石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１１年１１月第３３卷第ｌ１期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ） Ｎｏｖ．２０１１ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．１１ ・ １３ｌ ・ 稠油油藏化学辅助蒸汽吞吐研究 胡海霞 ，喻高明，石 爻 （长江大学石油工程学院，湖北荆州４３４０２３） 梁丽梅 （ｑＪ石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南南阳４７３１ ３２） 李旭宏 （中石油新疆油田分公司采油工艺研究院，新疆克拉玛依８３４０００） 王科 （ｑＪ石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安７１ ００１ ８）－ ［摘要］稠油具有粘度高、密度大、流动性差的特点，此类油藏的开发主要以热采为主。目前，蒸汽吞吐 仍是矿场上使用最为广泛的热采方法之一。以胜利油田草２７地区馆陶组油藏为例，利用油藏数值模拟方 法，优选出了适合该稠油油藏化学辅助蒸汽吞吐的方法，确定出了“蒸汽＋Ｎｚ辅助”、“蒸汽＋ＣＯｚ辅 助”、“蒸汽＋表面活性剂＋ＣＯ。＋Ｎ 辅助”方案各自的最佳组合比例。分别为ＣＯｚ注入量越多，增油效 果越好，Ｎ 与蒸汽最佳气液比为０．８，表面活性剂最佳浓度为０．７ 。研究结果可为目标油藏及其他同类 型油藏的化学辅助蒸汽吞吐驱油提供参考依据。 ［关键词］稠油油藏；数值模拟；蒸汽吞吐；化学辅助 ［中图分类号］ＴＥ３５７ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２０１１）１ｌ一０１３１—０３ 胜利油田草２７地区馆陶组地层顶面埋深７２０．０￣８２０．０ｍ。储层岩性主要为油浸砾状及含砾不等粒砂 岩、油斑不等粒砂岩、油斑含砾砂岩。岩性不均匀，分选较差，粒度中值０．３８４ｍｍ；分选系数１．６３；泥 质含量３．４２ 。胶结成分为泥质，岩性胶结为疏松一松散。根据岩心分析，样品孔隙度３９．１ Ａ；渗透率 ０３８１２．５×１０～“ 。原油密度０．９９４ｇ／ｃｍ３，５０￣Ｃ条件下，地面原油粘度５２１３９ｍＰａ・Ｓ，凝固点２２．Ｉ￣Ｃ，含 硫２．１２ ，含蜡４．９７ ，胶质含量５９．７％，沥青含量５．３％。地层压力７．４２～７．５９ＭＰａ，压力系数１．０， 属正常压力系统。地层温度４Ｏ～４６℃，地温梯度３．４￣Ｃ／１００ｍ，属正常温度系统。该油藏储层厚度较薄 （１～８ｍ），粘度大，常规蒸汽吞吐效果较差，问题较多。根据该地区的油藏地质状况，提高蒸汽吞吐效果比 较有效的方法是化学辅助吞吐技术。 ｌ化学辅助方案优选 根据油藏原注采参数，模拟预测１０个周期，为了达到对比效果，每种方案所加化学添舢剂用量一 致。共设计了９个方案。以表面活性剂１０００元／ｋｇ，ＣＯ 气体２．４０元／ｍ。，Ｎ 气体１．７７元／ｍ。计算， 可以得到表１所示结果，其中增油成本指注人化学剂后每增产ｌｍ。原油所需费用。 表１ ９个不同方案驱油结果指标表 方案 阶段累产油／ｍ 增油量／ｍ。 增油成本／元・ｍ 蒸汽 Ｃ０２ ４．２２ Ｎ２ ３．５Ｏ 蒸汽＋ＣＯ２ １．７４ 蒸汽＋Ｎ２ ０．３９ 蒸汽＋ＣＯ２＋Ｎ２ ０．５４ 蒸汽＋表面活性剂＋ＣＯｚ １２６．５７ 蒸汽＋表面活性剂＋Ｎ： １２７．６７ 蒸汽＋表面活性剂＋ＣＯ２＋Ｎ２ ８４．２９ ［收稿日期］２０１１～ｏ６—２７ ［作者简介］胡海霞（１９８５一），女，２００８年三峡大学毕业，硕士生，现主要从事油藏工程、油藏数值模拟方面的学习和研究。 石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１１年１１月 通过表１可知，加入化学剂后的累产油量明显比注纯蒸汽高，其中注纯ＣＯ 增油效果最好，但是 碳源不足；注纯Ｎ 效果其次，单考虑经济成本，Ｎｚ辅助蒸汽吞吐的效果与注纯Ｎ 效果相差不大，成 本也最低。