小断块油藏单井CO2 吞吐强化采油注气时机及周期注入量优选

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2 CO2 吞吐机理及流体相态特征分析
211 CO2 吞吐机理
CO2 吞吐机理主要有以下几个方面[3~7 ] : (1) CO2 溶解可引起原油体积膨胀 。 (2) CO2 溶解可降低原油的粘度 。 (3) CO2 溶解气具有弹性驱动作用 。 (4) CO2 可使原油中的轻质烃萃取和汽化 。 (5) CO2 溶解后可以降低烃类流体界面张力 。 (6) CO2 溶于地层水或原油后具有酸化解堵 作用 。 本文重点分析前 5 项机理对 CO2 吞吐强化采 油可行性的影响 。
张国强1 ,孙 雷1 ,孙良田1 ,吴应川2 ,李士伦1
(11 西南石油大学 ,四川 成都 610500 ;21 中石化中原油田分公司 ,河南 濮阳 457001)
摘要 :低渗小断块油藏控制单元井间连通性差 ,边界封闭 ,地层能量有限 ,开采中地层能量下降 快 ,难以采用早期注水等方式大规模开采 。利用 CO2 吞吐强化采油对此类油藏可能是一种有效 的方法 。为此 ,首先对油井目前流体进行相态分析 ,并对油藏流体进行 CO2 膨胀实验 ,然后将注 气前后地层流体的物性进行对比 ,确定 CO2 增产机理 。再在此基础上建立单井 CO2 吞吐的数值 模拟模型 ,并对注气前生产历史进行拟合 ,用拟合好的模型对 CO2 吞吐强化采油过程中注气时 机和周期注入量等进行敏感性分析 ,从而得出一些对小断块单元油藏单井 CO2 吞吐强化采油开 采机理的深入认识 ,为油井 CO2 吞吐强化采油可行性的工艺方案设计提供了技术依据 。 关键词 :小断块油藏 ;CO2 吞吐 ;数值模拟 ;注气时机 ;周期注入量 中图分类号 :TE347 文献标识码 :A
注气膨胀实验是在目前地层流体基础上进行 的 ,注入 CO2 为工业 CO2 ,成分包括 CO2 和 N2 ,其中 CO2 摩尔百分含量为 98191 % ,N2 摩尔百分含量为 1109 %。
对目前地层油依次加注不同比例 CO2 ,得到膨 胀实验过程饱和压力实验值和拟合值对比曲线 (图 1) ,拟合满足 CO2 吞吐工程设计精度要求 。而目前 地层油注不同比例 CO2 所得到的地层油膨胀因子 变化规律为 :随着注入 CO2 摩尔百分数的增加 ,地
建模所用的参数来自 wc79 - 188 井及附近取 心井资料 ,表 2 为建模所用参数及取值 。
模拟所用油水 、油气相对渗透率曲线如图 4 和 图 5 所示 。
根据 wc79 - 188 井原始地层流体组成 (表 2) 对
原始地层流体进行相态拟合 。拟合结果如表 3 所
示 。拟合计算满足 wc79 - 188 井 CO2 吞吐过程油 藏流体相态拟合和数值模拟方案设计要求 。
第 14 卷第 2007 年 2
1期 月
特种油气
Special Oil and Gas
藏 Reservoirs
Vol114 No11 Feb1 2007
文章编号 : 1006 - 6535 (2007) 01 - 0069 - 04
小断块油藏单井 CO2 吞吐强化采油注气 时机及周期注入量优选
5 周期注入量及注气时机评价
周期注入量是影响 CO2 吞吐效果的一个重要 参数 。利用所建立的 wc79 - 188 井地质油藏模型 , 模拟不同的周期注入量下的累积产油量 ,并计算出 增产油量和 CO2 换油率 。其中增产油量以 CO2 吞 吐后生产 365 d 为计算标准 。模拟所用注入量以 外的其它参数 :注气速度为 20 000 m3/ d ;焖井时间 为 10 d ;最大采液速度为 5 m3/ d ;生产井最小井底 流压为 6 MPa 。
对该井开展 CO2 吞吐强化采油增产可行性研究是 必要的 。
图 5 模拟所使用的油气相渗曲线
4 流体相态和生产历史拟合
411 原始地层流体相态拟合
312 单井地质模型
根据 wc79 - 188 井所在单元油藏区块的位置 及地质特征 ,模拟采用单井直角网格系统 ,采用 20 ×11 ×7 网格 ,纵向上划分 7 个层 ,均为有效产油 层 。为有效模拟 CO2 吞吐对近井区产层渗流特征 的影响 ,近井区采用局部加密网格 ,网格尺寸加密 至 10 m。全井网控制平均泄油半径约为 120 m ,控 制石油地质储量 3179 ×104 m3 。
