辽河油田总医院 辽河油田蒸汽驱井间监测技术应用与研究



     齐40块构造上位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡上台阶中段,该块开发目的层为莲花油层,原油属高密度、高粘度、低凝固点稠油。该块目前主要的开采方式为蒸汽驱。本文意在通过对该井组监测所取得的认识,为该块工业化转驱整体评价提供一定的指导意义,同时也为稠油的蒸汽驱开采技术积累一些经验。

  1. 监测井组概况

  齐40-17-028井组位于齐40块中部偏西北方向,本次监测包括1口示踪剂注入井和周围16口对应的一二线监测油井,其中包括齐40-16-028、齐40-17-028、齐40-18-028、齐40-16-281C等井为汽驱注汽井,开发层位为莲2。生产井段位于743.4——884米之间,厚度(m)/层数区间为16.6/6——37.9/19。

  2. 井间示踪监测原理

  井间示踪技术的基本原理是参照测试井组的有关动静态资料,设计测试方案,选择、制备合适的示踪剂,在测试井组的注入井中投加示踪剂,按照制定的取样制度,在周围生产井中取样、制样,在实验室进行示踪剂分析,获取样品中的示踪剂含量;同时,绘制出生产井的示踪剂采出曲线,即示踪剂随时间采出的变化曲线。建立测试井组的地质模型,将测试井组的示踪剂采出曲线和动静态资料等相关资料输入计算机软件,通过拟合计算和分析,最终得到注入流体的运动方向、推进速度、波及情况、储层非均质性以及剩余油饱和度等信息资料。这项技术的实质是将示踪实测资料与模拟技术相结合,获得注入流体地下运动规律,求解地质参数和地下流体饱和度信息等资料,为工艺措施及方案调整提供依据。

  3. 示踪剂的选择与用量计算

  示踪剂的选择原则。目前,用于油田的示踪剂种类很多,主要有化学示踪剂、放射性示踪剂、同位素示踪剂,固体、液体、气体示踪剂等等,其适用范围也各不一样[3-7]。但在具体的应用过程中,一般选择示踪剂应满足以下几个原则:

  地层中的背景浓度低,表面吸附量小,弥散系数很小;与地层矿物不反应,与所示踪的流体相溶;易检测、灵敏度高;操作简便,化学稳定性和生物稳定性好;无毒、无放射性,安全;来源可靠、成本能够接受; 符合HSE标准,对人体无任何伤害;对其它工艺技术的开展无任何影响,不污染环境。

  示踪剂的用量计算。示踪剂的注入量,从根本上来讲,取决于被跟踪储层的体积和分析仪器的最低检测限,当本底数值较大时,示踪剂的注入量主要由能否掩盖本底数值来决定。Brigham等[8]在假设按五点法布井、均质地层、注采比为1∶1,注入流体和地层流体的流度比为1的条件下,考虑面积扫及的影响及示踪剂段塞前后的稀释作用,结合现场突破和弥散资料,利用Fick扩散方程推导出预测水示踪剂用量的计算公式。现场应用表明,Brigham-Smith公式具有一定的准确性,而且适用于对气体示踪剂用量的估算,但分散常数须通过实验重新求出[6]。对气体示踪剂,Brigham-Smith公式为: Gc=14.4hφSgCpα0.265L1.735

  4. 监测内容

  本次气体示踪剂监测的目的,是为了解齐40-17-028井组汽驱动态及周边对应油井的受效情况,定量研究油层的非均质性,了解汽驱的波及情况,同时运用气体示踪监测资料跟踪评价汽驱效果。研究内容如下:

  通过气体示踪监测确定汽驱井齐40-17-028井组注汽层段的注入蒸汽在油层平面和纵向上的推进速度及方向;分析油层连通情况;对层间非均质性进行描述;确定注入蒸汽的波及情况;对齐40-17-028井组汽驱效果进行评价,为下步措施及方案调整提供依据。

  5. 综合分析解释

  地质建模。在该井组地质建模中,平面上选取以测试井组为中心的一个矩形范围为研究范围,从平面上来看,所选的矩形区域左右长度为354.2米,上下长度为359.3米,研究区域平面上共0.127km2。针对齐40-17-028井组的示踪剂测试进行了分析,对示踪剂产出曲线进行了拟合,在产出浓度曲线符合较好的情况下得到了地层参数(大孔道)分布情况。

