朱高科1 冯刚1 刘丽娟2 张栋1 秦晓冬1 (1.大港油田第四采油厂;2.大港油田第一采油厂)
摘要:板64 区块自1997 年开发以来,一直立足于稠油冷采,16年的开发也形成了相应的配套工艺技术。其中在举升工艺方面应用了螺杆泵举升工艺技术、抽油杆电加热技术等,在地层物性改善方面应用了生物环保酶吞吐技术、微生物复配降粘技术等,在完井方式上主要采用了水平井完井方式,基本能满足板64 区块开发的需要。但随着近几年开发程度的不断加大,也逐渐暴露出一定的问题,该区块的稠油开采配套工艺技术还需在原有基础上不断强化和完善。
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关键词 :稠油底水油藏降粘工艺配套技术
1 概述
板64 区块的馆陶油组是稠油底水油藏,油层埋深1757~2283m,油层厚度在3~11m,平均底水厚度达46m,孔隙度22.1-33.4%,渗透率326-3050×10-3μm2,原油粘度(50℃)1186.08mPa.s,属于高孔高渗的稠油油藏,其地质储量为222.41×104t。经过近16 年的稠油开采工艺技术的探索及实践应用,形成了相应的配套工艺技术,目前该区块有年产4.5×104t 稠油生产能力。但是由于底水能量充足,底水锥进严重,油藏埋深潜胶结质疏松,易出砂等特点,严重制约了油藏的开发。
该油藏有以下两方面开采特征:
①储层物性好,隔层分布不均,易造成底水锥进。生产层底水水体为油藏体积的124 倍,油藏底水能量充足。断块水平渗透率与垂直渗透率相差不大,断块底水上升后以垂向运动为主,平面驱替不均。地层原油粘度94.26mPa·s,地层水粘度0.45mPa·s,油水粘度比为209.5。油井见水后,含水快速上升,易造成底水锥进。
②完井方式采用水平井完井,开发效果好。直井生产泄油面积小,在油井附近形成压降漏斗,导致底水锥进快;油井见水后,含水上升快。油藏的开发效果差,采出程度低(仅为2.3%)。水平井泄油半径大,生产压差大,一定程度上能控制底水锥进。水平井全部采用中心管采油,并且部分在完井时,下入管外封隔器,实现了分段开采,便于后期卡堵水治理,开发效果较好。
2 板64 区块稠油开发技术现状
就国内外而言,开采特稠油和稠油油藏以蒸汽吞吐和蒸汽驱为主,国内很多油田取得了较好的开采效果,板64区块由于其稠油油藏特性及开采特点,立足于冷采。经过多年研究及实践,逐渐形成了举升工艺为螺杆泵举升、电热杆采油工艺技术;地层处理配套工艺为生物环保霉吞吐降粘、微生物复配降粘的稠油开采配套工艺技术。
2.1 采用螺杆泵举升工艺
螺杆泵举升工艺有以下五方面优势:①可适用于原油粘度小于8000mPa.s 油井。②能适用于出砂油井开采。③检泵周期长。④地面设备较简单,占地面积小,投资少,故障率低。⑤节能。板64 区块底水稠油油藏,油井日均产液40m3 左右,原油粘度(50℃)范围652-1506mPa.s,含砂量在5%以内。该举升工艺完全能够适应板64 区块油藏开发需要。
2000 年以后,针对螺杆泵杆脱现象严重的情况,重点在完善螺杆泵的工艺配套方面进行了研究,将原来采用的实心杆替换为空心杆,同时合理使用扶正器,加固空心杆的连接部位等,大幅度延长了螺杆泵采油的检泵周期。截止2014 年2 月份,板64 区块馆陶油组已经使用螺杆泵13 台,日均产液42m3,日均产油5.43t。
2.2 抽油杆电加热技术
针对原油粘度较高抽油杆下行困难的问题,引进了空心抽油杆电加热采油装置。该装置是将空心抽油杆内穿过电缆并与抽油杆杆体形成回路,通以工频交流电,利用内集肤效应原理在空心抽油杆壁上产生热能,对油管内原油进行全程加热,提高油管内原油温度,降低原油粘度,改善其流动性,以确保油井正常生产。
应用情况:板62-36 井,原油粘度1381.5mPa.s(50℃)。该井在2013 年5 月作业补层后,由于原油粘度大,抽油杆下行困难,采用井口加药、热洗等措施,都无法正常生产。作业下入电热杆深928m,泵挂深度1895.25m,加热功率75kW,井口出油温度达到65℃,平均日产液17.94m3,日产油8.94m3,保证了该井的正常生产,创造了较高的经济效益。