收稿日期 :2006 - 03 - 16 ;改回日期 :2006 - 06 - 18 基金项目 :本文由“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室基金项目“注气提高采收率候选油藏评价指标体系及综合评价方法研究”(项目编号 : PLN0118)
资助
作者简介 :张国强 (1974 - ) ,男 ,1998 年毕业于大庆石油学院石油工程专业 ,现为中国石油勘探开发研究院在站博士后 ,从事油气相态理论及油气藏数值 模拟方面的研究 。
第 1 期 张国强等 :小断块油藏单井 CO2 吞吐强化采油注气时机及周期注入量优选
71
图 3 注 CO2 气前后原油粘度与压力关系
3 实例井地质模型的建立
图 4 模拟所使用的油水相渗曲线
311 油井地质特征及生产状况
wc79 - 188 井位于文 136 北块的一个复杂断 块 , 单 井 控 制 单 元 油 藏 。该 油 藏 地 层 温 度 为 100 ℃,原始地层压力为 36 MPa 。地面脱气原油粘 度为 1210 ~ 1314 mPa ·s , 原 油 密 度 为 01823 5 ~ 01845 0 g/ cm3 ,凝固点为 32~35 ℃。该井 2002 年 1 月 12 日起采用衰竭式降压生产 ,原油产量低 ,递减 快 ,甚至动液面低于泵挂生产 。曾实施堵水 、压裂 等增产措施 ,但增油效果不明显 。截至 2004 年 9 月 19 日 ,累计生产原油 1 85219 m3 ,累计产水 899 m3 ,累 计产气 524 763 m3 。经过大量的调研 ,认为 CO2 吞 吐是一种可行的提高单井采油量的方法 。因此针
225 235169 115871 114854
72
特 种 油 气 藏 第 14 卷
412 生产历史拟合 油藏生产历史拟合是以产液量为配产基准 ,通
过调整各项地质和油藏工程参数 ,使模型计算的动 态与实际油藏的动态一致 ,从而使建立的油藏模型 能更加合理地再现油井生产过程 ,再现油藏开发动 态[8] 。wc79 - 188 井生产历史拟合采用定产液 ,拟 合产油 、井底流压等参数的方式 ,历史拟合结果能 较好地满足 CO2 吞吐开发指标数值模拟要求 。
1 复杂小断块油藏地质及开发特征
111 地质特征
(1) 构造复杂 ,断块小而多 。 (2) 含油层系多 ,常具有多套油水系统 ,油水 关系复杂 。 (3) 储层变化大 ,物性较差 ,层间非均质严重 。 (4) 原油性质变化大 ,生产动态差异大 。
112 开发特征[1 ,2 ]
(1) 开发单元小而多 ,单元间生产效果差异 大。
图 1 注 CO2 饱和压力拟合
21213 注 CO2 前后流体 PVT 特征对比模拟分析 通过分析目前地层原油在最大 CO2 注入量 (摩
尔百分数为 :431293 1 %) 下的多级脱气过程与目前 流体不注 CO2 条件下的多级脱气过程中原油高压物 性的变化 ,可判断 CO2 吞吐增产的主要机理。
物性进行了拟合计算 。通过对重烃组分热力学参 数场的调整和匹配 ,获得地面油物性拟合检验数 据 ,其中目前地面油粘度测试值为 12 mPa·s ,拟合 计算值为 111989 mPa·s ;目前地面油密度测试值为 01823 5 g/ cm3 ,模拟计算值为 01773 92 g/ cm3 ;拟合 计算结果满足 wc79 - 188 井 CO2 吞吐过程油藏流 体相态模拟分析的要求 。
CO2 吞吐是一种潜在的有效提高单井采油量的方
法 。为此通过现场地层原油取样 ,获得目前油井所
在油藏单元采出井流物样品 ,其组成如表 1 所示 。
其特征是溶解气偏低 ,含有一定中间烃组分 ,C7 + 以
上重质烃含量大于 50 % ,密度为 01823 7 g/ cm3 ,适宜
CO2 吞吐 。
表 1 wc79 - 188 井流物组成 (摩尔百分数)
组分
原始组成/ %
目前组成/ %
CO2
0162
N2
0144
C1
54106
C2
4115
C3
2121
IC4
0175
NC4
1171
IC5
1108
NC5
1121
C6
2131
C7 +
31147
0130 0132 18106 3104 3106 0176 1170 3116 4138 8122 56199
层油膨胀因子增加 ,注 431293 1 %摩尔 CO2 地层油 膨胀因子可达 1129 ,注 50 %摩尔 CO2 ,地层油膨胀 因子可达 1136 ,这有利于部分剩余油恢复流动 。
地层油饱和压力/ MPa 100 ℃
120 ℃
地面油粘度 / mPa·s
单次脱气生产 气油比/ (m3/ m3)
测试 拟合计 测试 拟合计 测试 拟合计 测试 拟合计