  平面上注汽状况分析。在本次示踪监测期间,共有12口监测井检测到示踪剂产出,四口井未检测到示踪剂产出。从注汽推进速度来看,各井之间差异很大,最快的齐40-18-28井,推进速度达到了18m/d,而齐40-19-291井,只有6.17m/d,多数井的蒸汽推进速度在10-16m/d之间。分析其原因,可能是由于热的传播规律造成:热汽往往向高处推进,注入的蒸汽也一样,井组的北部及西北部,构造相对较高,东南部构造位置较低,因此,蒸汽注入后,主要向北部及西北部方向推进,速度也比较快,形成了北部见效比较明显,南部见效较差的现象。

  纵向上注汽状况分析。第1层:该层在齐40-17-028井的测井划分中对应11号小层,该层的相对吸汽量只有2.76%,吸汽量很小,只有东部和南部的4口井存在注汽流线,并且只是一种趋势,目前来看,还难以形成注汽见效。压力分布上来看,井组北部的压力相对比较低。

  第2层:该层在齐40-17-028井的测井划分中对应13号小层,与第一层一样,该层的吸汽量也很小,只有6.11%,难以形成注汽见效;除了西北角的三口井和南部四口井外,该层其它井都存在蒸汽流线趋势,如果增加该层的注汽量,这些井将容易见到注汽效果;该层压力分布呈现齐40-17-028井周围压力较高,向四周逐渐均匀降低的现象。

  第3层:该层在17-028井的测井划分中对应16、17、18号小层,该层的厚度较大,整体上平面分布也相对稳定,流线分布上,除了距离较远的齐40-19-291井外,其它15口监测井都存在蒸汽流线;其相对吸汽量为24.95%,但从目前的情况来看,还没有形成蒸汽突破,如果适当增加该层的注汽量,该层将最容易见效。压力分布方面,该层在注入井齐40-17-028井周围用力较高,其它部位由注入井向四周均匀下降,下降的幅度不是很大。

  第4层:对应齐40-17-028井的第19号小层,该层分布范围广且比较稳定,厚度大,渗透率高,其相对吸汽量达到了57.96%,占了全井吸汽量的近五分之三,从拟合的结果来看,本次示踪剂突破的12口井,都是在该层突破的。由于该层渗透率高,连通性好,注入的蒸汽在大孔道中快速突破到一线生产井,甚至到达了二线的生产井。一方面,可以使各井注汽见效,提高油井产量;另一方面,蒸汽快速突破,产生汽窜,也容易降低蒸汽的驱替效率。

  第5层:对应齐40-17-028井的第20号小层,该层在监测区域内,射开生产的油井不是很多,主要集中在南部,因此,蒸汽流线波及到6口井,从吸汽剖面上看,该层相对吸汽量也只有8.22%,与第一、二层一样,吸气量较少,目前也没有蒸汽突破井。压力分布上,该层注入井周围压力较高,南部压力相对来说较高,北部压力较低。

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  6.结论与建议

  在本次齐40-17-028井组的井间气体示踪监测中,16口监测井有12口井见到了示踪剂显示,为进一步开展汽驱动态分析及措施调整提供了理论依据,实现了示踪监测的目的。因此,建议如下:

  目前齐40-17-028井约三分之二的注入蒸汽都流入了19号小层,使该层蒸汽突破较快,大部分井都产生了汽窜现象,一方面影响了注入蒸汽的效率,另一方面,纵向上其它层因吸汽量较少,特别是第一、二、五这三层,很难实现注汽见效,第三层目前虽然有一定的吸汽量,但还没有见到蒸汽突破,因此,建议对17-028井实施分层注汽,加强第一、二、五层的注汽量,适当增加第三层注汽量,控制第四层注汽量,以实现纵向上均衡开发。

  从本次示踪的结果来看,蒸汽构造高处流动有一定规律,因此,建议对比一下其它注汽井的情况,在今后选定注汽井的时候,尽量选择构造低点,让蒸汽向高处推进,可以实现更多井注汽见效。

  参考文献

  [1] [美]K.C.洪.蒸汽驱油藏管理(P8-P10).北京:石油工业出版社,1996.06

  [2] 张义堂等.热力采油提高采收率技术(P167-P177). 北京:石油工业出版社,2006.05

  [3] Welge H E. Super Sleuths Trace Flow of Injected Gas[J]. Oil & Gas Journal, Aug.29, 1955:77~79.

  

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