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1、辽河油田锦9 0 块氮气泡沫驱现场试验效果与认识 杨光璐蔺玉秋许卫华 ( 中国石油辽河油田公司) 摘要本文简单介绍了锦9 0 块氮气泡沫驱试验历程，在综合分析试验区动态监测资料及 生产动态、经济效益的基础上，对扩大试验区试验效果进行全面客观的评价。经调研，锦9 0 块 氮气泡沫驱试验规模在国内外尚属首例。通过近5 年多的试验跟踪与调整，对氨气泡沫驱试验从 方案设计到现场管理取得了一定的认识。 一、试验区油藏概况 【一) 地质概况 锦9 0 块位于欢喜岭油田锦4 5 块中北部，纵向上发育四套含油层系，氮气泡沫驱试验在 主力含油层系兴I 组开展。 兴I 组含油面积为1 5 4 姘地质储量为4 3
2、4 l t 。平均有效厚度2 0 9 m 7 层，净总厚 度比0 5 8 。油层连通系数8 8 4 。平均孔隙度为2 9 7 ，渗透率为1 0 6 5 “m 2 。油减类型为受 构造控制的中一厚互层状砂岩纯油藏。隔夹层厚度为0 6 1 2 7 m 。地面原油密度为p 。为 0 9 6 1 9 9 锄3 ，5 0 时脱气原油粘度4 6 2 7 m P a s 。凝固点一1 5 6 ，含硫0 2 2 ，含蜡 4 8 5 ，胶质+ 沥青质2 7 1 1 。油藏原始状态下溶解气油比在加一2 5 m 3 t ，原始地层条件 下原油粘度1 1 0 1 2 9 m P a s ，原油密度0 9 3 8 7
3、9 c m 3 ，按我国稠油分类标准属普通稠油。地层 水水型为N a H C 嘎型，平均总矿化度2 0 4 2 7 r n g L 。油藏中部埋深1 0 8 0 m ，原始油藏压力 1 0 7 M P a ，温度4 9 7 屯。 【二) 开发概况 锦9 0 块于1 9 8 5 年投产，主要经历了三个开发阶段：第一阶段是1 9 8 5 - - 1 9 8 6 年开发方式 试验阶段( 既蒸汽吞吐试验和常规抽油阶段) ，整个阶段累积产油2 2 5 3 t o t ，累积注汽 5 7 4 1 0 t ，累积油汽比3 3 5 ( 扣除常规采油量) ，采油速度2 1 3 9 ，采出程度5 9 1 ； 第二
4、阶段是1 9 8 7 - - 1 9 9 1 年8 月全面蒸汽吞吐开发阶段。这一阶段历时5 年，是本块的主要采 油期，累积产油7 0 2 6 1 0 4 t ，累积注汽5 3 1 4 x1 0 4 t ，累积油汽比1 3 2 ，采油速度2 7 6 1 ，阶段采出程度2 4 3 5 ；第三阶段是1 9 9 1 年9 月一目前转换开发方式试验阶段。这 一阶段除了进行蒸汽驱、水驱、氮气泡沫驱试区外，锦9 0 块其他区域仍为蒸汽吞吐生产。 截至2 0 0 4 年1 2 月，锦9 0 块兴I 组采出程度5 0 8 。 二、氮气泡沫驱试验历程 1 9 9 6 年9 月在锦9 0 块1 9 一1 4 l 井
5、组开展氮气泡沫驱先导试验。转驱前先导试验井组采 】5 0 出程度3 3 ，1 9 9 9 年5 月因改变井网形式，先导试验井组试验结束，氨气泡沫驱共驱替了 3 3 个月，阶段采出程度5 5 ，平均采油速度2 0 7 ，取得了非常显著的试验效果。1 9 9 9 年 9 月试验区开始逐步扩大，到2 0 0 0 年8 月完成第一次全面转驱工作，扩大试验区扩大刘9 个 井组的试验规模。转驱前扩大试验区采出程度4 1 8 ，截至2 0 0 4 年1 2 月，扩大试验区氮气 泡沫驱共驱替了5 4 个月，阶段采出程度9 - 7 5 ，平均采油速度1 6 2 。 三、扩大试验效果评价 截至2 0 0 4 年底
