106 / 2023-07-13 19:39:49

页岩油藏注CO2吞吐提高采收率方式——以长庆油田Y区块为例

1. 目的意义：

当前我国通过水平井+体积压裂技术，结合“准天然能量”的开发模式初步实现了页岩油效益开发。但随着生产的持续进行，由于储层物性差、原始地层压力低，部分页岩油藏水平井出现了产量递减快、单井产量低的问题。以长庆长7页岩油为例，水平井初期日产油量可达20-30t/d，但首年日产油量递减率30-40%、预计采收率仅为5-8%。长期依靠天然能量开发的水平井亟需在开发后期进行能量补充以提高采收率。注气吞吐有望成为提高页岩油采收率的有效方式，当前北美地区多个致密/页岩油区块开展了现场试验，效果较好；部分国内学者开展了室内实验，探索注气吞吐提高采收率的潜力。然而针对鄂尔多斯盆地长7页岩油，实际井组的注气吞吐提高采收率效果与合理技术政策尚未明确，需开展油藏尺度数值模拟研究，对注CO₂吞吐注入方式与关键注采参数进行优化，明确提高采收率潜力，对开发方案设计与开展现场试验具有重要指导意义。

2. 研究方法：

选取长庆油田长7储层某典型页岩油区块——Y区块为研究对象，基于三维地质建模与油藏数值模拟手段，在历史拟合的基础上，分别以补充能量后近井地带压力系数达到1.1（第1轮）、换油率不小于0.3t/t（后续3轮）为限定条件，对注CO₂吞吐单轮次总注气量、注气速度、焖井阶段时长、生产阶段时长进行优化设计，明确了CO₂吞吐补充能量、提高采收率潜力；并针对常规同步吞吐可能造成与相邻非吞吐井产生气窜的问题，设计了边部水平井注水分隔、中心部位吞吐井减小注气量的异步吞吐模式。该模式防止注气吞吐过程中注入气沿井间裂缝窜入其他不吞吐的正常生产井中，并通过减小中心部位水平井注气量的方式，在多口吞吐井内部形成压力场，充分利用注入气的驱替作用，达到提高换油率的效果。并通过调整吞吐井开井、关井时机，进一步探究不同工作制度对异步吞吐增油效果的影响。

3. 研究结果：

数值模拟结果显示，随着单轮次总注气量的增大，吞吐阶段产油量、近井地带压力显著增加，但换油率持续降低，各轮次单井注气量优化值分别为14000t、7500t、6000t、6000t（中心Y4井注气量为优化值的1/2）；注气速度越大，短期内累产油量增幅逐渐变缓，Y3/Y5井近井地带压力先增大后减小、Y4井近井地带压力逐渐减小，存在最佳注气速度155t/d（第1轮）、100t/d（后3轮）；焖井时间越长，相同时刻下的累产油量逐渐减小、相同生产时长条件下的产油量先增大后减小，在20天处有最大值；以平均单井日产油量小于5t/d为优化依据，各轮次生产时间分别为270天、180天、150天、150天；不同工作制度的异步注采方式整体吞吐累产油量差距较小。

4. 主要结论与讨论：

（1）注气吞吐对页岩油藏具有较好的补充能量、提高采收率潜力，优化方案4轮吞吐阶段内产油量可达2.9万t、换油率0.35t/t，相较衰竭开发累产油量增加1.88万t、提高36%；

（2）针对Y区块，4轮吞吐各轮次内单井优化注气量分别为14000/7000t、7500/3750t、6000/3000t、6000/3000t（Y3Y5/Y4），注气速度优化值分别为155t/d（第1轮）、100t/d（后3轮），合理焖井时间20天，合理生产时间分别为270天、180天、150天、150天。

（3）异步吞吐模式可有效提高注气吞吐换油率，达到防窜增能并形成吞吐井井间有效驱替的作用。