海上A油田气窜治理技术研究.pdf
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1、Vol.42 No.8Aug.2023石油化工应用PETROCHEMICALINDUSTRY APPLICATION第42 卷第8 期2023年8 月海上A油田气窜治理技术研究宫汝祥1,2,张雪娜1,黄子俊1,刘伟伟1,刘海涛12,郑玉飞1,朱彤宇1,潘玉萍1(1.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部,天津3 0 0 45 9;2.海洋石油高效开发国家重点实验室,天津3 0 0 45 9)摘要:针对海上A油田烃气驱开发过程中的气窜问题,采用物理模拟方法,对不同气窜治理技术适应性进行分析。实验结果表明,降低注气速度适用于注气开发早期,但优势渗流通道形成后,调整注气速度对气窜作用较小。优势渗流通
2、道形成后注气端可采用泡沫调堵进行治理,生产端可通过封层等措施进行治理。气窜治理技术适应性分析为气窜防控方案的制定和优化提供了依据。关键词:海上油田;烃气驱;气窜;物理模拟;治理技术中图分类号:TE357.7D0I:10.3969/j.issn.1673-5285.2023.08.015文献标识码:A文章编号:16 7 3-5 2 8 5(2 0 2 3)0 8-0 0 6 1-0 5Research on gas channeling control technologyin offshore A oilfieldGONG Ruxiang2,ZHANG Xuena,HUANG Zjun,LIU
3、 Weiweil,LIU Haitaol-2,ZHENG Yufeil,ZHU Tongyul,PA N Yuping(1.Production Optimization Business Division of COSL,Tianjin 300459,China;2.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation,Tianjin 300459,China)Abstract:In response to the gas channeling problem during the development of hydrocarbongas dr
4、ive in offshore A oilfield,physical simulation methods were used to analyze the adapt-ability of different gas channeling control technologies.The experimental results show thatreducing the gas injection rate is suitable for the early stage of gas injection development,but after the formation of opt
5、imal permeability channel,adjusting the gas injection rate haslttle effect on gas channeling.After the formation of optimal permeability channel,the gasinjection end can be treated by foam plugging adjustment,and the production end can betreated by sealing and other measures.The adaptability analysi
6、s of gas channeling controltechnology provides a basis for the formulation and optimization of gas channeling preventionand control plans.Key words:offshore oilfield;hydrocarbon gas drive;gas channeling;physical simulation;treat-ment technology*收稿日期:2 0 2 3-0 6-0 2作者简介:宫汝祥(19 8 4一),男,高级工程师,主要从事海上油田采
7、油技术研究工作。E-mail:g o n g r x c o s l.c o m.c n62全球低渗透油气藏约占油气总储量的3 8%,我国低渗透油气藏占油气总储量的46%,具有分布广、储量大的特点,具有较大开发潜力。与常规油气藏相比,低渗透储层具有复杂的孔隙空间结构,较强的非均质性,不常规的水驱开发往往存在注水困难、渗流阻力大、储层水敏和采收率低的问题。注气开发能较好地解决低渗透油藏水驱面临的问题,因此,气驱是低渗透油气藏应用最广泛的提高采收率方法之一 1-4。然而气体黏度低,仁同时低渗透油气藏通常具有非均质性,在气驱过程中易发生气窜,使得开发效果大幅下降 5-7 。海上A油田为陆相沉积复杂断
