边底水稠油油藏火驱开发技术

2016年12月第35卷第6期大庆石油地质与开发Petroleum Geology and Oilfield Development in DaqingDec.，2016Vol.35No.6收稿日期：2016-01-23改回日期：2016-06-12基金项目：国家科技重大专项“辽河、新疆稠油/超稠油开发技术示范工程”（2016ZX05055）。

作者简介：董文明，男，1985年生，工程师，现从事稠油开发研究。

E-mail ：dongwm1@DOI ：10.3969/J.ISSN.1000-3754.2016.06.023边底水稠油油藏火驱开发技术董文明（中国石油辽河油田公司，辽宁盘锦124010）摘要：为了解决稠油火驱开发技术在油藏水侵入后热效率低且火线无法形成和扩展的问题，以辽河油田J1块为例，对边底水油藏转火驱开发技术进行了研究。

主要通过室内物理模拟及数值模拟研究，揭示了水侵油藏实施火驱开发具有抑制边底水、湿式燃烧等作用机理，验证了技术的可行性，并通过油藏工程计算等方法，结合边底水油藏火驱开发机理，优化了火驱操控参数，初步形成了边底水油藏转火驱设计方法。

研究成果为稠油油藏实施开发方式转换储备了新技术。

关键词：稠油；边底水油藏；水侵；火驱；参数优化中图分类号：TE345文献标识码：A文章编号：1000-3754（2016）06-0123-05FIＲE-FLOOD PＲODUCING TECHNIQUE FOＲTHE EDGE-BOTTOM-WATEＲHEAVY OIL ＲESEＲVOIＲSDONG Wenming（PetroChina Liaohe Oilfield Company ，Panjin 124010，China ）Abstract ：In order to solve the problems of the lower thermal efficiency ，no ways to form and extend for the fire lines after the water invasion for the heavy oil reservoir produced by the fire flooding ，taking Block J1of Liaohe Oil-field as an example ，the inverted fire-flood developing technique was researched from the edge and bottom water displacements of the kind of the reservoir．Mainly through the studies on the indoor physical and numerical simula-tions ，the acting mechanisms are shown as follows for the above production ：constrain the edge-bottom water ，wet combustion and so on ，the feasibility of fire flooding technique is verified ，meanwhile with the help of the reservoir engineering calculating method and so forth ，and furthermore integrated with the producing mechanisms of the edge-bottom water reservoirs ，the parameters of the fire flooding control are optimized ，thus the inverted design method from the edge-bottom water displacement to the fire flooding is generally established．The achievements have provid-ed the new inverting technique for the production of the heavy oil reservoirs．Key words ：heavy oil ；edge-bottom water oil reservoir ；water invasion ；fire flooding ；parameter optimization 辽河油田J1块为典型的边底水稠油油藏，油藏埋深923 1055m ，平均孔隙度30.6%、平均渗透率2180μm 3，原油黏度7700mPa ·s ，油层平均厚度20.9m ，单层厚度一般为1.0 3.5m ，属于深层边底水互层状普通稠油油藏。

区块于1984年投入蒸汽吞吐开发，目前采出程度40.6%，可采储量采出程度已达96%，已处于吞吐开发末期，亟需进行开发方式转换。

边底水类型油藏随着吞吐降压开发，地层水逐渐侵入到油藏，目前区块大部分油井均已不同程度发生水淹，回采水率达到210%。

油藏水侵后治理难度很大，然而进行开发方式转换也存在技术瓶颈，在现有的技术条件下，蒸汽驱、SAGD等利用汽化潜热驱替原油的开发方式［1］受到水侵影响，大部分热将被水体吸收，难以实现有效蒸汽驱替，然而近些年来随着火驱开发技术在不断成熟，可以考虑在该块转火驱方式开发，可能成为提高采收率的有效接替方式。

本文结合J1块的油藏地质特征，对边底水油藏实施火驱开发的可行性进行论证，并依据水侵油藏蒸汽吞吐后开发潜力实施火驱试验井组部署，重点对火驱点火方式、注气速率等火驱操控参数进行优化设计。

1边底水油藏蒸汽吞吐规律及潜力1.1吞吐开发规律J1块受到边底水影响，蒸汽吞吐开发阶段表现为明显的水侵特征，周期回采水率指标可直接反映出地层水的侵入状况，通过对油井不同吞吐周期回采水率变化统计发现，随吞吐周期增加区块周期回采水率总体呈上升趋势，第3周期开始，周期回采水率即达到100%以上，此时油井产出水量超过注入水量，说明油藏中已经有外来水侵入，在10周期左右回采水率最高，达到260%左右，之后周期回采水率略有下降，目前仍为200%左右，说明区块在蒸汽吞吐阶段油藏水淹程度较高，且边底水能量较足。

