稠油出砂冷采技术在八面河油田应用的可行性探讨.docVIP

稠油出砂冷采技术在八面河油田应用的可行性探讨 盛 剑 清河采油厂工艺研究所 摘要： 注蒸汽开采是提高稠油油藏采收率的有效方法，但存在着采油成本高以及在高轮次吞吐后期含水上升、 产量递减加剧等问题。结合八面河稠油区块的地质特点，对稠油出砂冷采技术在八面河油田应用的可行性进行了探讨，提出了建议。 关键词： 稠油 出砂冷采 八面河油田 八面河油田稠油区块主要分为东区的面138区和西区的面120区。面120区动用含油面积6.93km2，地质储量1285.5×104t，面138区动用含油面积10.46km2，地质储量1461.6×104t。近年来八面河油田加大了对东西区稠油油藏开发动用，稠油产量逐年上升，从2001年的2.3万吨上升到2009年的17.6万吨，占八面河油田总产量的比例也由2001年的3.4%上升到2009年的25.9%，稠油开采已成为八面河油田上产、稳产的重要手段。目前八面河油田稠油区块主要实施热采开发，但热采工艺存在单井投入大，投资风险高，工艺复杂的缺陷。而且经过多轮次热采后，热采效果逐轮次下降。稠油区块有相当多的井由于井况、高含水和储层物性差等原因导致热采潜力小，这些井必须进行冷采开发。 稠油冷采工艺是采用物理或化学方法改善稠油的流动性，而不需要向油层内注蒸汽。冷采工艺不仅可以降低稠油的开采成本，而且可以减少蒸汽对地层的伤害。对于不适合注汽或注汽经济性差的稠油油藏的开发，冷采是提高油井产能的一种有效途径。 为了降低采油成本,提高稠油开采经济效益 , 20世纪 90年代 ,加拿大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的工艺试验。其主要做法是不注蒸汽 ,也不采取防砂措施 ,射孔后直接进行生产 ,矿场上取得了令人意想不到的效果 , “出砂冷采 ” 这一概念正是在这种情况下建立起来的。经过十几年 ,特别是近几年的攻关研究 , “ 出砂冷采 ” 技术已进入现场实施阶段 ,并逐渐进行商业化开采。此外 ,委内瑞拉Copven石油公司、 中加公司也开展了稠油冷采试验 ,取得了一定的效果。在中国 ,开展此项工艺技术研究的单位很少 ,起步也较晚 ,理论研究很少 ,没有专门的部门从事理论研究 ,其工艺技术也在探讨和试验中。 1 稠油出砂冷采开采机理 在出砂冷采中，按照均质油藏稳定条件下的达西定律计算出的产量是很低的，但实际采油量却是理论计算值的几倍甚至几十倍，产油量的提高幅度是非常大。(1)疏松砂岩油层局部发生流化作用，砂子与液体一道流动，达西流速增大，砂岩结构发生破坏并不断发生流化作用。由于稠粘度高，且作用于流化作用发生部位的压力梯度高，导致该部位砂子迁移速度加快。崩落下来的砂子颗粒的侧向流速可能与流体流速极为接近，当流动砂流速与液相流速一致时，流动过程不会受阻，从而不存在压力降，这样油井的产量便会成倍地增加。 (2)随着砂子的产出，油层中产生不断向外延伸的高渗透带，致使流入井筒的流速不断增加 (3)消除堵塞和近井污染。稠油中含有沥青以及由复杂高分子所形成的半态物质。油井开采过程中，随着压力的降低及气体的析 ，这些物质会沉淀下来堵塞孔隙喉道，从而引起渗透率的下降。此外，稠油油藏中一般含有粒级极细的硅质矿物(石英和泥质等)，在高压力梯度和高粘度原油拖曳力的作用下，这些矿物将发生运移并堵塞孔隙喉道。如果砂子是通过动力学机制而发生剪切、膨胀和流化作用，则孔隙堵塞可以通过砂子的继续位移和进一步的侵蚀作用自动消除。这一现象已在出砂冷采高产井中得到证实。随着开采时间的延长，这些油井持续产出砂子，表皮系数负值越来越大。(1)油层的胶结状况 出砂冷采方法要求油层疏松、胶结程度低，且泥质含量较低(低于20％)。这样的油藏才有利于大量出砂，从而改善流动环境。(2)油层埋深与压力一般来说，油层埋藏越浅，胶结程度越低，越有利于出砂；但随之油层压力低、驱动能量小。理想的条件是：油层埋深小于1．0 km(300～800 m为最佳)，油层压力大于2．4 MPa，此时油层胶结疏松，又具有较高的地层能量。(3)油层厚度不能太低一般而言，油层厚度应在3 m以上，最好大于5 m．若油层太薄，出砂量和油井的产能就会受到限制。但在原油粘度相对较低、物性较好的情况下，适用厚度下限可进一步降低。(4)油层孔隙度、渗透率和饱和度适合出砂冷采的稠油油藏本身就具备良好的物性条件。一般要求孔隙度大于30％、渗透率大于0．5 mz、含油饱和度大于60％，低于该值将不利于出砂。(5)原油粘度和密度适中原油的粘度越高，其携砂能力越强，所形成的泡沫油的稳定性越好。原油粘度太高时，其流动性较差；粘度太低，携砂能力又受限制。从国外矿场经验来看，适合出砂冷采的脱气原油粘度为600～16 000 mPa·S，以2 000～5 000 mPa·s为佳。国外认为，适合出砂冷采的密度为0．93