甘谷驿油田空气泡沫调驱数值模拟研究

【摘要】为了改善甘谷驿低渗透油田水驱的开发效果，开展了空气泡沫调驱技术的数值模拟研究。通过数值模拟方法，建立了该区Z井区的三维地质模型，在历史拟合的基础上，优化了空气泡沫调驱的注采方案。根据数值模拟结果，最佳注采参数为：注泡沫液800m3，单井注液速度为10m3/d，空气注入速度30Nm3/h，最佳气液比为3：1，最佳泡沫剂质量浓度为0.3%。空气泡沫驱技术可以较好地改善低渗透油田水驱开发效果，达到降水增油的目的。

【关键词】空气泡沫调驱 数值模拟 注采参数优化

低渗透油藏由于天然裂缝及人工裂缝的影响，在后期注水开发过程中，很容易形成水窜。空气泡沫调驱技术能够同时提高波及系数和驱油效率，尤其适用于高含水、存在裂缝或大孔道的油藏，逐渐得到了国内外学者的普遍重视。甘谷驿油田Z井区于2006年投产，2008年12月注水开采，截至目前，水窜严重，水驱开发效果差。因此，笔者在精细油藏地质描述的基础上，以Z井区作为研究对象，开展空气泡沫调驱油藏数值模拟研究，以探讨该技术在低渗透油田应用的可行性。

1 油藏概况

Z井区位于甘谷驿油田后野狐沟，其大地构造位置处在鄂尔多斯盆地陕北斜坡带东部。该斜坡为一向西倾斜的平缓大单斜，坡降一般7～10m/km，倾角一般小于1°。由西向东出露地层依次由下侏罗统延安组转为上三叠统延长组。该斜坡断层与局部构造均不发育，仅局部发育差异压实作用形成的低幅鼻状构造。该井区含油层系为三叠系延长组长4+5、长6油层组，埋深300～600m，总面积约1.22km2，石油地质储量为62.02×104t，储层物性较差，平均孔隙度为8.8%，平均渗透率为1.4×10-3μm2，原油密度为0.826g/ cm3，粘度3.49 mPa.s/50°C，凝固点3°C，含硫量0.116%。油藏无统一油水界面，缺乏边、底水，属于典型的弹性-溶解气驱岩性油藏。

2 建模及历史拟合

2.1 建立地质模型

根据地质解释资料，应用PETREL地质建模软件进行精细地质建模，将其粗化后输出的数据体作为模拟计算时的初始化模型，将油藏纵向上划分为9个模拟层，平面上按35m×35m的步长进行网格划分，X方向网格数为42个，Y方向网格数为44个，网格总数为16632个。2.2 历史拟合

Z井区于2006年3月份投产，截止到2012年2月已完钻井数为31口井，其中生产井20口，注水井11口，注水井于2008年12月全部投注。根据基础资料对模拟区内从2006年3月至2012年2月的实际生产动态资料进行统计，并进行历史拟合。

（1）油藏储量拟合。通过适当调整净毛比和孔隙度，得到研究区内石油地质储量为62.02×104t 实际石油地质储量为61.45×104t 拟合误差为0.92%，符合数值模拟精度的要求。

（2）生产历史拟合。拟合内容主要包括单井和区块整体的产油量和含水率。经过反复的参数调整，拟合情况较好，均达到拟合的预期目的。

3 参数优选

应用CMG数模软件的STARS模块，对空气泡沫调驱注入参数进行优化。以根据室内实验优选方案并结合矿场经验，暂选定气液比（地下体积）为3：1，泡沫液注入速度为10m3/d。

3.1 泡沫注入量优化

仅改变泡沫注入量，模拟生产两年，研究了泡沫注入量为200m3、400m3、600m3、800m3和1000m3的开发效果（图1）。由图1知，随着泡沫液段塞注入量的增加，井组累积产油量及增油量也呈现逐渐增加趋势，当泡沫液注入量超过800m3后，增油量趋势趋于平缓。因此选择泡沫液注入量为800m3较为合理。

3.2 气液比优选

模拟继续生产两年，仅改变气液比，研究气液比为1：2、1：1、2：1、3：1和4：1的开发效果（图2），由图2可知，随着气液比的增加，井组累积产油量及增油量也呈现逐渐增加趋势，但是当气液比超过3：1，增油量趋于平缓。因此选择气液比为3：1.较为合理。

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