提高碳酸盐岩油藏采收率技术

提高碳酸盐岩油藏采收率技术张冬玉(胜利油田地质科学研究院)
11影响碳酸盐岩油藏采收率的因素
碳酸盐岩油藏的采收率较低且变化大,一般为20%～45%。

影响碳酸盐岩油藏采收率的地质因素主要有:储集层类型、基质渗透率、原油粘度、储层的润湿性及非均质性等。

碳酸盐岩油藏不同孔隙结构的分布特点,导致在各类孔隙网络中的渗流条件差异很大。

根据流体在不同类型储集空间的流动特点,碳酸盐岩储集层可划分为裂缝孔隙型、溶蚀晶洞孔隙型、粒间或晶间孔隙型和混合孔隙型等4种类型。

其中,溶蚀晶洞型储集层和混合孔隙系统储集层的采收率最高,平均在40%以上;裂缝孔隙系统储集层的采收率较低,平均为24%。

在上述影响因素中,基质渗透率和原油粘度是影响油藏动态和采收率的最重要的因素。

21碳酸盐岩油藏提高采收率的主要技术
(1)碳酸盐岩油藏油层改造。

酸化是碳酸盐岩油气藏的主要增产措施,当基质孔隙度和渗透率得到改善时,基质中的油向产油裂缝及溶蚀管道中的供给速度增加,使采收率提高。

国内、外在酸化理论研究、酸化设计、酸液和添加剂、施工工艺等方面都已形成了较完整的体系。

为了提高酸化处理的效果,多种深度酸化用的酸液也已被广泛应用,其中效果较好的酸液有油酸乳化液、胶凝酸、废硫酸、泡沫酸,还有多组分酸、氨基磺酸和特高浓度盐酸(30%～35%)等。

(2)恢复和保持油藏压力。

碳酸盐岩油藏高产稳产的一个重要条件是油井必须以自喷方式生产。

为了保持油井自喷生产,应该把地层压力水平恢复和保持在原始压力的95%以上。

常用的保持地层压力方法有注水和注气两种。

对具有良好基质渗透率或有利渗吸特性的裂缝性油藏,已证实注水是保持油藏压力和优化最终石油采收率的有效方法。

对于基质渗透率差,或不具备有利渗吸特性的裂缝性油藏,普遍使用注气改善油藏动态。

研究表明,如果在生产初期就开始注气,把气—油接触压力保持在原始值,则可大幅度提高原油采收率。

(3)钻加密井。

碳酸盐岩油藏钻加密井既能提高采油速度,又能大大提高采收率,这在美国西
色条状絮凝体堵塞物及破坏粘度大、弹性强的白色条状絮凝体堵塞物,使其长度由80c m变成5～10c m左右,以便随母液带出管内。

用热洗车进行清洗,将水加热到50℃左右冲洗,进一步将部分母液管线内的白色条状絮凝体堵塞物带出管线,直到出口见水为止。

带有温度的水对聚合物起到降解作用,可将挂壁的堵塞物清洗掉。

再次用压风机吹扫,将经过热水从管壁冲洗掉的堵塞物扫出,当注入站出口见风时,开始蹩压,反复扫4～6次后,停止扫线,这时管线内仍有未扫净的剩余残留物。

配制站启泵供母液,用母液顶出管线内的残留物,当注入站出口见到母液时,停止外排,这时倒入正常生产流程。

清洗管线工作至此全部完成。

(3)现场试验效果分析。

清洗前后取样分析,可以直观地看到清洗后管线内的条状絮凝体堵塞物及黑、灰、棕色杂质去除了,溶液呈均匀透明状态。

对比试验前后管线终点压力变化、沿程摩阻变化情况,处理后管线终点压力平均上升了0121MPa,最高上升了0126MPa;沿程摩阻平均下降0124MPa,效果对比十分明显。

41预防母液输送管线内粘附物产生的主要措施
(1)保证管线的施工质量,管道内应无毛刺、防腐层应完好。

(2)新管线投入使用前一定要认真清理干净。

(3)加强聚合物质量检验,严防使用不合格产品。

(4)加强配制过程的质量监督。

(5)严格母液过滤,保证进入管道的母液质量合格。

(6)停用的管线应及时扫线,清理内部杂质。

实践证明,采用扫、洗、扫、顶等物理方法解决母液管线堵塞的问题是可行的,该方法清洗母液管线彻底,不破坏母液管线的内防腐层,而且费用低(1380元/km),操作简单,便于推广使用。

(栏目主持　杨　军)
61 油气田地面工程第25卷第1期(200611)
得克萨斯的碳酸盐岩已经得到证实。

据French等人报
道,西德克萨斯的Clearf ork和San Andres油藏钻加密井提高采收率为5%～7%(原始石油地质储量)。

据统计,美国30～50年代投入开发的敏斯圣安得列斯、富勒顿、罗伯逊、伊阿勃、多瓦尔得、砂岩山、埃尔克和沃森八个碳酸盐岩油田,20世纪70年代以来,采取加密钻井措施,共增加1052口井,平均每口井增产原油近104t。

