火山裂缝型油藏氮气泡沫驱技术研究与应用
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摘 要：黄沙坨油田为块状边底水火山粗面岩油藏，天然能量投入开发，开发过程中暴露出储层非均质性强、底水锥进严重等特点，常规措施效果差，转注水开发后水窜严重，实施1井组氮气泡沫驱先导试验取得良好增油效果。
关键词：粗面岩;裂缝;低注高采;氮气;泡沫
黄沙坨油田为国内仅见的火山粗面岩油藏，构造上为东高西低、南高北低的单斜构造，储集空间为孔隙-裂缝双重孔隙介质，储层渗透率低0.8mD，非均值性强。油藏具有边底水，天然能量充足，油井投产多数以压裂自喷投产，单井最高产能达100吨以上。受裂缝型油藏固有因素影响，油田开发没有稳产期，最高采油速度3.2%，之后产量迅速下降，最高自然递减率52%。目前油田采出程度9.1%，采油速度仅0.1%，日产油仅为30吨，油田濒临废弃。
近年来油田开发方式呈现多元化，老油田进入整体提高采收率时代，非烃气驱作为裂缝型稀油油藏提高采收率的有效方式，在辽河油田已经进入规模实施阶段。黄沙坨油田的小12-13井组作为辽河油田最早实施的氮气泡沫驱先导试验井组，取得了良好的试验效果，实现了井组产量翻翻，井组最高日增油10.5吨，含水下降5.1%，阶段增油3500吨。黄沙坨油田氮气泡沫驱试验的成功实施，对裂缝型油藏的开发方式转换做出了有益探索。
1 油田开发存在的主要问题
黄沙坨油田经过5年的天然能量开发，地层压力下降至饱和压力以下，低于饱和压力3MPa。为补充地层能量，油田2005年转注水开发，方案预计提高采收率7.1%。截止目前累计转注20口井，月注采比1.3，地層压力已恢复至饱和压力以上，但注入水沿主裂缝窜进严重，最高水驱推进速度100m/d，水窜井占对应油井数的57%，注采井间形成无效水循环，水驱有效期仅1年，增油效果差，亟需转换开发方式。
2 氮气泡沫驱驱油机理研究
裂缝型油藏氮气泡沫驱主要驱油机理分为泡沫体系对宏观裂缝封堵和氮气驱油两方面。
2.1 氮气的主要作用
一是气体重力分异驱油和次生气顶压水锥。黄沙坨油藏为单斜构造，氮气在构造低部位注入，气体在重力分异的作用下，向构造高部位运移驱油，最终在顶部盖层的遮挡下，形成次生小气顶向下压锥。
二是低界面张力驱油。氮气与油之间的界面张力原小于油水之间的界面张力，氮气可以进入水驱波及不到的微裂缝中驱油。
三是弹性膨胀驱油。氮气不溶于水，较少溶于油，具有良好的膨胀性，氮气进入微裂缝后依靠自身体积弹性膨胀挤压、驱替原油。
2.2 泡沫的主要作用
一是扩大波及体积。目前黄沙坨油田宏观裂缝已全部水淹，在氮气泡沫驱过程中，泡沫遇水起泡，在大裂缝中堆积，增大流动阻力，对气体产生封堵作用，抑制气窜。随着驱替的进行，大裂缝内阻力不断加大，泡沫转向向含油饱和度高的微裂缝运移，泡沫遇油消泡后释放出氮气挤压驱替微裂缝中原油，扩大波及体积。
二是提高微观洗油效率。在裂缝型油藏中，大裂缝中剩余油以油膜形式存在。氮气泡沫驱泡沫体系中的表面活性剂可以降低油膜表面张力，使油膜更易剥离、乳化、携带、参与流动。
3 先导试验井组筛选及效果
3.1 先导试验井组选井原则
注入井方面，按照“低注高采”的原则优选主体部位构造腰部裂缝较发育的井，确保注入井注的进;采油井方面：
一是井组位于构造高部位，剩余油富集区，具有一定产能的生产井。
二是井组井网完善程度高，油井开井率高的生产井。
三是井组注采井段对应，连通性好的生产井。
3.2 注入参数设计
过数值模拟计算不同注采比、气液比情况下的最终采收率，优选最优注采参数为：注采比1：1，气液比2：1。
3.3 先导试验井组注入历程
试注水阶段：历时13天，注水压力8MPa，日注水量80方，累注水910方;
第一阶段注氮气泡沫：历时88天，日注泡沫液80方，注入压力18.5MPa，累注泡沫液6732方，氮气182.6万方;
第二阶段注氮气水：历时62天，日注水60方，注入压力18.5MPa，累注水3656m3，氮气152.04万方。试验井组累计注气1032万方，折算地下体积6.5万方。
3.4 先导试验井组试验效果
井组高峰期日产油由注气前的11.3吨最高上升到21.8吨，日增油10.5吨，含水从93.5%下降至88.4%，下降5.1%，阶段增油3500吨，投入产出比1：1.75。
4 结论
①黄沙坨油田矿场实践表明，氮气泡沫驱是提高裂缝型火山岩油藏采收率的有效手段;
②对于单斜构造，采用“低注高采”的注采方式有利于氮气上浮驱油;
③泡沫体系可有效封堵宏观裂缝，提高气驱波及体积，对改善裂缝油藏气驱效果具有重要意义。
参考文献：
[1]刘俊荣.辽河油田开发技术座谈会文集[M].北京：石油工业出版社，2004：186-209.
[2]周玉衡.氮气泡沫机理及应用[J].内蒙古石油化工，2007 （3）：101-102.
作者简介：
王佳（1986- ），男，工程师，研究方向：油藏开发。
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