驱试验。由于纯气驱易发生粘性指进，特别是在研究区的强非均质性油藏，容易发生气窜等问题，导致波及效率降低。气水同注能极大缓解这一难题，但考虑到流度的稳定性、完井费用、重力分异和操作的复杂性，目前 80%以上的注气项目采用的是气水交替注入，既能降低单纯注气的成本，又便于操作。

3.3 气窜控制技术

由于气体粘度小，流度比高，极易发生气窜现象，导致体积波及系数偏低，整体采收率提高不明显。粘性指进、重力分异和储层非均质性等是加剧气窜发生的重要因素。在现场注气过程中，由于对油藏了解不够或油藏描述不确切，面对普遍发的超覆现象，经常无法制定有效的应对措施，导致很多油井被迫提前关井，影响生产。一般来说，储层越厚，重力分异引发气窜越严重。因此，如何实现流度控制、减缓气窜是油田实施注气采油亟待解决的关键问题之一。建议在合适地区使用水平井、近井距单井组注入，可显著提高波及效率，进而提高采收率。

3.4 注气配套技术

注气是一个涉及面广的系统工程，须在多方面配合才能做好评价和实施工作，因此，应加大注气配套技术研究。配套技术主要包括注入工艺、动态监测、防气窜和注采调控技术等。

研究区油田的地质条件对现场压缩机及出口压力选择、注气管柱设计提出了更高的要求。由于注入压力和排量的相关性，压缩机选择应在油藏工程方案确定后再进行。建议在研究区油田注气目标区块开展注气、采气平面和垂向监测工作，通过 2个剖面的监测对塔里木油田注气过程中的气体运移规律进行研究，为应对气窜过早发生、制定合理的注气方案、调整设计方案和寻找应对措施等提供第一手详细资料。开展注气防窜和改善波及效率的措施或注入方式时，常引起注入能力异常现象，致使现场试验无法按设计方案顺利进行，因此应注意气水交替注入过程中，三相流动、井筒温度场变化等因素能使相对渗透率改变，从而使注气过程中易在近井层产生沉淀物（水合物或沥青），降低注入能力，产生结垢或压迫损坏管线，破坏套管内防腐层，导致产量降低甚至停产等问题，针对上述问题，开展注水注气温度差、气水切换、腐蚀、结垢、沥青质水合物沉积等诸多问题研究，并制定针对性的措施。在气驱开始时，注气井附近大部分地区压力均高于最小混相压力，为混相驱，而生产井附近大部分区域为非混相驱。随着气体注入，地层能量得到补充，混相驱范围不断扩大；而一旦注入能力下降，地层压力得不到有效补充，将会导致混相驱范围缩小，提高采收率效果下降。因此，建议进行注入井、生产井井筒温度和压力剖面预测，分析其对混相程度的影响；优化生产井工作制度，进行井底流压控制。

参考文献

[1高春革.石油地质工程中改善高含水期油田注水开发的措施[J].化工管理，2018（2）：22-22.

作者简介：张伟，身份证号码：140602198604180050，男，2009年7月参加工作。目前就职于塔里木油田公司油气田产能事业部塔北项目部，2016年参与东河塘油田注气开发试验地面工程，2017年参与建设哈拉哈塘外围区块地面骨架工程建设等都按期安全顺利完成投产。

（作者单位：塔里木油田公司油气田产能事业部塔北项目部）