海上深层块状特稠油SAGD开发参数优化研究

张风义 廖 辉 高振南 罗成栋 崔 政 耿志刚 葛涛涛

中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院, 天津 300459

0 前言

1 注热介质优选实验

1.1 实验设计

测试单管长岩心不同驱替介质条件下驱油效果,观察和分析变化规律[15],优选最佳注入介质组成、比例及注入温度与速度。长岩心模型直径2.54 cm,模型长度30 cm。模拟岩心物性参数见表1,模拟岩心(平行样)不同实验条件下的参数设计见表2。

表1 岩心物性参数表

岩心号孔隙度/(%)渗透率/10-3 μm2136.23 132236.53 730334.53 666435.83 057536.63 854635.42 242734.14 380832.82 550935.24 2111032.53 7271133.83 1781233.23 6721334.53 9481432.42 7121535.33 5761635.63 775

表2 长岩心驱替实验参数设计

优化参数参数设计辅助气体N2、CO2、N2+CO2(85∶15)气汽比1∶1、1∶3、1∶5注入温度/℃50、100、150、200、250、300注入速度/(mL·min-1)2、3.5、5.2、7

1.2 实验流体

实验所用油样为D油田矿场原油(黏度50 000 mPa·s),N2、CO2、蒸汽。

2 实验结果分析

2.1 辅助气体优选

分别研究了以蒸汽+N2、蒸汽+CO2、蒸汽+(N2+CO2(85∶15))为注入介质,注入速度2 mL/min,注入温度250 ℃,气汽比1∶1,混合注入三种方案下的驱油效果。实验结果见图1。

图1 不同辅助气体条件下的驱油效果

分析图1可知,与单纯注蒸汽相比,蒸汽+N2、蒸汽+(N2+CO2)、蒸汽+CO2驱油效率均有一定程度增加,其中蒸汽+CO2驱油效率增幅最高。这主要是由于在N2的作用下能形成良好的隔热层,而CO2在原油中主要体现为溶解降黏、萃取原油、降低界面张力等,其提高采收率效果优于复合注N2和N2+CO2,综合考虑海上气源困难和成本问题,推荐矿场采用蒸汽+(N2+CO2)[16-17]。

2.2 气汽比

注入介质包含蒸汽,CO2,N2,其共同作用提高稠油采收率。因此其组成对开发效果具有重要影响。模拟了气汽比分别为1∶1、1∶3、1∶5,其余实验条件不变时的驱油效果,结果见图2。

图2 不同气汽比条件下的驱油效果

2.3 注入温度

注入温度越高,注入介质所含的能量越高,对油层加热效果越好。分别模拟了注入温度为50、100、150、200、250、300 ℃时的长岩心驱油效果评价实验,注入速度为2 mL/min，见图3。实验结果表明,300 ℃蒸汽驱油效率的增幅最大。主要是因为随着温度的升高,蒸汽携热量越大,对原油降黏效果越好。此外,温度越高,岩石的弹性膨胀作用越大,受弹性膨胀采出的油越多,因此,温度越高,最终开发效果越好[17-20]。

图3 不同注入温度条件下的驱油效果

2.4 注入速度

研究了注入速度分别为2、3.5、5.2、7 mL/min条件下的长岩心驱油评价实验,注入温度为300 ℃，见图4。结果表明,注入速度对驱油效率有一定影响,驱油效率随注入速度的增加,先增加后减小,3.5 mL/min时驱油效率较高,可能是因为注入速度太大,容易导致汽窜,因此,优选注入速度为3.5 mL/min。

图4 不同注入速度条件下的驱油效果

3 结论

1)蒸汽复合非凝析气体联合混注,能够减少对蒸汽的需求,适合海上特稠油开发。

2)注入最佳热介质组成为蒸汽+CO2,考虑海上实际情况,推荐矿场采用烟道气,即蒸汽+(N2+CO2),注入速度为3.5 mL/min,注入气汽比为1∶3,注入温度为300 ℃。

3)根据上述开发效果及实验认识,认为渤海D油田特稠油适合采用蒸汽复合气体作为注入介质,并能有效改善开发效果,对同类油田的开发具有一定借鉴意义。

4)模拟实际油田地质特点制备长岩心、并采用油田实际原油对注入介质优选和注入参数优化的室内驱替实验结果较之数模更为直观和符合实际。