雁翎油田注氮氣先導(dǎo)試驗2012.5.22

雁翎油田注氮氣先導(dǎo)試驗情況介紹華北油田公司2012年5月中國石油華北油田公司匯報提綱油藏概況一二三注氮氣前的研究工作注氮氣驅(qū)先導(dǎo)試驗效果評價雁翎潛山油藏構(gòu)造上處于冀中坳陷饒陽凹陷西北端的雁翎潛山帶。區(qū)域構(gòu)造位于饒陽凹陷蠡縣斜坡北部，構(gòu)造帶具有“兩隆一洼”的構(gòu)造格局，東側(cè)為雁翎潛山，西側(cè)為劉李莊潛山。雁翎油田任丘油田雁翎潛山油藏一、油田概況雁翎潛山分為南北兩個山頭，具有統(tǒng)一的油水界面（3077m），產(chǎn)油層位屬中元古界薊縣系霧迷山組，巖性以隱藻白云巖為主，為一復(fù)合型碳酸鹽巖底水塊狀油藏。探明含油面積8.3km2，地質(zhì)儲量1695×104t，其中北山頭955×104t，南山頭740×104t。截止2011年底，累積采出原油513.52×104t，地質(zhì)儲量采出程度30.3％，可采儲量采出程度99.73％，含水98.18%，已進(jìn)入開發(fā)后期階段。一、油田概況南山頭北山頭51、構(gòu)造特征

潛山內(nèi)幕構(gòu)造為一由南西向北東傾斜的鼻狀構(gòu)造。走向北東20-25度，頂部平緩，潛山西側(cè)被主斷層切割成陡崖，其內(nèi)部的雁44井?dāng)鄬訉⒀泗釢撋椒指顬槟稀⒈眱蓚€山頭，北山頭埋深2843m，南山頭埋深2967m。南山頭北山頭（一）地質(zhì)特征62、儲層特征儲層巖性以隱藻白云巖為主，發(fā)育有縫、洞、孔多種儲集空間,儲集類型為裂縫孔洞型。裂縫以高角度縫為主，傾角大于70℃的占79%。從滲流特征上看，具有雙重孔隙介質(zhì)特征。儲層以霧一、霧二組為主，隔夾層不發(fā)育，儲層在平面上和縱向上的非均質(zhì)都很強。儲層為中低孔、高滲儲層（孔隙度6%，有效滲透率1.97μm2）。II類儲層儲地比分布圖構(gòu)造高部位儲層比較發(fā)育，物性也較好（一）地質(zhì)特征73、蓋層分布及密封性

油藏的蓋層是下第三系沙二、三段的一套砂、泥巖地層。M1和M2泥巖層是兩個很好的密封蓋層。其中，M1泥巖層，厚度5.6～60.3米，穩(wěn)定分布在整個潛山頂部，無論從該層的巖性還是分布狀況看，密封性是可靠的。C1、C2砂礫巖超覆在霧迷山組地層之上，但巖性致密，發(fā)生氣竄的可能性不大。（一）地質(zhì)特征4、邊界斷層側(cè)向密封性

控制雁翎潛山油藏的斷層主要為油藏西側(cè)的斷層，斷距較大，在下降盤與油層部位對接的地層為第三系沙二段。由于斷層西側(cè)與潛山油藏接觸部位多為非滲透泥巖，同時，也存在同生斷層泥巖涂抹形成斷層泥的有利封閉條件，因此，該段地層對于雁翎潛山油藏起到了良好的封堵作用。（一）地質(zhì)特征5、油藏特征流體性質(zhì)

地面原油相對密度0.8941g/cm3，粘度104.6mPa.s；地下原油粘度15.9mPa.s；原油含蠟量14.5%，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)35.8%，凝固點39℃，體積系數(shù)1.06，飽和壓力1.35MPa。

地層水總礦化度2943mg/L，氯根1341mg/L，水型為NaHCO3。溫度和壓力系統(tǒng)

