缝洞型碳酸盐岩油藏单井注气影响因素模拟分析_袁飞宇.pdf
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1、第 卷第期 年月非常规油气 引用:袁飞宇,王鸿鹏,乐平,等 缝洞型碳酸盐岩油藏单井注气影响因素模拟分析 非常规油气,():,():缝洞型碳酸盐岩油藏单井注气影响因素模拟分析袁飞宇,王鸿鹏,乐平,张淑慧,范庆振,曾博鸿(西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都 ;中石化西北油田分公司,乌鲁木齐 )摘要:塔河油田是典型的缝洞型碳酸盐岩油藏。针对塔河油田油井随着注气规模与注气轮次的增加,注气效果差异大以及注气效果主控因素不明等问题,以塔河油田的一口典型单井 为研究对象,运用地质建模与数值模拟软件,结合地质资料与生产特征,建立了单井注气机理模型,综合讨论了缝洞型碳酸盐岩油藏单井注气影响因
2、素。结果表明:)井每轮次注气开井后产油量增加,含水降低,油井注氮气有效。)裂缝溶洞型高渗透碳酸盐岩储层存在大量“阁楼油”,而氮气非混相驱替的主要机制是重力分异调整油水界面和地层能量补充,有利于驱替“阁楼油”。)断裂距离对注气效果影响最大,影响幅度占 ;断裂渗透率影响次之,影响幅度占 ;水体大小影响幅度占 ;储集体大小的影响因素相对较弱,仅占 。该研究成果对如何优化注气参数,进一步提高该类油藏采收率有一定参考意义。关键词:注气;塔河油田;缝洞型;碳酸盐岩油藏;主控因素中图分类号:文献标识码:,(.,;.,):,收稿日期:基金项目:“十三五”国家科技重大专项“缝洞型油藏流体识别及剩余油分布物理模拟
3、研究”()第一作者简介:袁飞宇(),男,工程师,研究方向为碳酸盐岩油藏工程。:通讯作者简介:王鸿鹏(),男,在读硕士研究生,从事油气藏数值模拟研究。:年月袁飞宇等:缝洞型碳酸盐岩油藏单井注气影响因素模拟分析 ,:),)“”,“”),;,:;引言塔河油田位于塔里木盆地塔北隆起中部,石油储量主要集中在古岩溶缝洞型储层中,大型洞穴是主要的储集空间,裂缝是主要的连通通道。开发前期,油井主要通过衰竭开发后注水来缓解地层能量不足以及含水率上升的问题,随着注水轮次的增加,油藏油水界面不断抬升,剩余油主要集中在构造高部位,形成“阁楼油”,注水替油开发方式难以有效动用,因此提出了注氮气替油作为接替技术,。塔河油
4、田 年起开展注氮气替油改善开发效果,研究区注气累计增油 ,效果显著。调研发现,虽然注气的定性机理明确,但由于该类油藏地质情况复杂,流动规律多样,注气开发中的各类参数指标不明确,使得注气的方案难以确定。随着注气轮次的增加,影响注气效果的主控因素尚不明确,注气设计及对策针对性不强,导致注气效果可预测性差。因此,以一口典型的注气井 为研究对象,结合现场开发过程中的动静态资料,采用数值模拟技术,从机理层面分析验证注气开发的影响因素,定量给出各类影响因素的排序和影响幅度,对如何优化注气参数,进一步提高该类油藏采收率有一定参考意义。井生产及注气情况 井地质特征 井位于阿克库勒凸起西北斜坡构造上,完钻层位为