算值

算值

算值

算值
地层油体积 系数
测试 值
拟合计 算值
3514 361809
3610 361755
3518 361484
12
1211
70
特 种 油 气 藏 第 14 卷
212 CO2 吞吐地层流体 PVT 相态变化
21211 油井目前地层流体组成分布
地层流体取自中原油田 wc79 - 188 井 。该井
由于供液不足 ,产油量低 ,曾实施堵水 、压裂等增产
措施 。但增油效果不明显 。经过大量的调研 ,认为
(2) 初期产量高 ,产量递减快 ,油井投产后会 很快进入中后期低能量 、低产的生产状态 。
113 工艺需求 由于复杂小断块油藏的地质特征和开发特征
方面的特殊性 ,有针对性地对复杂小断块油藏开发 单元进行单井注气吞吐强化采油 ,就有可能成为一 种灵活且行之有效的工艺方法 。
CO2 常被作为吞吐注入剂使用 ,因为 CO2 注入 油层后 ,在油层压力下可形成高密度压缩态流体 , 其性质接近于原油中的中间烃 ,易于向原油中扩散 溶解 ,能够有效地膨胀原油 ,改善原油物理和化学 性质 ,并能有效地抽提原油中的中间烃甚至较重的 烃类组分 ,提高原油采收率 ,稳定油井及区块产量 。
砂岩组
s2 下 5 s2 下 6 s2 下 6 s2 下 6 s2 下 6 s2 下 6 s2 下 6
表 2 储层建模参数汇总
砂岩顶 有效厚 含油饱 孔隙度 深/ m 度/ m 和度/ % / %
282311 119
5312
1919
284210 010
6417
2015
284914 010
3019
1616
图 2 注 CO2 气前后相对体积与压力关系
图 2 表明 ,在最大 CO2 注入量条件下 ,地层油 的相对体积可达 2112 。图 3 表明 ,随着 CO2 注入量 的增加 ,地层油的粘度降低 ,与溶解气降低地层油 粘度的效果相比 ,CO2 具有更好的降粘效果 。
此外 ,注气前后地层油多级脱气过程溶解气油 比 、地层油相对密度的对比模拟计算表明 :注入压 力为 1912 MPa 时 ,CO2 + 溶解气的总溶解气油比可 达 337 m3/ m3 。随着 CO2 注入量的增加 ,地层油的 相对密度降低 ,但较溶解气降低地层油相对密度效 果要差 ,分析认为这是 CO2 本身的相对密度较大造 成的 。
285019 514
6716
2216
286313 117
2813
1518
286813 114
3912
1711
287115 211
5418
2117
渗透率 / 10 - 3μm2
< 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10
80 ℃
测试 拟合计

算值
百度文库
表 3 wc79 - 188 井原始地层流体相态拟合结果
对目前流体多级脱气过程模拟 (100 ℃) 和注入 431293 1 %(摩尔百分数) CO2 气后多级脱气过程进行 了模拟研究(温度 100 ℃) ,对比结果如图 2、3 所示。
21212 注入气 —地层油膨胀实验相态特征 注气地层油体系的膨胀实验是确定 CO2 吞吐
增产机理的基础 。 首先根据目前地层原油组成对地面油的基本
相关文档
最新文档