稠油热采工艺技术现状分析及改进对策探讨
武文杰
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武文杰,. 稠油热采工艺技术现状分析及改进对策探讨[J]. 动力技术研究,2023.4. DOI:10.12721/ccn.2023.159278.
摘要: 多年以来,胜利油田依据稠油油田特点,采取热采开发的方式,提高稠油油藏的原油动用程度,为油田稳产作出了巨大的贡献。但随着时间的延长,常规热采工艺技术的应用也存在不少的瓶颈,需要持续推进工艺技术的创新,以进一步提高稠油油藏的采收率。本文在稠油热采工艺技术现状分析的基础上,介绍了提高稠油油藏热采开发效果的工艺技术方法,阐述了提高稠油采收率的工艺技术对策。
关键词: 稠油热采;工艺技术;现状分析;改进对策
DOI:10.12721/ccn.2023.159278
基金资助:

1稠油热采工艺技术现状分析

1.1稠油热采油藏

热采普通稠油油藏储量约为1.12×108t,具有以下开采特点:产量占胜利油田稠油热采产量的比重高、开井率高、采油速度高、含水低;周期生产时间长,周期产量高,效益好;单井产量平稳、含水上升慢。虽然热采普通稠油油藏目前是胜利油田热采主力油藏,但随着吞吐轮次的增加,产量递减快,接替稳产难度越来越大。主体部位一次加密基本完成,一次加密潜力小,接替不足;地层压力下降快,加密效果变差。水侵影响日益加剧。目前稠油环热采老井吞吐轮次平均为6-12个周期,周期递减率达16.6%,水侵影响日益加剧,含水大于80%的井已达70%以上。

1.2高含水特稠油油藏

稠油油藏热采开发主要面临以下问题:①开井率低、采油速度低、采收率低、单井产能低、含水高。②吞吐处于高轮次、低效开发阶段,效果越来越差。目前该类油藏吞吐轮次较高,平均15~16个周期,最高已超过20个,周期产油量维持在1500~2000t之间,周期油汽比仅为0.28左右,接近吞吐极限(周期油汽比0.26),随着吞吐周期的增加,生产效果越来越差;③单元日产递减平稳,维持低水平,特高含水阶段;④水淹严重。高含水特稠油油藏已进入多轮次吞吐阶段,边底水侵入严重,乐安南区因高含水已全部关井,并且均已错过转驱的最佳时机。

2 提高稠油油藏热采开发效果的工艺技术方法

2.1热采同步实施多效泡沫提高采收率

影响蒸汽吞吐开发效果的主要原因是蒸汽波及效率低。地层非均质、蒸汽超覆、油水流度比差异大造成蒸汽在高渗透带无效窜流,严重影响了蒸汽吞吐和蒸汽驱的开发效果。针对以上难题开展了高温泡沫改善热采开发效果技术研究,完成了高温多效泡沫体系的研制、泡沫运移及稳定性机理和注入工艺优化研究,在乐安草20块、草13块、草104块等现场应用60余井次,平均油汽比增加高于0.2,含水降低10%以上,累计增油10.6×104t,改善了开发效果。

2.2蒸汽驱提高采收率试验

蒸汽驱是吞吐后稠油油藏提高采收率的主要技术。由于边底水入侵严重以及技术不成熟,部分油田的蒸汽驱效果较差,但通过中深层稠油油藏蒸汽驱油藏工程研究,探索油藏管理模式,初步配套了蒸汽驱注、采、调、测等工艺技术,并先后在草南、草20特稠油油藏进行了蒸汽驱开发试验,取得了较好的效果。草20块含油面积11.3km2,地质储量2156×104t,埋深:800~900m,孔隙度:10%~15%,渗透率:(3000~6000)×10-3μm2,脱气原油粘度:10000~30000mPa·S,为了提高开发效果,草20块在蒸汽吞吐6~9个周期、含水80%时,采用两种井距,在7个井组进行了蒸汽驱开发,平均可提高采出程度16%。

2.3水驱转热采提高采收率试验

胜利油田约有9亿吨的普通稠油储量采用注水的方式开发,由于油水流度比大,水驱开发普通稠油油藏采收率低,目前采油速度0.33%,采出程度大于17%,含水大于92%,已到了水驱开发的后期,为进一步提高采收率,在孤岛油田开展了水驱稠油油藏转热采吞吐试验,取得了较好的效果。通过水驱稠油油藏转蒸汽吞吐试验,认识了水驱稠油油藏转热采对配套技术的要求,为该类油藏提高采收率探索了新的开发方式。