根据板64 区块稠油气藏的特点及前期对稠油区块配套工艺技术的研究和探索表明:空心抽油杆电加热采油装置适应板64 区块油藏开发。
2.3 微生物复合降粘
2.3.1 基本原理。微生物驱油技术是稠油开采的主要手段之一,该技术是将地面分离培养的生物菌液和营养液注入油层,使其在油层内生长繁殖,利用微生物及其代谢产物对油藏原油、地层产生作用,提高原油的流动能力,或改变液流方向,从而降低原油粘度,降低油水粘度比,以提高油田采收率[1]。
2.3.2 应用情况。在现场应用中,对微生物进行多次实验筛选,确定了一株能够降解原油、代谢产物为表面活性剂的内源微生物菌株。通过激活该菌种使之大幅度生长并代谢,达到降粘目的。优选板64-28KH 井进行了实验,在实验前对该井进行了微生物多样性的调查。施工后,内源微生物数量急剧增长,原油粘度也有了大幅度降低。
2010 年12 月对板64-28KH 井注入微生物复合降粘剂,关井1 天。开井后日产油8.6t,含水71.2%,最高达到10.2t,含水降到60.3%,比降粘前(降粘前综合含水89.7%,日产油2.25 吨)日增油8t,含水下降29.4 个百分点。2011 年7 月再次注入微生物复合降粘剂,效果明显。两次实验有效期长达15 个月,累计增油1034t。
2.4 生物环保酶吞吐技术
2.4.1 基本原理。生物环保酶具有一定的降粘、降解作用,可将饱和蜡降解为不饱和烯烃。由于生物环保酶具有溶于水不溶于油的特性,进入水的酶分子,可以被水运送到砂岩地层周围更远的地带,并打开新的流通通道,在砂岩地层中产生新的出油通道,达到驱油、提高采收率的目的。
2.4.2 技术特点。生物环保酶有诸多的特点:①生物酶是天然提取物,无毒且不会产生着火或爆炸安全可靠;②生物酶不受各种剪切、降解、压力、水矿化度等的影响;③具有改变岩石的润湿性、降解蜡质、降粘等特性。实施清洁措施,提高油藏导流能力,进行增油。
2.4.3 现场应用。板62-30 井增产效果显著。注生物酶之前该井日产液量为67.6m3,日产油5.5t,含水91.86%。注入后,该井日产液由67.6m3 上升至69.8m3,含水由91.86%下降至含水83.7%。实现日增油2.72t,阶段性累计增油463.2t,有效期近7 个月。
3 板64 区块开采存在问题
①平面驱动能量不足,亟待补充,自1997 年开采以来,一直进行枯竭式开采,累计采液120.42 万m3,油藏底水以垂向驱动为主,平面驱动不足,平面动用程度差,需要人工注水补充能量,增强平面驱动效果。
②微生物驱油,具有一定的局限性,在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的油藏条件下,微生物的生长易被干扰、破坏,微生物产生的表面活性剂和生物聚合物本身有发生沉淀危险。
③水平井开采找水、堵水困难,该区块稠油油藏水平井较多,综合含水95%。该油藏初期产量高,含水上升快,采出程度低,水平井开发效果差。底水强、油层相对较薄、底水易锥进等特点,不仅导致找水、堵水困难,也成为了阻碍该油藏高效开发的“拦路虎”。
4 板64 区块配套开采工艺下步技术思路
①引进新思路,加强化学降粘复合吞吐配套工艺技术的研究与实践,通过大量科学实验,综合对比,引进、应用低成本且适应板64 油藏特点的药剂,努力提高化学吞吐工艺技术。
②稠油冷采方面,学习新疆陆梁油田底水油藏注水开发经验,改变开发方式,完善注采井网,补充地层能量,提高注水波及系数和驱油效率,并通过合理的注水,对底水的锥进起到抑制作用。
③加强对水平井完井工艺、防砂工艺、堵水工艺配套技术研究。特别针对板64 区块底水强、油层相对较薄、底水易锥进等特点,强化堵水配套工艺技术深化研究。通过实验对比、分析选用适应油藏特点的堵剂应用于现场。
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参考文献:
[1]张勇,邢金生,等.大港油区稠油开采现状及发展趋向[J].特种油气藏,2005 年12 月.
[2]代丽,李贵生,杨彩虹,蔡爱兵,刘建峰,孙亦娟.利用水平井改善难采稠油底水油藏的开发效果研究[J].中国石油和化工,2011(04).
[3]司大志.底水油藏水平井开发优化设计[J].油气地质与采收率,2010(01).