发展注气提高采收率技术

文章编号:1000-2634(2000)03-0041-05

发展注气提高采收率技术X

李士伦,郭平,戴磊,孙雷

(西南石油学院,四川南充637001)

摘要:提高采收率(EOR或IOR)研究是油气田开发永恒的主题之一。当今世界,蒸汽驱仍占主导地位。近几年由于油价低,化学驱下降,而注气驱则连续增加。中国东部油田的储层属陆相沉积,非均质严重,原油粘度又比较高,含水上升很快,水驱采收率比较低,约33%。近期发现的石油储量又多属低渗透及高粘度等难采储量,发展提高采收率技术已成为陆上石油工业继续发展的一项迫切战略任务。1998年,全国开展了三次采油潜力的二次评价工作,据初步统计,适合于注气(CO2)混相驱的地质储量在10.57@108t以上。综合研究国外经验,结合我国三采潜力分析和评价,认为目前我国东部油区有条件的油田要侧重发展注非烃气驱,而西部则侧重发展注烃气驱技术。发展非烃气驱的关键在气源,要重视寻找天然CO2气源。探索发展制N2、注N2、脱N2和制CO2等技术。注意发展国产的压缩机装备。抓好注气驱先导试验和富含凝析油的凝析气藏回注干气的试验。加强注气提高采收率的理论和实验研究,作好技术储备,培养好人才。

关键词:提高采收率;注气;混相驱

中图分类号:TE357.45文献标识码:A

1世界发展注气提高采收率技术综述

1.1回顾与展望

1.1.1注气已成为国外除热采之外发展较快的提

高采收率方法

¹世界范围EOR提高的产油量1998年与1996年相比略有上升,它占世界石油总产量2.3%。其中美国与1996年相比EOR产油量增长5%,这占全美总产油量的12%。美国的CO2驱产油量占总EOR产油量的23.6%。美国有丰富的CO2气源,储量近1012m3。

º美国注气项目数变化见表1。

»美国1998与1996年相比各种EOR方法增油量变化率和项目变化率见表2。

1.1.2美国注气项目分析

根据美国能源部门1992年4月全美采收率项目数据库资料统计,进入数据库的共有1388个提高采收率项目,来自568个油田。其中,气驱项目占EOR项目总数22%,热采项目39%,化学驱项目37%,其它0.5%。从美国注气项目分析中可列出以下结果(见表3)。

表1美国注气项目数变化表

类型

年份

19841986198819901992199419961998

1998比

1996/(%)

烃混相/

非混相驱

1626222325151411-21.4 CO2

混相驱

4038495252546066+10.0 CO2

非混相驱

1828842110-100.0 N2驱79997891011.1烟道气驱33232000)其它))))1100)

总气驱

项目

84104909189798487 3.6

总EOR

项目

373512366295273226212199- 6.1

气驱所占

比例/(%)

22.520.324.630.832.634.9539.643.7)

表2增油量变化率和项目变化率

变化率

EOR方法

热采化学驱气驱

总增长产量变化/(%) 5.20 4.7 5.0

项目变化/(%)-13.5-8.3 3.6- 6.1

第22卷第3期西南石油学院学报Vol.22No.3

2000年8月Journal of Sout hwest Petroleum Institute Aug2000

X收稿日期:2000-03-03

作者简介:李士伦(1935-),男(汉族),浙江绍兴人,教授,博士生导师,我国著名气田凝析气田开发专家,享受政府特殊津贴的有突出贡献专家,四川省首批学术、技术带头人,石油工业有突出贡献教育专家,长期从事气田凝析气田开发、油气相态和注气提高原油采收率研究。

1.1.3以烃类溶剂为主导的加拿大工业性混相驱

目前阿尔伯达正进行的混相驱,平均最终采收率达到59%,而水平驱达到32%,大多数混相驱是重力稳定驱形式。与水驱采收率相比,垂向混相驱增加的采收率为15%~40%的原始地质储量,而水平混相驱增加的采收率较小,为5%~20%。

1.1.4提高采收率技术和经济进步展望

许多技术继续在发展,它们主要是:

(1)运用三维地震等综合方法测定老油田残余油饱和度分布和新油田的含油饱和度分布;

(2)较为便宜的、复杂结构的水平注入井、短曲率半径井,以取代成本高的加密井;

(3)更有效的适应注气驱油藏的数值模拟方法;

(4)为防止粘性指进和改善流度比,研制CO2泡沫体系;

(5)中东地区把烟道气通过氨溶液吸收法回收CO2,以便泵入液态CO2;

(6)提出近混相驱替方式,以便综合考虑界面张力和流度作用的影响,从中协调两者的关系,这样就不一定都要把地层压力提高到混相压力和把界面张力降低到零;

(7)进行注CO2/N2、CO2/CH4、N2/烃类气体等混合气提高采收率的可行性研究;

(8)轻油油藏注空气驱的可行性研究;

(9)毛细管力和吸附对凝析气藏烃混合物分布的影响研究。学院已对多孔介质油气体系相态研究了近10年,取得了重要进展。近来,在国际上也出现了类似的研究文章,认为在细孔隙内吸附作用很大,特别在混合物临界点处作用更为显著,与我们的观点和结论一致;

(10)注气过程中固溶物沉积研究。在原油生产过程中,蜡、沥青质在油藏流体中的沉淀现象是一个严重问题,它可导致地层、井眼和生产设备的堵塞,沥青质沉淀常发生于压力衰竭(一次采油)或用富气(注入溶剂)、或CO2驱替过程中,这是一个非常有意义的研究工作,是一个研究热点,也是一个难度较大又十分必要的研究课题;

(11)应用水平井进行CO2驱机理研究;

(12)凝析气田注水保持压力的可行性研究。

表3美国注气项目分析

类型数量成绩

显著

成功

为期

尚早

评价

失败有利润

实施

范围

油藏

埋深/m

原油粘度

/mPa#s

孔隙度

/(%)

渗透率

/(10-3L m2)

原油相

对密度

注气前

开发方式

注气前

S o/(%)

注气后

S o/(%)

CO2混相驱66113321134个油田范

围34

817.4~3245.2,

1220~1525居多

0.35~3.5

3.93~26,

<15居多

1.5~770,

居多<10

0.8603~

0.8871

注水占

53项

15~70,

50~60

居多

1~50

烃类混相驱10)

10项全

部成功

))7

油田

规模6

1830~4135.8,

>3050占8项

0.12~2,

<1居多

9.3~26

仅1个最高

达1000,

一般0.1~11

0.7883~

0.9100,

0.8251居多

二次采

油居多

50~8520~50

N2混相驱3)3))3油田

范围3

>305.00.07~0.37.5~140.2-35

0.8348~

0.7753

二采2,

注水1

76~8059~45

N2非混相6141)2油田

范围4

335.5-30500.07~5.511~283~2800

0.9100~

0.7628

注烃3,

一次采油1

98.5~4745~52

1.2注气提高采收率的筛选准则

1.2.1采收率方法

现行方法主要概括为/三气0、/三水0、/三热力0。/三气0指N2(烟道气)驱、烃类气体多次接触混相驱(蒸发气驱、凝析气驱)和一次接触混相驱、CO2驱;/三水0指胶束/聚合物、碱/表面活性剂/聚合物驱、聚合物驱或凝胶处理;/三热力0指火烧油层、蒸汽或热水驱,地面坑道采矿。

烃类混相驱参考筛选准则见表4,N2及烟道气参考筛选准则见表5,CO2驱参考筛选准则见表6。

1.2.2CO2吞吐是一种非混相过程,也是一项油井增产措施。它需要CO2气量少,油藏地质条件也不太苛刻,我国可先开展起来。

1.3注气提高采收率机理

一个油藏总采收率可分解成几个独立作用的因子,即:E R=E A E V E D

式中,E R)总采收率;

E A)面积扫油效率,指被注入流体侵入的部分油藏面积,确定面积扫油效率的主要因素是:流体的流度K/L、流动状态、区域的非均质性、油藏开发的范围和注入流体的总体积;

42西南石油学院学报2000年