2.4化学辅助热采技术研究和试验

为了提高低品位稠油油藏开发效果,开展了化学助剂的研究和试验,主要包括耐高温表面活性剂(薄膜扩展剂、石油磺酸盐等)、降粘剂及CO2等,石油磺酸盐通过降低油水界面张力、改变岩石润湿性从而提高稠油热采蒸汽驱替效率,降低蒸汽注入压力,提高蒸汽干度,改善稠油热采油藏的开发效果;油溶性降粘剂通过在油层内对稠油的降粘来降低注汽启动压力;二氧化碳在高温高压条件下大幅度降低特超稠油粘度,与薄膜扩展剂一起,能提高蒸汽的波及体积。通过化学方法的综合应用,降低了特超稠油注汽启动压力,大幅度提高了蒸汽驱替效率和波及效率。

3 提高稠油热采开发采收率的工艺技术对策

3.1开展蒸汽驱影响因素研究

蒸汽驱是提高稠油油藏采收率的有效技术,但胜利稠油油藏具有埋藏深、边底水活跃、原油粘度高的特点,这些特点导致蒸汽驱开采效果差。如边底水的入侵使储层含水饱和度增加,蒸汽加热效率降低,影响油汽比。单56块属于超稠油油藏,原油粘度超过了蒸汽驱筛选标准。因此,为了保证蒸汽驱的效果,需要进行蒸汽驱的影响因素研究。目前胜利油田已建立了蒸汽驱三维物理模拟装置,将利用该装置结合数值模拟技术研究蒸汽驱技术在胜利油田的适应范围,以及油藏含水、原油粘度、注汽参数、油藏压力等对蒸汽驱效果的影响,同时研究探索提高蒸汽驱效果的油藏管理技术。

3.2开展蒸汽驱配套工艺技术研究

蒸汽驱与蒸汽吞吐相比对油藏管理的要求更高,一是要求油井严格按设计的注汽量注汽,注汽量既不能高于方案的要求,也不能低于方案的要求;二是注汽干度要保证蒸汽驱的要求,一般要求井底注汽干度大于40%,三是要求提液能力能满足汽驱提液的要求,四是要准确实时地了解油藏压力、温度动态。为了满足蒸汽驱的要求,需要对地面的蒸汽分配、计量工艺、注汽井筒隔热工艺、注采井井底流温流压实时连续测试工艺等进行研究和配套,完善注蒸汽热采配套工艺,为蒸汽驱提供技术基础。

3.3热复合化学法提高采收率技术研究

热复合化学技术是在注蒸汽的过程中注人化学助剂,使蒸汽成为具有降粘和高界面活性的多重作用的复合热流体,复合热流体除了具有注蒸汽的增产机理外,还通过相渗透作用降低稠油粘度、溶解油层重质组分、防止稠油反相乳化,从而降低残余油饱和度,提高稠油油藏采收率。为了提高稠油油藏的采收率,需要加强热复合法技术的研究。根据前期的研究基础、稠油油藏特点及提高采收率的要求,重点开展两种类型化学体系的研究。一是多效溶剂型活性复合体系研究。该体系可以降低表面张力和油水界面张力、降低稠油粘度,提高蒸汽溶解稠油重质能力、降低稠油流动压力,防止稠油反相乳化、提高蒸汽驱替效率;二是水溶性相渗透降粘体系研究。水溶性相渗透降粘剂分子通过油水界面由水相渗透自发扩散至油相,稠油由大的聚集体变成小的聚集体,实现稠油油藏“改质”,降低稠油粘度。目前该体系研究已取得了初步的效果,降粘率超过了90%。

3.4 加强热采新工艺技术研究

要加强蒸汽驱和热化学蒸汽驱技术研究,攻关研究提高蒸汽干度、降低井筒热损失、有效降低地层压力等中深层稠油油藏蒸汽驱关键技术,开展高含水油藏泡沫辅助蒸汽驱、超稠油降粘辅助热化学驱、强水敏防膨辅助热化学驱和特超稠油水平井驱泄混合研究,做好重大先导试验,把握开展蒸汽驱的合理时机,适时转入蒸汽驱开发。

4 结语

总之,胜利油田针对稠油油藏存在的问题和潜力,要加大水平井、HDCS、井网加密等技术应用规模,加快水驱转热采、蒸汽驱、热化学蒸汽驱开发方式的转换,大幅度提高稠油油藏的采收率。 对普通稠油和特稠油高轮次吞吐单元,通过优化合理井距,实施井网加密、热化学吞吐、氮气泡沫辅助吞吐,提高储量动用程度和最终采收率。
参考文献

[1] 曲玉辰.浅薄层稠油热采新工艺关键技术探讨[J].化工管理,2014(11):232.

[2] 许冬进,张传新,王亮,等.浅薄层稠油热采新工艺关键技术研究[J].石油机械,2012(4):76-78.

作者简介:武文杰,男,1988年12月出生,工程师,从事油田开发工作。

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