聚驱开发过程中的节能措施及应用

刘国超（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

聚驱开发过程中的节能措施及应用

刘国超（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

为减少由于聚驱动态指标变化快而导致的聚驱开发过程中不必要的能耗，在某聚驱区块开发全过程中根据注入压力、产液量、吸水剖面等动态指标的变化情况，及时对各含水阶段的注采井采取调剖、下调参、停注高渗层等相应的技术手段，取得了全过程累计节约注水117.74×104m3、累计节约用电804.28×104kWh的良好效果，对其他新开发的聚驱区块具有重要的指导意义。

聚合物驱；注入压力；吸水剖面；调剖；节能

聚合物驱油大约开始于20世纪50年代，大庆油田于20世纪90年代开始推广应用，目前每年聚驱产量高于1000×104t。在聚驱开发过程中采用调剖、调参、停注高渗层等措施在保证开发效果的前提下节约用水用电，可以降低聚驱开采成本，增加油田效益[1]。

1 聚驱各阶段动态变化特征

聚合物驱按照含水的变化特征可以划分为空白水驱、含水下降期、含水低值期、含水回升期及后续水驱等五个阶段（图1）。空白水驱阶段注入溶液为污水，主要目的为驱替水驱可采剩余油及弥补地下亏空，为聚驱做准备；含水下降期为聚合物刚开始注入，聚合物段塞在油层中初步形成，高渗透条带得到一定封堵，部分水驱无法动用储量得到动用，扩大了波及体积，在开发动态指标上表现为注入压力上升、含水下降、产液量下降、产油量上升、吸入剖面改善；含水低值期为聚合物注入一定时间，油层中形成完整的聚合物段塞，聚合物段塞在油层中整体推进，中低渗透油层得到最大程度动用，在开发动态指标上表现为注入压力在一个较高水平基本稳定，含水下降到最低点（一般为10～20个百分点）并稳定一段时间，产液量下降到注聚前的60%～70%；含水回升期为聚合物段塞推进到采出端，吸入剖面出现反转，高渗层吸入量增加，含水逐步回升；后续水驱为含水上升到一定程度（一般为94%以上），为降低注入成本、提高经济效益，停止注聚转为注水开发的阶段。

图1 聚驱全过程各阶段含水变化

2 聚驱过程中节能措施

2.1 空白水驱阶段优选调剖井，控制低效无效循环

在空白水驱阶段，由于储层在纵向上发育的非均质性，导致厚油层底部的高渗透层吸入量大，注入水从厚油层底部高渗透条带迅速推进，形成低效无效循环，影响开发效果，浪费注水及能耗。以某油田某聚驱区块为例，该区块空白水驱阶段18口注入井注入压力低，仅为11.1 MPa，较全区低1.4 MPa，有效厚度16.1 m，较全区高2.9 m，渗透率643×10-3μm2。较全区高60×10-3μm2。根据同位素测井剖面显示，调剖井吸入量主要集中在渗透率大于800×10-3μm2的高渗透层，相对吸入量达到63.8%，较全区平均值高13.8个百分点（表1），周围44口采油井含水96.8%，较全区高2.3个百分点，表明油层中存在低效无效循环条带。

表1 某聚驱区块注聚前调剖井基本情况对比

针对这18口注入井采取注聚前颗粒调剖，封堵高渗透层，调剖后注入压力上升到12.7 MPa，上升了1.6 MPa，吸入剖面得到明显改善。小于500× 10-3μm2的中低渗透层吸入厚度比例增加11.7个百分点，相对吸入量增加9.8个百分点；大于800× 10-3μm2的高渗透层相对吸入量降低16.1个百分点（表2），表明高渗透层得到有效封堵，低效无效循环条带得到有效控制。调剖后将18口井注入量由2340 m3下调到1890 m3，年节约注水16.43×104μm3。按照萨北开发区平均注水能耗5.4 kWh/m3计算，节约用电88.72×104kWh。在改善开发效果的同时，节约注入水量又减少了区块的注水能耗。