油藏具有統(tǒng)一的溫度和壓力系統(tǒng)，原始地層壓力30.12MPa，地層溫度118℃。（一）地質(zhì)特征10油藏類型

雁翎潛山為塊狀底水裂縫性碳酸鹽巖油藏。原始油水界面3077m，雁翎潛山北山頭頂面高度為2843m，最大含油高度234m；南山頭頂面高度為2967m，最大含油高度110m。原始油水界面3077米雁翎油田雁19井～7井剖面圖（一）地質(zhì)特征油藏于1977年11月投入開發(fā)，1978年2月開始注水。經(jīng)歷了產(chǎn)量上升、產(chǎn)量快速遞減和產(chǎn)量緩慢遞減三個階段。1、開發(fā)階段劃分低產(chǎn)緩慢遞減階段（81.12-目前）產(chǎn)量迅速遞減階段（78.7-81.11）產(chǎn)量上升階段（77.11-78.6）（二）開發(fā)簡況時間階段名稱時間（y.m）階段末生產(chǎn)井(口)階段末日產(chǎn)油(t)階段末含水(%)階段產(chǎn)油量(104t)階段末采油速度(%)階段采出程度(%)產(chǎn)量上升1977.11～1978.623799121.998.7817.215.83產(chǎn)量快速遞減1978.7～1981.113157190.1308.511.2318.2低速緩慢遞減1981.12～目前303398.2106.230.066.27雁翎油田不同開發(fā)階段生產(chǎn)數(shù)據(jù)表截止到2011年12月，雁翎油田共有采油井30口，開井10口；注水井6口，開井2口。日產(chǎn)油33t，日產(chǎn)水1768m3，累積產(chǎn)油513.52×104t，累積產(chǎn)水2959.70×104m3，采油速度0.06%，采出程度30.28%，含水98.2%。日注水2744m3，累積注水4455.9×104m3，累積注采比1.033。（二）開發(fā)簡況采用邊緣底部注水方式，早期注水保持地層壓力

采用邊緣底部注水方式早期注水，有利于形成一個比較穩(wěn)定的驅(qū)油前緣和重力作用的充分發(fā)揮。油藏于1977年11月投入開發(fā)，1978年2月開始注水，開發(fā)30多年來，目前仍有一部分油井在含水高于95%的情況下保持自噴生產(chǎn)。

采取了頂密邊稀的三角形井網(wǎng)布井采用裸眼方式完井，提高油井的完善程度為了延長油井見水時間，油層的鉆開程度一般都控制在30%以內(nèi)。2、開發(fā)過程中的主要做法（二）開發(fā)簡況1、任丘潛山與雁翎潛山儲層特性對比（三）任丘潛山與雁翎潛山對比相同之處不同之處均屬裂縫孔洞性碳酸鹽巖塊狀底水油藏；儲量規(guī)模：任丘油藏37606×104t，雁翎油田1695×104t。儲層同為霧迷山組地層，巖性以隱藻白云巖為主；最大含油高度：任11山頭922m，平均272m。

雁翎北山頭234m。平均86m。裂縫以高角度縫（均大于70°）為主；埋藏深度：任丘油藏的埋深較深(-3250m)。

雁翎油田的埋深較淺(-2843m)。從滲流特征上看，均具有裂縫系統(tǒng)和巖塊系統(tǒng)雙重孔隙介質(zhì)；裂縫的發(fā)育程度：任丘油藏比雁翎北山頭要差一些兩油藏?zé)o論在平面上還是縱向上，儲層非均質(zhì)性強，但隔夾層不發(fā)育，開發(fā)動態(tài)上反映油藏是一個連通的整體?？偪紫抖认嗤壕鶠?%。有效滲透率相近：任丘1.25μm2