由于大多数油田已具备制氮设备，氮源充足，综合考虑，笔者主要对方案４、方案５和方案 ９这３种方案进行化学剂最佳用量研究。 ２各方案数值模拟研究 ２．１蒸汽＋ＣＯ：数值模拟研究 对蒸汽＋ＣＯ 这一方案所做的数值模拟研究结果见图１和表２。从图１和表２可以看出，随着ＣＯ 注入量的增加，增油量和增油成本都呈增加的趋势。考虑经济因素，需要根据油田实际情况作出选择。 ４．５０ 表２不同注Ｃ（）２量方案及其结果 ４．Ｏ０ ３．５０ ｌ吕 ３．Ｏ０ 二 ２．５０ 咖ｌ ２．Ｏ０ 撰 １．５０薹 １ Ｏ０卿 Ｏ．５Ｏ ０．０Ｏ ｑ ｑ ｑ 、 、 、 （蒸汽＋ＣＯ２）气液比 图１ 不同注ＣＯ：量方案结果 注：气液比指注入气量与蒸汽水当量之比。 ２．２蒸汽＋Ｎ：数值模拟研究 Ｎ 是非凝结性气体，受温度的影响很小，不像蒸汽那样遇冷容易凝结成水。注入一定数量的Ｎ ， 可以扩大蒸汽及热水带的加热体积，促进溶剂扩散。同时Ｎ 的膨胀体积较大，在生产时能加速驱动地 层中的原油返排，提高采液速率。一般情况下，Ｎ 在稠油中的溶解度很低。温度对Ｎ 在稠油中的溶 解度影响较小，而压力的影响较大。由于溶解度低，Ｎ。对原油粘度和膨胀率的影响较小。随着压力增 加，饱和Ｎ。的沥青粘度降低程度不显著。在油藏条件下，稠油饱和Ｎ 后的膨胀率小于２ 。虽然如 此，在注蒸汽的同时注入Ｎ 依然可以起到显著的增产作用，其主要的增产机理是扩大蒸汽波及体积， 补充驱动能量和降低残余油饱和度。 对蒸汽＋Ｎ。这一方案所做的数值模拟研究结果见图２和表３。为保证增油量高，而增油成本尽可 能低，从图２和表３可以看出，Ｎ 与蒸汽混注时最佳气液比为０．８。 表３不同注Ｎ：量方案及其结果 Ｅｌ 星 ● １ ＼ 翅 幡 餐 黑 辫 图２不同注Ｎ：量方案结果 第３３卷第１１期 胡海霞等：稠油油藏化学辅助蒸汽吞吐研究 ２．３ 蒸汽＋表面活性剂＋Ｃｏ：＋Ｎ：数值模拟研究 表面活性剂不仅可以降低原油与地层岩石之间的界面张力，使原油易于流动，油珠易从被水润湿的 孔隙中排出；而且可以乳化原油，使原油从油包水（Ｗ／Ｏ）乳状液转变到水包油（Ｏ／Ｗ）乳状液，使 岩层对油的吸附力减少，容易被驱替；同时还能改变岩层润湿性能，使岩层表面亲水性增大，较多的水 进入岩层对置换原油有利。 对蒸汽＋表面活性剂＋ＣＯ ＋Ｎ 这一方案所做的数值模拟研究结果见图３和表４。从图３和表４可 以看出，蒸汽＋表面活性剂＋ＣＯ ＋Ｎ 时表面活性剂的最佳浓度为０．７ 。 表４不同表面活性剂浓度方案及其结果 ６７０８０ ｇ ● ｉ 啦Ｉ ６７０４０ 是 ６７０００ ＼ 幡 镫 景 ９ ６ ３ ０ 图３ 不同表面活性剂浓度与增油量及增油成本的关系 注：方案中的百分数为表面活性剂浓度。 ２．４ ３种优选方案对比 通过对３种优选方案进行数值模拟研究，得出这３种方案最佳用量，结果见表５。由表５可知，蒸 汽＋Ｎ 增油量最大，增油成本最低。故该区块最佳方案是蒸汽＋Ｎ ，最优气液比是０．８。 表５最佳方案对比 ３结 论 通过数值模拟研究，得到该区块加入化学辅助剂的最佳比例。蒸汽＋ＣＯ 随着ＣＯ 注入量的增 加，增油效果越好；蒸汽与氮气混注时最佳气液比为０．８；蒸汽＋表面活性剂＋ＣＯ。＋Ｎ 时表面活性剂 的最佳浓度为０．７ ，其中最佳方案是蒸汽＋Ｎ 。 ［参考文献］ Ｅｌｉ王晗，王素青，白华，等．井楼油田稠油化学辅助蒸汽吞吐优化设计ＥＪ］．石油天然气学报，２Ｏｌｌ，３３（５）：１２７～１２９． Ｅ２１彭昱强，沈德煌，徐绍诚。等．氮气泡沫调驱提高稠油采收率实验——以秦皇岛３２—６油田为例ＥＪＪ．油气地质与采收率，２００８，１５ （４）：５９～６１，６５． Ｅ３３高孝田，刘新福，胡常忠．薄层特、超稠油油藏高周期蒸汽吞吐阶段开发策略研究ＥＪ３．特种油气藏，１９９７，４（３）：２２￣２８． Ｅ４３石晓渠，张彪．特薄层稠油蒸汽吞吐界限及开采技术研究ＥＪ３．石油天然气学报，２００８，３０（２）：５２６￣５２８． Ｅ５３胡常忠，刘新福．提高浅薄层特超稠油资源利用程度的技术途径ｔＪ］．河南石油，１９９６，ｌＯ（４）：８～１３． ［编辑］ 萧雨