强边底水油藏特高含水期CO2吞吐差异挖潜技术研究

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.061

摘要/Abstract

摘要：

冀东油田浅层强边底水油藏已整体进入特高含水开发阶段,剩余油高度分散、含油饱和度不均,不同油井CO₂吞吐效果差异大,难以实现油藏整体高效开发。考虑到油藏含油饱和度不同,差异设计CO₂吞吐段塞组合及开发政策,改善CO₂吞吐开发效果是十分必要的。利用二维物理模拟及油藏数值模拟,研究不同CO₂吞吐方式控水增油机理,定量评价不同CO₂吞吐方式适应含油饱和度界限,建立不同含油饱和度下吞吐注采参数差异化设计图版。研究结果表明:剩余油饱和度介于0.47~0.50之间时,CO₂吞吐技术经济综合效果最优;剩余油饱和度介于0.43~0.47之间时,CO₂+堵剂吞吐方式最优;剩余油饱和度介于0.375~0.430之间时,CO₂+表活剂+堵剂吞吐方式最佳。上述研究成果对特高含水油藏CO₂吞吐差异设计精准挖潜剩余油,实现油藏整体高效开发具有重要意义。

关键词: CO₂吞吐, 特高含水阶段, 差异设计, 强边底水

Abstract:

The shallow strong edge and bottom water reservoir in Jidong Oilfield has entered the stage of ultra-high water cut development. The remaining oil is highly dispersed and the oil saturation is uneven. The effect of CO₂ huff and puff in different oil wells is different, which is difficult to achieve the overall efficient development of the reservoir. Considering the different oil saturations of reservoirs, it is necessary to design the slug combination and development policy of CO₂ huff and puff, so as to provide guidance for improving the development effect of CO₂ huff and puff. By means of two-dimensional physical simulation and reservoir numerical simulation, the mechanism of water control and oil increase in different CO₂ huff and puff methods is studied, and the oil saturation limit corresponding to different CO₂ huff and puff methods to oil saturation is quantitatively evaluated. The differential design chart of injection and production parameters under different oil saturation is established. The results show that when the residual oil saturation is between 0.47 and 0.50, the comprehensive economic effect of CO₂ huff and puff is the best. When the remaining oil saturation is between 0.43 and 0.47, the CO₂+plugging agent throughput method is the best. When the residual oil saturation is between 0.375 and 0.430, the CO₂+surfactant+plugging agent throughput is the best. The above research results are of great significance for the differential design of CO₂ huff and puff in ultra-high water cut reservoirs to accurately tap the remaining oil and realize the overall efficient development of reservoirs.

Key words: CO₂ huff and puff, typical high water cut period, differential design, strong edge and bottomwater

中图分类号:

P618.1
TE34

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图/表 17

表1 三种CO2吞吐方式提高采收率效果

Table 1 Enhanced oil recovery (EOR) enhancement effect of three CO2 huff and puff methods

吞吐技术及参数		CO₂ 吞吐		CO₂吞吐转 CO₂+堵剂吞吐	CO₂吞吐转 CO₂+堵剂吞吐转 CO₂+表活剂+ 堵剂吞吐
水驱采收率/%		18.50		17.34	18.60
单轮吞吐总注入量/PV		0.06		0.06	0.06
一轮	提高采收率/%		12.41	15.21	14.07
一轮	换油率/(t油/tCO₂)		2.23	2.74	2.53
二轮	提高采收率/%		9.13	9.34	10.23
二轮	换油率/(t油/tCO₂)		1.64	1.68	1.84
三轮	提高采收率/%		2.95	12.86	11.07
三轮	换油率/(t油/tCO₂)		0.53	2.31	1.99
四轮	提高采收率/%			2.85	10.27
四轮	换油率/(t油/tCO₂)			0.51	2.22
五轮	提高采收率/%				2.26
五轮	换油率/(t油/tCO₂)				0.49
合计	提高采收率/%		24.50	40.26	47.90
合计	换油率/(t油/tCO₂)		1.47	1.81	1.85