；雁翎1.97μm2

。2、任丘潛山與雁翎潛山油藏特性對比油藏雁翎任丘霧迷山地面原油密度，g/cm30.89410.8887地面原油粘度，mP·s104.662.54地下原油粘度，mP·s15.98.21原油含蠟量，%14.517.3膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量，%35.826.45凝固點，℃3935.5體積系數(shù)1.061.083飽和壓力，MPa1.351.3地層水礦化度，mg/l29433795氯根，mg/l13411867水型NaHCO3NaHCO3溫度和壓力系統(tǒng)具有統(tǒng)一的溫度和壓力系統(tǒng)具有統(tǒng)一的溫度和壓力系統(tǒng)原始地層壓力，MPa30.1232.6地層溫度，℃118120雁翎與任丘油藏流體特性及溫度壓力系統(tǒng)對比表（三）任丘潛山與雁翎潛山對比匯報提綱油藏概況一二三注氮氣前的研究工作注氮氣驅(qū)先導(dǎo)試驗效果評價根據(jù)當(dāng)時方案要求，在雁翎油田北山頭雁33井開展注氮氣現(xiàn)場先導(dǎo)試驗，因此，針對雁翎油田北山頭開展了相應(yīng)的研究工作。1、油藏地質(zhì)研究重點突出了油藏的蓋層和斷層的密封條件研究，以及構(gòu)造形態(tài)與巖石體積計算，并重新論證了油藏孔隙類型，核實了儲量，建立了三維裂縫網(wǎng)絡(luò)，確定了構(gòu)造模型、儲層模型、流體分布模型。二、注氮氣前的研究工作2、室內(nèi)試驗研究開展了原油混相試驗、原油溶氣膨脹試驗、流體粘度試驗及流體界面張力試驗，并用PVTPACK熱動力學(xué)模型進(jìn)行了有關(guān)的計算?；煜鄩毫υ囼?/p>

氮氣難以實現(xiàn)混相驅(qū)，注入壓力為37MPa，采收率僅30％，天然氣可以實現(xiàn)混相驅(qū)。原油溶氣膨脹試驗

天然氣溶解度膨脹體積要遠(yuǎn)大于氮氣流體粘度試驗

注入天然氣原油粘度降低程度要大于注入氮氣界面張力試驗

注入天然氣氣油界面張力小于注入氮氣情況二、注氮氣前的研究工作1-注入速度=5cm3/h;2-注入速度=2.5cm3/h水驅(qū)試驗水驅(qū)條件下采收率與注入體積關(guān)系曲線

1-注入速度=5cm3/h;2-注入速度=2.5cm3/h氣驅(qū)試驗氣驅(qū)條件下采收率與注入體積關(guān)系曲線水驅(qū)后剩余油主要存在于上方洞及裂縫的上壁，下方洞及裂縫下壁也有剩余油，數(shù)量多少與注入速度有關(guān)。而巖塊內(nèi)小裂縫中的油通過水驅(qū)無法采出。氣驅(qū)的作用機理主要是重力分異，使得上方洞和裂縫上壁的油驅(qū)得很干凈而下方油依然存在。通過氣驅(qū)巖塊中微裂縫油仍采不出來。二、注氮氣前的研究工作3、油藏工程研究1）編制了注氣井組試驗方案選擇雁翎油田北山頭高部位作為注氣井組試驗區(qū)；——注氣井：雁33井——流體界面（油氣、油水界面）觀察井：雁43、雁340、雁18、雁342、雁345井——油水界面觀察井：雁34、雁45、雁10、雁341、雁49井——氣體漏失觀察井：雁30井二、注氮氣前的研究工作2）流體界面形態(tài)及變化規(guī)律的研究

水驅(qū)過程中油水界面的形態(tài)及變化規(guī)律水驅(qū)開發(fā)過程中油水界面整體呈頂部高、邊部低的錐狀；受非均質(zhì)性的影響及開采條件的差異表現(xiàn)為許多大小不一、高低不同、分布復(fù)雜的錐狀綜合體。二、注氮氣前的研究工作關(guān)井期間油水界面的形態(tài)及變化規(guī)律在1989年3月至1994年9月五年半的關(guān)井期間內(nèi)，油水界面下降13.67m，平均年下降2.49m。從界面變化的情況看，具有以下3個特點：◆初期油水界面下降較快，但很快進(jìn)入穩(wěn)定緩慢下降階段◆各井界面變化差異較大，主要取決于儲層滲流能力，儲層滲流能力強，油水界面下降速度快?！?/p>

關(guān)井5年后油水界面的基本形態(tài)沒有改變頂部高，邊部低的基本形態(tài)沒有改變。只是頂部和腰部地區(qū)的油水界面下降，而邊部油水界面基本未變，這樣錐狀態(tài)勢就有所減緩。

雁翎油田北山頭關(guān)井后油水界面變化曲線二、注氮氣前的研究工作1）對注氣效果的初步估算分別對裂縫系統(tǒng)、巖塊系統(tǒng)和閣樓油三部分的新增可采儲量進(jìn)行了預(yù)測。雁翎油田北山頭注氣可增加可采儲量54.7～73.4萬噸，預(yù)計提高采收率5.7～7.7%。4、對注氮氣效果預(yù)測及認(rèn)識