6、，扩大试验区已经氮气泡沫驱替了近5 年，按照试验方案的设计以及试 验区的实际生产情况，试验区已经进入了试验的尾声。通过几年来对试验区生产动态跟踪及 动态监测资料分析，对扩大试验效果进行了全面客观的评价。 ( 一) 泡沫的形成具有一定的物质基础 通过数值模拟及室内物理模拟研究并结合适合水驱开采的稠油油藏筛选条件，总结出适 合氮气泡沫驱的油藏筛选条件 1J 。锦9 0 块兴I 组油藏基本参数符合氮气泡沫驱筛选条件 ( 表1 ) 。因此，锦9 0 块兴I 组适合氮气泡沫驱开发。 表1氮气泡沫驱筛选条件与锦帅块油藏基本参数对比表 参数筛选条件油藏基本参数参数筛选条件油藏基本参数 油藏埋深m 1 59
7、3地下原油粘度，“眈s5 0 01 1 0 1 2 9 渗透率，1 0 3 m F2 5 0 】0 6 5 渗透率变异系数04 0 80 4 5 ( 二) 注入泡沫液在试验区油层中发挥了气阻效应起到了调剖作用 1 试验区注入压力与水驱相比大幅度上升 通过氮气泡沫驱试验区与水驱试验井组锦4 5 一l l 1 4 井组注入井注入压力对比( 图1 ) ， 可以得出，氮气泡沫驱试验区平均注入压力达8 M P a 左右，平均比水驱高6 M P a 。说明氮气泡 沫驱注入泡沫液的流动阻力较高，发挥了气阻效应，起到了调剖作用。 时间，f o O D 图I 试验区平均注A 压力与锦4 5 1 1 一1 4 井
8、组注人压力对比曲线 1 5 1 日苫R出划霹牛 2 注水井吸水剖面反映各层吸水趋于均衡 现场对注水井吸水剖面进行了不同时期的监测，从吸水剖面图可以看出( 图2 ) ，随着氮 气泡沫驱的进行，注水井的吸水剖面逐渐趋于均匀，说明氮气泡沫驱逐渐进入了比较好的状 态。 2 0 0 1 年4 月 舅l 髂繁嚣慧嚆嚣吸 081 62 43 2 048 1 21 6 2 0 0 1 f f = 1 1 月测 鐾紫揪锵磐 2 0 0 2 年3 月襁I 鬻深度r i l 幅相r i - * 每糟铲。篙耋 0 1 02 0 3 04 00 25 57 5 1 00l 53456 1 1 2 0 3 1 3 2 1
9、 1 3 0 3 3 1 1 4 0 3 4 3 5 1 1 5 0 3 6 3 7 1 1 6 0 图2 锦4 5 0 1 卜1 7 5 井不同时期测试的吸水剖面图 ( 三) 氮气泡沫驱阶段试验区含水率低值期持续时间比较长。有效地缓解了水窜现象 扩大试验区于1 9 9 9 年9 月陆续转驱，2 0 0 0 年8 月完成了全面转驱，到2 0 0 3 年1 2 月，试 验区含水率一直处于比较低的水平，一般低于8 5 ，平均在8 1 9 ( 图3 ) 。说明氮气泡沫驱 有效的缓解了试验区开采过程中的水窜现象。 2 0 0 2 - 0 2 时间 图3 氮气泡沫驱试验区含水率曲线图 ( 四) 氮气泡沫
10、驱试验保持了比较高的采油速度 扩大试验区自转驱以来平均采油速度1 6 2 ，最高时达2 2 。锦9 0 块水驱试验采油 速度0 6 6 1 3 3 ，氮气泡沫驱试验比水驱试验高0 5 左右( 图4 ) 。 1 5 2 山_，_一_ 一_t，：一 加 加 如 引 卫 弭 拍 i 砣 弘 H 弘 弘 享 世 堪 雹 诺 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 02 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 年，份 图4 氮气泡沫驱试验区采油速度曲线 ( 五) 试验区整体压力升高，使周边井生产效果变好 扩大试验区转驱前，平均油层压力4 5 M P a ，2 0 0 3 年6 月升高
11、到5 8 8 M P a 。因试验区压 力升高，使周围生产井蒸汽吞吐效果明显变好。如锦4 5 0 2 2 1 9 5 井，该井位于锦4 5 一 0 2 l 1 7 5 井组南部，2 0 0 3 年6 月进入蒸汽吞吐第七周期生产，9 月达到该周期产量高峰，平 均日产水平达到5 8 t d 。2 0 0 4 年6 月锦4 5 位2 1 鳄井又一次达到第七周期产量峰值，平均 日产水平6 1 t d 。该井第六周期产量为6 1 3 t ，第七周期产量1 6 9 6 t ，生产形势明显变好( 图5 ) 。 6 0 0 5 0 0 4 0 0 翌3 0 0 L 2 0 0 1 0 0 0陬 六周期七周期