表2 某聚驱区块调剖井调剖前后吸水剖面变化情况

2.2 含水低值期产液量下降，及时下调机采参数减少能耗

聚驱区块由于聚合物段塞对高渗透层的有效封堵，中低渗透层得到动用，采油井含水下降；同时由于高渗透层渗流能力的下降，地层供液能力也相应降低，当进入含水低值期，油井产液能力也下降到最低值。根据多个聚驱区块的实际开发经验，在含水低值期产液量一般可以下降30～40个百分点，以某聚驱区块为例，含水低值期日产液量为5200 t，较空白水驱下降了2800 t，下降幅度达到35%。由于产液量下降，在机采井动态控制图版上，部分在空白水驱时期位于合理区的采油井在含水低值期移动到参数偏大区（图2），表明该部分采油井在含水低值期泵效低，机采参数偏大，这种情况既加大了发生泵况问题井的概率，又造成了抽油机井不必要的能耗[2]。因此，在含水低值期应对产液量下降幅度大的采油井及时下调机采参数，放大生产压差[3]。该区块在含水低值期共下调抽油机冲速28口，电泵井缩小油嘴11口。调参数后，39口采油井平均百米吨液耗电量下降1.24 kWh，39口采油井日均节约用电1560 kWh，年节约用电56.16×104kWh。

图2 聚驱不同阶段相同参数的油井动态控制图版

2.3 含水回升后期停注高渗层，节约注入量

聚驱区块进入含水回升期，随着高渗透层聚合物段塞的突破，注入端注入压力下降，采出端综合含水、采聚浓度上升，在吸入剖面上表现为剖面反转。以某开发区某聚驱区块注入井A井为例，该井在注聚前的2012年只有高渗透层PI5-1吸水，吸入厚度比例仅为38.9%，低效无效循环严重；注聚22个月后的2014年5月注入剖面得到明显改善，中低渗透层开始动用，吸入厚度比例达到84.6%，高渗层PI5-1相对吸入量下降到42.4%，下降57.6个百分点，表明高渗层的低效无效循环得到有效控制，周围采油井含水下降到最低值；随着聚合物段塞在高渗层突破，2016年吸入剖面发生反转变差，吸入厚度比例降低到44.2%，下降了40.4个百分点，高渗层相对吸入量增加到52.5%，增加10.1个百分点（图3），低效无效循环条带重新形成，周围采油井含水回升速度快。该阶段为控制含水回升速度同时节约注入量，可以采取分层措施，将高渗透层投死嘴停注，同时加强中低渗透层注入强度，控制区块含水回升速度。该聚驱区块目前处于含水回升后期，对高含水区27口注入井停注高渗层，停注后日节约注水950 m3，年节约注水34.68×104m3，周围采油井含水回升速度明显下降，日产油基本维持稳定。

图3 聚驱不同阶段吸入剖面变化

3 现场应用

以某开发区某聚驱区块为例，该区块于2010年11月投产，2012年7月开始注聚，2012年10月开始见效，2013年8月进入含水低值期，2014年9月进入含水回升期，目前区块综合含水率94.4%，阶段采出程度15.73%，提高采收率11.30%，预计提高采收率可达15.61%，取得了较好的聚驱效果。该区块在聚驱全过程中根据注入压力、产液量、吸水剖面等指标的变化情况采取调剖、下调参、停注高渗层等措施，其中注聚前调剖18口，含水低值期下调参39口，含水回升期停注高渗层27口，累计节约注水117.74×104m3。按照开发区平均注水能耗5.4 kWh/m3计算，节约用电635.80× 104kWh；下调参节约用电168.48×104kWh，全过程累计节约用电804.28×104kWh，累计可节约成本755.69万元。

4 结论

1）聚驱不同含水阶段针对性地采取调剖、下调参及停注高渗层等措施可以取得良好的节水、节能效果。

2）空白水驱阶段针对存在低效无效循环的高渗透层进行调剖，在改善吸入剖面的同时，可以节约注水量及注水能耗。

3）低值期针对产液量下降幅度大、工作制度不合理的采油井，下调冲速、缩小油嘴，可以有效地节约耗电量。

4）含水回升期针对高渗层聚合物段塞突破、形成低效无效循环条带的注入井，分层停注，在控制含水回升速度的同时，可以节约注水量、减少注入能耗。

[1]杨承志，廖广志，何劲松，等.化学驱提高石油采收率[M].北京：石油工业出版社，2007:208-219.

[2]王枢琳.机采系统能效对标方法探讨[J].石油石化节能，2015，5（3）:44-46.

[3]张鹏.DFJ-FC型抽油机高效节能设备在油井上的应用[J].石油石化节能，2015，5（2）:25-26.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.12.014

2016-06-30

（编辑 李发荣）

刘国超，工程师，2010年毕业于中国地质大学（武汉），从事油田开发动态管理工作，E-mail：liuguochao123@126. com，地址：黑龙江省大庆市大庆油田有限责任公司第三采油厂地质大队，163113。