图1 水驱-转CO2吞吐生产动态曲线

Fig.1 Dynamic curve of water flooding to CO2 huff and puff production

图2 水驱-转CO2吞吐-转CO2+堵剂吞吐生产动态曲线

Fig.2 Dynamic production curve of water flood-CO2 huff and puff-CO2+ plugging agent huff and puff

图3 水驱-转CO2吞吐-转CO2+堵剂吞吐-转CO2+表活剂+堵剂吞吐生产动态曲线

Fig.3 Production dynamic curve of water flooding-conversion to CO2 huff and puff-conversion to CO2+blocking agent huff and puff-conversion to CO2+surfactant+blocking agent huff and puff

表2 浅层油藏概念模型基本参数

Table 2 Basic parameters of conceptual model for shallow reservoir

倾角/℃	长宽比	油层厚度/m	韵律	含油面积/km²	油藏温度/℃	孔隙度/%	渗透率/mD	井距/m	排数
4	4	5	正韵律	0.15	65	25	1 400	120	2

表3 浅层油藏概念模型原油及地层水物性

Table 3 Conceptual model of shallow reservoir oil and formation water physical properties

原油物性					地层水物性
地下原油密度	地下原油黏度	凝固点	含蜡量	胶质+沥青	水型	黏度/	总矿化度	阴离子浓度	二价阳离子浓度
/(g/cm³)	/(mPa·s)	/℃	/%	/%	水型	(mPa·s)	/(mg/L)	/(mg/L)	/(mg/L)
0.86	4	20	10.8	16.6	碳酸氢钠	0.4	2 433	1 601	24

图4 浅层油藏概念模型相渗曲线 (a) 浅层油藏概念模型油水相渗曲线;(b) 浅层油藏概念模型气液相渗曲线

Fig.4 Phase permeability curve of conceptual model for shallow reservoir

图5 浅层油藏概念模型 (a)渗透率模型(平面),单位mD;(b) 含油饱和度模型(纵向)

Fig.5 Conceptual model of shallow reservoir

图6 CO2+堵剂吞吐增油机理示意图 (a) CO2吞吐含气饱和度图;(b) CO2+堵剂吞吐含气饱和度图

Fig.6 Schematic diagram of CO2+ plugging agent huff and puff oil enhancement mechanism

图7 CO2+堵剂+表活剂吞吐增油机理示意图 (a) CO2+堵剂吞吐含油饱和度图;(b) CO2+堵剂+表活剂吞吐含油饱和度图

Fig.7 Schematic diagram of CO2+ blocking agent + surfactant huff and puff oil enhancement mechanism

图8 三种吞吐方式技术界限

Fig.8 Technical limits of the three throughput modes

图9 CO2+堵剂+表活剂吞吐技术失效界限

Fig.9 Failure limit of CO2+ blocking agent + surfactant huff and huff technology

图10 不同含油饱和度下首轮吞吐半径对开发效果的影响 (a)吞吐半径对吞吐增油量的影响(So=0.57);(b)首轮吞吐半径与含油饱和度关系

Fig.10 Influence of initial huff and puff radius on development effect under different oil saturations

图11 不同含油饱和度下注入量逐轮增加比例对开发效果的影响 (a)逐轮增加比例对吞吐增油量的影响(So=0.57);(b)逐轮增加比例与含油饱和度关系

Fig.11 Influence of increasing proportion of injection volume on development effect under different oil saturations

图12 不同含油饱和度下吞吐轮次对开发效果的影响 (a)吞吐轮次对吞吐产出投入比的影响(So=0.57);(b)吞吐轮次与含油饱和度关系

Fig.12 Influence of huff and puff rounds on development effect under different oil saturations

图13 不同吞吐注入量所需的焖井时间

Fig.13 Required soaking time under different huff and puff injection rates

图14 不同含油饱和度下采液速度对开发效果的影响 (a)采液速度对吞吐增油量的影响(So=0.57);(b)采液速度与含油饱和度关系

Fig.14 Influence of fluid extraction speed on development effect under different oil saturations

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强边底水油藏特高含水期CO₂吞吐差异挖潜技术研究

Study on Different Potential Exploitation Technology of CO₂ Huff and Puff in High Water Cut Period of Strong Bottom Water Reservoir

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