2）注氮氣提高采收率機理通過驅(qū)動壓差、重力作用以及驅(qū)動方向的改變，采出大縫大洞里的剩余油，即殘余在裂縫系統(tǒng)主體部分的剩余油。通過驅(qū)動壓差、重力作用和改善流動條件，動用中等縫洞和小縫小洞里的剩余油，涉及裂縫和巖塊兩個系統(tǒng)。通過原油溶氣后的體積膨脹，將巖塊內(nèi)小縫小洞及連通較好的部分微裂縫里的原油部分驅(qū)出。二、注氮氣前的研究工作

3）注氣提高采收率條件下的生產(chǎn)問題進(jìn)行研究

對注氣試驗后開井生產(chǎn)方式進(jìn)行了研究。根據(jù)注氣動態(tài)和流體界面變化，提出了對不同類型的注氣反應(yīng)井采取不同的開井生產(chǎn)方式，試驗結(jié)果證明這樣的開井生產(chǎn)方式是正確的。二、注氮氣前的研究工作匯報提綱油藏基本概況一二三注氮氣前的研究工作注氮氣驅(qū)先導(dǎo)試驗效果評價1、注氮氣前的油藏開發(fā)概況

雁翎油田北山頭于1977年11月投入開發(fā)，至1989年3月底根據(jù)注氣方案設(shè)計要求關(guān)井，經(jīng)歷了11年的開發(fā)歷程。到1989年3月底，雁翎油田北山頭共有21口井，其中采油井13口，注水井2口，觀察井6口。采油井開井11口，平均單井產(chǎn)量4.2t/d，日產(chǎn)水平46t/d，累積產(chǎn)油322.93×104t，采油速度0.18%，采出程度33.82%。（一）實施概況2、注氮氣前的油藏剩余地質(zhì)儲量

雁翎油田北山頭霧迷山組油藏地質(zhì)儲量為955×104t，可采儲量332×104t，至1989年3月底已累積產(chǎn)油322.93×104t，剩余可采儲量9.07×104t。在關(guān)井期間，由于油水界面的下降，使純油帶的地質(zhì)儲量增加28.93×104t。第一次注氮氣前油水界面之上的純油帶剩余地質(zhì)儲量79.43×104t。（一）實施概況

雁翎北山頭自1994年10月6日開始注氣，經(jīng)歷了三次注氣。

第一次:1994.10-1995.12，注氣2122.29×104m3。第二次:1997.8-1998.1，注氣950.24×104m3。第三次:1998.9-1999.8，注氣1483.66×104m3。

截止到1999年10月，累積注入氮氣4556.18×104m3，折合地下體積25.2×104m3。形成了兩個流體界面：氣油界面和油水界面；三個流體分布帶：人工氣頂、含油富集帶和水淹帶。3、注氮氣現(xiàn)場實施概況（一）實施概況1、流體界面變化規(guī)律注氣過程中氣體先主要沿大裂縫運動，隨后波及中小縫洞，在驅(qū)動力和重力作用下，使頂部閣樓油下移。雁43井：注氣時氣油界面下降，推動油水界面也下降；停注時界面同時回升。敏感的動態(tài)反映了該井與注氣井有很好的連通關(guān)系。(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識雁18井：距注氣井較遠(yuǎn)，見氣以后，氣油界面一直下降。停注時，界面也出現(xiàn)回升的態(tài)勢，說明氣體在遠(yuǎn)距離運動過程中，同樣是主要沿大裂縫運動。一旦驅(qū)動力停止，重力明顯發(fā)揮作用，氣體逐漸進(jìn)入次一級裂縫，擴大了波及體積，使得界面有所回升。1、流體界面變化規(guī)律停注過程中，注入的氣體逐漸滲入次一級裂縫，并使氣油界面有所回升。未發(fā)現(xiàn)氣體滲漏現(xiàn)象，說明蓋層及斷層的密封性良好。(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識從流體界面的變化情況看，由于注氣，油水界面的下降速度較關(guān)井平衡階段明顯加快，在1989年3月至1994年9月五年半注氣前的關(guān)井期間內(nèi)，油藏平均油水界面由2898.27m下降至2911.94m，下降13.67m，平均年下降2.49m。從注氣開始到開井生產(chǎn)前，油藏平均油水界面下降至2929.57m，在一年半的時間內(nèi)油水界面下降17.63m，平均年下降11.75m。1996年3月29日開始試生產(chǎn)，不同部位的采油井有不同的開采特點，可將采油井分為三類：腰部井、邊部井、頂部井。2、油井基本動態(tài)特征(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識邊部有兩口井雁10、雁21投入生產(chǎn)，主要開采特點有以下兩點：