5、奥陶系中下统鹰山组,完钻井深为 ,进山 无放空漏失情况;酸压完井井段为 。该井位于 单元北部,受控于 共轭断裂及 河道,单元北部为 暗河及 共轭断裂控制,南部为 明暗河过渡区(如图所示)。地震呈“串珠状”反射特征,是有利的储集体发育特征,目标层位处于 主力缝洞带上,暗河控制的缝洞储集体发育。图 井位于的地质构造背景 井生产及注气分析自喷生产:年 月日以 油嘴投产,初期油压套压为 ,日产液,日产油,含 水 ,含 水 逐 步 降 为 零。自 喷 生 产 天,阶段产油 ,产水。井生产曲线如图所示。电泵生产:年月转抽,加深原管柱探得井深 (高出原井底 ),冲砂 非常规油气油气开发 处遇阻,泵入密度为
6、盐水,环空未返液,换冲砂管柱,探得井底均为 ,上提管柱遇卡,后处理井筒稠油,组下 电泵完井,修井漏失 压井液。年月 日含水突然上升,年 月高含水间开,间开初期有效,后期效果逐渐变差。注气生产:年月上修更换管柱后首轮注气 ,开井初期效果好,后含水阶段性上升。目前已注气轮次(见表),注气轮累计产液 ,产油 ,产水 。每轮次注气后,由于焖井时间短,造成注入气难扩散,大量注入气在井筒聚集,井筒流体的回压低,油压显著升高,开井产气油压恢复,产油量增加,含水率下降,油井注氮气受效。截止 年月,累产液 ,累产油 。图 井生产曲线图 表 井注气参数表 注气日期注气天数注气量()产液量产油量含水率 合计 注气机
7、理研究缝洞型碳酸盐岩储层由大量的大型溶洞组成,这些溶洞与高渗透裂缝相互连通。根据文献 ,参考塔河油田的钻井测井响应(钻井液漏失)、数值试井分析和生产试验,确定了种主要类型的缝洞型油藏。井属于衍生的 型“裂缝溶洞系统”(如图所示),溶洞是主要的储集空间,溶洞下 年月袁飞宇等:缝洞型碳酸盐岩油藏单井注气影响因素模拟分析部存在底水,一旦裂缝溶洞系统与生产井连接,油井通常会获得高产。图 型“缝洞系统”油井直接钻遇溶洞示意图 “”对于 型“缝洞系统”油藏,如单井直接钻入溶洞,经过一段时间的衰竭生产后,洞穴地层的弹性能开始降低,导致液体供应不足,因此采取注氮气措施,一方面可以补充能量,同时可以驱替上部的“
8、阁楼油”。在 型“缝洞系统”基础上,结合 井现场资料,建立目标井的雕刻体。通过缝洞雕刻技术可知,井主要由缝洞系统构成该井的储集体;该井钻遇溶洞,溶洞附近存在一条高导流能力的深大断裂大尺度裂缝,大裂缝与下部水体连通,建立符合目标井的机理模式(如图所示)。图符合目标井的机理模式示意图 氮气对提高采收率的主要作用机制包括降低界面张力、气体溶解降低原油黏度、提高驱油效果、重力分异抑制水锥进以及消除近井筒污染等 ,混相驱替研究表明,在储层压力和储层温度下很难实现混相,因此,塔河油田裂缝溶洞型高渗透碳酸盐岩储层体系氮气非混相驱替的主要机制是重力分异调整油水界面和地层能量补充。对于塔河油田缝洞型油藏,这种高
9、渗透介质中的流体流动主要受重力控制,毛细管效应可忽略不计。由于氮气的密度远小于地层水的密度,注入的氮气将通过重力分离占据上部区域,使气上移,油下移,驱替顶带油,油水界面调整至井筒生产层段以下,从而实现在气水重力差异作用下,重力驱动氮气替换顶部区域的剩余油,并将油水界面调整到油井生产层段以下。同时,随着注入氮气的补充,缝洞系统的能量得到补充。焖井若干天后,重新开井时,如果总注入气量设计合理,可以达到良好的增油效果。根据文献 绘制了注气替油的原理示意图如图所示。图注气替油过程示意图 注气机理影响因素分析通过建立符合 井的机理模式可知:井所在的溶洞附近的一条高导流能力的深大断裂大尺度裂缝见水后,顶部
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