(4)钻水平井。

随着钻井技术的发展,水平井在碳酸盐岩油藏的开发中获得了成功的应用。

水平井可以穿过更多的裂缝,并可在水平段更多的地方进行压裂,增加了导流能力,提高了油井的产能。

特别是在一些老油田,由于早期的采油速度过高,导致油藏残留不少“死油区”。

钻井水平井是开采“死油区”的有效方法。

如美国的Crystal油田,由于最初的产油速度高,造成油田大面积水窜,估计有60%～80%的可采储量处于“死油区”。

1998年4月以来,通过钻水平井使油田产量大幅提高。

一些国家和石油公司已把水平井技术作为碳酸盐岩油藏的主要开发技术。

(5)二氧化碳气驱。

CO
2
驱提高采收率技术以其适用范围大、驱油效率高、成本较低等优势,作为一项成熟的三采技术受到世界各国的广泛重视。

注CO
2
是美国的主要三采技术之一,美国已在西得
克萨斯州—新墨西哥州之间建设了大量的CO
2
输送管道,延伸到许多油田。

美国得克萨斯州Kelly Snyder油田的碳酸盐岩油藏在全面水淹、含水高达95%以上的情况下,实施CO2混相驱,提高采收率达918%。

(6)天然气驱。

注天然气过去一直是碳酸盐岩油藏提高采收率的主要技术之一,加拿大应用较为普遍,其正在生产的注烃气混相驱油项目有40多个。

中东地区和英国也有不少烃气驱项目。

(7)氮气驱。

注氮气是改善低渗、裂缝、纵向非均质和平面非均质严重、构造倾角大等各类油藏的开发效果,提高这些油藏采收率的最经济、最安全的手段。

目前美国有四个注氮气驱油项目。

随着氮气分离技术的发展,氮气驱也越来越受到重视。

31技术发展方向
(1)注气的规模进一步扩大。

注气是碳酸盐岩油藏提高采收率的主要技术之一,过去一直以注烃
气为主。

随着注非烃气技术的发展,注CO
2和N
2
气的项目迅速增多,规模越来越大。

特别是CO
2驱,由于其在技术和经济上的成功,已成为近年来美国唯一的、工业化应用规模不断扩大的提高采收率技术。

据美国对CO
2
驱的经济情况研究表明, CO2驱的采油成本与蒸汽驱相当,比聚合物驱低的多。

(2)酸压新技术不断发展。

碳酸盐岩的压裂液体系主要包括水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、乳化压裂液和醇基压裂液。

其中,水基压裂液的最大进展是清洁压裂液。

清洁压裂液是20世纪90年代末由斯伦贝谢的道威尔公司开发的新型无聚合物压裂液,目前全球范围内使用清洁压裂液进行的压裂作业已超过2100井次,在加拿大阿尔伯塔,美国堪萨斯、怀俄明、俄克拉荷马,意大利亚得里亚海及美国墨西哥湾等油田的常规压裂作业中得到了广泛的应用,增产效果好于使用聚合物压裂液的井。

碳酸盐岩酸化目前广泛采用了自转向酸和用泡沫做转向剂的转向技术。

这种新的转向剂技术使用独特的胶化酸。

当这种酸体系与碳酸盐反应时,会形成临时阻挡层,在高渗透率地带和自然裂缝中产生比较高的流动阻力,并且对地层的伤害较低,可在高温下使用。

(3)水平井、侧钻水平井等综合技术广泛应用。

加拿大的一些碳酸盐岩油藏利用水平井注水的实践证明,可使原油采收率提高10%。

北海发现的Valhall油田1982年投入开发,成功地采用了水平井开发技术、水平井酸化压裂技术和大位移井开发技术,20多年来,原油产量稳定增长。

各种新技术的应用,使这个油田的总可采储量达到初期可采储量的4倍以上。

(4)碳酸盐岩油藏表征技术受到重视。

采用油藏描述、数值模拟以及钻井和完井等多学科的综合技术,充分认识油藏及其潜力,是提高采收率的最有效手段。

近年来,利用三维地震、岩芯分析、测井、试井、层序地层学等进行综合油藏描述的碳酸盐岩油藏表征技术已得到了广泛的应用,对于确定碳酸盐岩油藏的裂缝体系,评价剩余油和提高原油采收率发挥了巨大作用。

(5)碳酸盐岩微生物驱技术应用前景广阔。

近10年来,微生物采油技术已从室内研究走向了矿场试验。

中欧最大的Matzen油田的两个微生物采油试验区已取得了较好的效果。

美国、英国、加拿大、俄罗斯等国家的微生物采油矿场试验均证实,这种方法可多采出5%～10%的剩余油。

(栏目主持　杨　军)
71 油气田地面工程第25卷第1期(200611) 。