初期含水高，含水上升快

雁10井于96年3月投入試生產(chǎn)，開井初期含水高達(dá)90.7%，生產(chǎn)僅三個月，含水就上升至96.4%，與89年3月關(guān)井時的含水相同。1）邊部生產(chǎn)井的動態(tài)分析(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識

產(chǎn)量遞減快雁10井初期日產(chǎn)油15.9t/d，開井18天后，日產(chǎn)油量便降到1989年3月關(guān)井前日產(chǎn)油量（13t/d）以下，生產(chǎn)不到四個月，日產(chǎn)油量降至3.9t/d，平均月遞減高達(dá)29.63%。雁10井開井時油水界面在生產(chǎn)井段內(nèi)，油水界面以上純油段只有1.83m，界面以下水層段有28.2m，在此條件下開井生產(chǎn)，其開采效果必然極差，這也說明邊部井未見到注氣效果。(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識腰部生產(chǎn)井分為兩類：即注氣受效井（雁35、341、斜1、22井）和未受效井（雁45、346井）。未受效井的開采特點與邊部井基本相同，受效井的開采動態(tài)分為以下兩個階段（以雁35井為例）：

產(chǎn)量下降階段開井生產(chǎn)后日產(chǎn)油量較高，在投入生產(chǎn)后的5～10個月內(nèi)，日產(chǎn)油量下降速度較快。1996年4月開井初期，雁35井日產(chǎn)油56.6t，含水21.8%，生產(chǎn)6個月后，日產(chǎn)油降至10.2t，含水升至80.6%，平均月遞減24.8%。產(chǎn)量遞減大的主要原因是富集油高度較小，底水錐進(jìn)所致。2）腰部生產(chǎn)井的動態(tài)分析(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識

產(chǎn)量緩慢遞減階段當(dāng)油井含水上升至80%以上時，遞減速度明顯減緩，在1996年12月到1998年12月，雁35井日產(chǎn)油量由12.0t下降至5.3t，含水由79.3%上升至93.9%，平均月遞減僅3.35%。2）腰部生產(chǎn)井的動態(tài)分析(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識3）頂部生產(chǎn)井的動態(tài)分析頂部受效井井筒內(nèi)氣、油、水三相共存，為使油井能正常生產(chǎn)，開展了懸掛尾管自噴開采的采油工藝試驗，以雁43井為例，介紹懸掛尾管井的開采特點：開井生產(chǎn)即高含水，含水在85%以上，兩個月后含水上升至92.4%。油井高含水生產(chǎn)的主要原因有以下兩點：

生產(chǎn)井段內(nèi)產(chǎn)水層厚度大，富集油段的產(chǎn)油層厚度僅有18m，而產(chǎn)水層厚度卻有44.4m、182.1m。

水的流度遠(yuǎn)大于原油的流度。(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識1）油藏形成新的富集油厚度在注氣期間，雁43、18、34、340、342井陸續(xù)測到氣油界面，1996年3月平均氣油界面深度2885.7m，油水界面由1994年9月份的2911.94m3、注氮氣的實施效果評價下降到1996年3月開井生產(chǎn)前的2929.57m，在氣油、油水界面之間形成了約44m厚的新的原油富集帶。(二）注氮氣效果評價及認(rèn)識腰部雁35、341、斜1井在1989年3月關(guān)井前，日產(chǎn)油量分別為6.8t/d、3.3t/d、5.5t/d，含水分別為97.3%、99.0%、96.2%。從開井生產(chǎn)后一直維持著較高的日產(chǎn)油量，尤其是開井初期，日產(chǎn)油量分別達(dá)到