1.2水侵规律根据油藏构造特点、水体范围和油井生产动态等资料，对J1块水侵规律进行了分析。

区块东南方向构造低部位发育有大面积的边底水，随着吞吐降压开采，边水侵入主要发生在构造中低部位，具有低部位油井先见水、高部位油井后见水的特点，油层自下而上水侵程度逐渐减弱。

单井表现为油井见水初期，产油量依然很高，当边底水突破油层并与油井间形成“连通水道”时，产油量迅速下降，含水率上升至90%以上，周期回采水率大幅上升［2］。

目前J1块已有88.5%的油井明显发生了水侵，且以油藏东南部的边底水侵入为主。

J1块水侵可进一步划分为2大类，一类为强水淹井，该类油井一般距离边水较近，投产后短时间即见水，水淹程度较高，但采出程度低；另一类井是弱水淹井，该类井距边水较远，缓慢水淹，水淹程度较轻，但采出程度较高，这类井主要处于构造较高部位。

1.3剩余油潜力J1块开发目的层纵向上可分为6个地质小层，下部的5—6小层距离边水较近，油井以强水淹为主，生产时间短，采出程度较低，为24.4% 33.8%，剩余油饱和度高；上部的1—4小层以弱水淹为主，生产时间长，采出程度高，达35.5% 45.4%，剩余油饱和度相对较低。

虽然J1块已经整体步入高含水阶段，但是局部区域和层位仍然具备较大的开发潜力，尤其油层下部5—6小层属暴性水淹层位，生产周期短，一般仅为3 4个周期，目前剩余油饱和度可达50%以上，开发潜力较大，且在该类油层中开展火驱开发研究具有一定指导意义。

2水侵油藏火驱可行性分析2.1火驱物理模拟模拟J1块储层条件，建立一维火驱物理模拟实验装置，装置主体部分尺寸为42cmˑ9cmˑ3.6cm，可以承受的最高温度为900ħ。

实验过程主要包括高压舱系统安装、实验模型调试、火驱模拟实验、试验结果分析等。

主要分析参数包括空气耗量、火线前缘推进速度、驱油效率、原油性质、火驱尾气等。

首先采用油拌砂装填法配置含油饱和度为15%、20%、30%、60%不同条件下火驱燃烧实验。

结果表明，即使在含油饱和度仅为15%的条件下，仍能实现高温氧化燃烧，燃烧峰值温度为500 550ħ，随含油饱和度增大，燃烧峰值温度略有增加［3］，可达600ħ左右。

说明即使在较低的含油饱和度条件下，仍可实现稳定高温氧化燃烧，且含油饱和度越低，燃料消耗越快［4］，火线波及速度越快。

相同的实验条件下，在装置中加入水体，模拟有水条件下火驱燃烧实验。

当油藏含油饱和度为30%，含水饱和度为70%时，实验模型仍可实现持续稳定高温氧化燃烧，但点火时间较无水条件延长约1倍，主要是油藏中有水体侵入时，点火器需·421·大庆石油地质与开发2016年要先将附近水体加热到一定温度后才能够成功点火，所以在设计火驱操控参数时，需要将点火时间适当延长。

对比了相同含油饱和度情况下，无水和有水条件下实施火驱后的温度变化，当油藏中含水时，火线前缘需要不断的推动前方水体，且水体吸收了一部分热量，导致火线前方的高温区带变窄。

所以为了保证水侵油藏火线连续推进，火驱的注气强度需要适当增加，提高火驱过程的放热量［5］。

2.2数值模拟利用热采数值模拟软件，建立与J1块油藏物性条件相近的火驱数值模型，模型采用正交均匀网格系统，平面方向网格步长分别为2m和3m，单层厚度3m，纵向上建立了6套油层，5套泥岩隔夹层，孔隙组分包括油、气、水三相，原油黏度13Pa·s，并在模型构造低部位模拟地层水体，研究边底水油藏火驱开发机理。

从模拟结果来看，即使在有边底水侵入条件下，J1块油藏仍能够成功点火，且火线可保持稳定推进，地层能量得到有效恢复，压力上升2 3MPa，油藏的供液能力增强，火驱油井产量大幅上升。

地层压力升高对水体侵入具有一定抑制作用，水侵范围明显减小，说明边底水油藏实施火驱具有增压抑制边水的开发机理。

同时，油藏中由于水体的存在，火线前缘水体可转化为饱和蒸汽，一定程度上实现湿式燃烧的效果，井组的动用程度进一步增加。

印度Balol油田也属边底水发育类型油藏，蒸汽吞吐后通过转火驱方式开发，实现了产量的大幅度提升。

该油田火驱初期采用五点面积式井网，后期转入线性火驱井网开发，火驱后日产油量从300t左右上升到618t，含水率下降到58%。