12、A 。M 2 0 0 2 0 2 时间 图5 锦4 5 0 2 2 一1 9 5 井开发曲线 ( 六) 数值模拟跟踪研究表明。氮气泡沫驱改善了蒸汽吞吐后三场分布提高了油层动用程度 选取锦4 5 0 1 8 一1 5 2 井组作为研究对象，建立了3 7 3 5 1 1 的三维非均质地质模型， 对该井组1 6 口井自投产到2 0 0 4 年1 0 月的生产动态进行数模跟踪。通过对井组蒸汽吞吐结 束时的三场分布图及氮气泡沫驱替不同时期的三场分布图对比看出，蒸汽吞吐结束时( 2 0 0 0 年3 月) 油藏平均地层压力在4 5 M P a 左右，氮气泡沫驱替到2 0 0 4 年1 0 月模型平均地层压
13、力 为6 5 M P a ，说明泡沫液对油藏高渗层起到了封堵作用。从含油饱和度分布场对比图可以看 出( 图6 ) ，蒸汽吞吐结束时井组动用不均衡程度比较严重，底部两层动用较差( 即数值模拟 模型中的第5 层、第7 层) ，只有中心井周围动用比较好，边部井基本没有得到动用，随着 氮气泡沫驱试验的进行，蒸汽吞吐阶段动用差的油层动用起来，说明油层动用状况得到明显 改善。 1 5 3 蒸汽吞吐结柬时第5 层、第7 层台油饱和度场( 2 0 9 0 年3 月 氯气泡沫驱阶段第5 屋、第7 层台油饱和度场( 2 0 0 3 年5 闩 图6 蒸汽吞吐结束时含油饱和度场图与氮气泡沫驱阶段古油饱和度场图对比 (
14、 七) 扩大试验区氮气泡沫驱阶段实际原油单位操作成本6 2 8 7 6 9 8 2 元t 。具有较好的 经济效益 根据试验区每年的总投资、成本费用、原油商品率等，计算了氮气泡沫驱试验原油操作 成本。1 9 9 9 - - - 2 C 0 2 年试验区原油单位操作成本6 2 8 ，7 元I t ，2 0 0 4 年扩大试验区全年操作成本 为6 9 8 2 元t 。 四、试验取得的认识 锦9 0 块氮气泡沫驱扩大试验过程，是一个在方案设计、现场实施管理、跟踪评价等多 方面不断总结经验教训、摸索前进的过程。通过试验区几年的动态生产跟踪及效果分析，对 氮气泡沫驱试验取得以下几点认识： ( 1 ) 锦9
15、 0 块氮气泡沫驱扩大试验规模在国内外尚属首例”。，从试验区动态监测资料、 生产动态跟踪及经济效益分析可以看出，试验改善了蒸汽吞吐后期出现的诸多问题，取得了 可喜的开发效果。因此得出这样的认识：对于原油粘度相对较低的层状普通稠油油藏，在经 - 1 5 4 历了多轮次蒸汽吞吐后，采出程度较高，油藏平面及纵向动用矛盾十分突出，急待转换开发 方式，氮气泡沫驱是一种较适合的提高采收率接替方式。 ( 2 ) 氮气泡沫驱提高采收率机理表明，氮气泡沫驱适台开采非均质性较强的油藏，即油 藏开发后期油层各层储量动用不均衡，水窜现象严重的情况下，注入泡沫液在水驱或汽驱中 的高渗透水淹区形成强泡沫，利用泡沫在孔隙中
16、运移的贾敏效应，增加高渗水淹区的渗流阻 力，从而扩大水或汽的波及范围。室内物理模拟、数值模拟研究及现场试验效果分析表明， 对于非均质性太强的油藏，由于泡沫封堵调剖的能力有限，一旦水窜通道已大量形成，就很 难进行全面有效地封堵。因此合理的转驱时机是氮气泡沫驱试验成功的首要因素。 ( 3 ) 合理的注采参数是试验成功的保障。数值模拟研究及现场试验效果分析表明，合理 的注采参数应适合油藏地质条件及试验所使用的化学剂。 ( 4 ) 试验区规模生产与注入设备的配套性，决定了试验过程中注人参数是否能达到合理 的注入参数水平，对试验效果有直接的影响。 ( 5 ) 化学剂质量及其稳定性保证氮气泡沫驱过程中产生的泡沫在高渗层起到有效封堵作 用。因此试验过程