8、块油田,呈现“大倾角”“高温”“中低渗”等油藏特征。该油田于2 0 0 7年底开始注烃气开发,累计注采比达到0.6 2,注气开发效果较好。但随着气驱不断进行,采油井出现气窜,导致产油量明显下降、注人气无效循环。目前,区块已开展了部分治理对策,主要包括加大注气量、增加注气井组等方法。然而,上述方法无法从根本上解决气窜问题,导致气窜治理效果不明显。针对上述问题,对目前相对成熟的气窜治理技术的原理、特点、适用条件等方面进行梳理。在此基础上进行岩心物理模拟实验,开展不同气窜治理技术适应性分析,为同类型油田的注气开发方案优化调整提供依据。1气窜治理技术调研目前现场实施较多的气窜治理技术有动态调配和化学调
9、堵技术 8-12 。动态调配技术主要包括层系调整、注采结构调整、注入方式调整和注人剖面调整等技术 13-14,该类技术原理主要是通过对气驱注采井的动态参数进行调配,以实现气驱的均衡驱替。(1)层系调整通过对气窜后开发程度较高的层系进行封层,扩大气体波及体积,此技术适应于有良好的隔层和一定的经济可采储量的储层。2(2)注采结构调整主要针对注气过程中一线井气窜后,借助数值模拟技术通过流场调控,包括降低注气量、降低采液量或关井等技术,改变液流方向,扩大气体波及范围。(3)注入方式调整通过实施气水交替技术,改善气油流度比,扩大波及体积,此技术主要应用在注气开发后期的严重气窜阶段,因易产生气锁、阻碍气体
10、流动,因此在特低渗透砂岩储层慎用。(4)注人剖面调整主要通过重新分配注气量,扩大气体的波及范围,提高气体的利用率 15-2 0 。该技术主要针对于不同小层注气效石油化工应用用2 0 2 3 年果差异较大的情况。动态调配技术受油藏条件限制较少,具有简单易行、经济有效、能够实现气体均衡驱替的优点,工艺适用性较强,但调整能力较弱,目前主要在苏北CS油田实施。化学调堵技术根据调堵体系分为泡沫类、颗粒类、树脂类、聚合物凝胶类和无机盐类,技术原理是利用各类药剂体系的封堵性能实现气窜通道治理,化学调堵体系不同,封堵强度和封堵作用时间不同。(1)泡沫类调堵是气体与起泡剂生成泡沫抑制气窜,通过堵水不堵油可实现选
11、择性封堵,但作用时间短,起暂时封堵作用,主要应用于注气初期或中期的中高渗储层 2 1-2 。(2)无机盐类调堵是通过在地层形成沉淀堵塞物封堵地层,体系黏度低、可深部调剖,但强度较弱,容易和地层矿物质发生化学反应生成沉淀,堵塞地层,造成严重的地层伤害,因此,矿场应用较少。(3)树脂类调堵的机理是化学体系在地层温度和硬化剂作用下固化,包括酚醛树脂、环氧树脂等,强度极高,可堵死孔道,技术经济性差。(4)颗粒类调堵是通过捕集、絮凝等作用实现物理堵塞,包括土类、颗粒、预交联凝胶颗粒等,作用时间长,针对裂缝和大孔道可实现永久性封堵,在新疆油田红48 断块得到应用。(5)聚合物凝胶类调堵是通过交联反应生成凝
12、胶,通过吸附等特性实现封堵,主要应用于具有明显窜流通道的油藏或裂缝性油藏,该体系价格低廉,可选择性封堵,注人性好,封堵能力中等,可实现深部封堵,在油田应用较为广泛 2 3-2 4。结合目标油藏“中低渗、大倾角、非均质性强、无裂缝和大孔道”等特点,参考各种气窜治理技术原理、工艺适用性、技术经济性等调研结果,确定动态调配法、泡沫法、凝胶法作为气窜治理备选技术,进行详细适应性室内实验研究。2气窜治理技术室内实验2.1实实验设计及方法2.1.1实验设计利用驱替物理模拟实验装置开展不同优势渗流通道级别不同防窜方法技术适应性研究。采用不同纵向非均质系数模型模拟不同优势渗流通道级别,通过分析不同气窜治理技术
13、实施前后的增油量、见气量等参数的动态变化,在岩心尺度探索适合本油藏不同条件下的气窜治理技术,为气窜方案设计提供必要参数。根据调研结果,设计动态调配气窜治理物理模拟实验和化学调堵气窜治理物理模拟实验。设计实验方案第42 卷第8 期序号12345678910见表1,采用物理模拟实验装置开展不同因素下的气驱油实验研究。设定模型倾角为15,实验温度为12 0,实验压力为2 0 MPa,共计10 组实验。2.1.2实验材料氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、碳酸氢钠,分析纯,国药集团化学试剂有限公司。油样取自海上油田X区块。物理模拟实验采用填砂管模型,尺寸为3.8 cmx60cm;玻璃微珠,8 0 2 2
14、0 目。2.1.3实验装置物理模拟实验装置由注人系统、模型系统、数据采集与处理系统、采出处理系统组成。注入系统包括高精度计量泵、气体增压泵、缓冲容器、气体流量计和气瓶等。模型系统包括三管并联模型和二维可视化模型两种,见图1、图2。二维可视化模型本体内部尺寸为5 0 cmx25cmx40cm,模型左侧布设1口垂宫汝祥等汽海上A油田气窜治理技术研究表1气窜治理技术室内实验方案渗透率驱替速度/(mLmin=)气窜治理技术/mD50/75/100注采结构注气速度调整动态调配层系调整化学调堵63气封层气窜关井堵剂气窜前气窜后0.52.01.02.00.550/150/3002.0气窜封层50/150/3
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