降低不同油藏類型稠油熱采熱損失的方法

河南油田分公司采油二廠

降低不同油藏類型稠油熱采熱損失的方法

王中生河南油田分公司采油二廠

河南油田稠油老區(qū)（井樓、古城）油藏埋深淺(300m左右)，油層?。?～4m）、蒸汽吞吐周期較短（約4個月），屬于淺薄層油藏。光油管不動管柱轉(zhuǎn)抽工藝、普通油管氣體輔助隔熱注采一體化技術(shù)、隔熱管井筒隔熱工藝都能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)性不動管柱轉(zhuǎn)抽，減少作業(yè)工作量，經(jīng)現(xiàn)場試驗這些工藝都具有一定的適應(yīng)性。中淺薄層稠油油藏，應(yīng)用氣體輔助隔熱工藝，在600m時熱損失為16.6 kcal/h，干度41.53%，可以滿足開發(fā)方案要求。中深井稠油油藏，為了保證井底蒸汽干度，提高熱能利用率，保證熱采效果，必須采用隔熱管隔熱工藝。減少并預(yù)防砂卡，減少地下存水，減少地層竄流，也是提高熱能利用率的有效方法。

稠油油藏；熱損失；熱能利用率；防砂；波及體積

1 淺薄層稠油油藏

河南油田稠油老區(qū)（井樓、古城）油藏埋深淺（300 m左右），油層薄（1～4 m）、蒸汽吞吐周期較短（約4個月），屬于淺薄層油藏。從注汽時采用不同管柱的井筒熱損失及干度隨井深的變化曲線可以看出，在井深300m處壓力5.8 MPa下的情況，3種管柱都可以滿足開發(fā)方案的要求（干度大于40%）。

就現(xiàn)場作業(yè)方面來說，由于油層太薄，吞吐周期比較短，每年單井需注汽轉(zhuǎn)抽3個輪次，隔熱管隔熱工藝熱能利用率雖然能提高10個百分點，但注汽轉(zhuǎn)抽需要兩趟管柱，增加做業(yè)工作量，也增加管的費用，單井兩項費用年增加15萬元左右，經(jīng)濟(jì)上是不合算的。光油管不動管柱轉(zhuǎn)抽工藝、普通油管加封隔器氣體輔助隔熱工藝都能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)性不動管柱轉(zhuǎn)抽，減少作業(yè)工作量，經(jīng)現(xiàn)場試驗這些工藝都具有一定的適應(yīng)性。

2 中淺薄層稠油油藏

稠油新區(qū)新莊油田油藏埋深在600m左右，埋深相對較深，地層膠結(jié)疏松，單層厚度薄（大多在5m左右），吞吐周期短（3個月左右）。對于井深600m的熱采井，注汽壓力為12MPa左右。從3種管柱的井筒熱損失變化曲線（10MPa）及井筒干度變化曲線可知，注壓10MPa時，再采用光油管不動管柱轉(zhuǎn)抽工藝井底蒸汽干度已不能滿足開發(fā)要求。隔熱管隔熱工藝熱能利用率雖然能提高12個百分點，僅注汽轉(zhuǎn)抽就需要兩趟管柱，增加做業(yè)工作量，也增加隔熱油管的費用，單井兩項費用年增加10萬元左右，經(jīng)濟(jì)上是不合算的。應(yīng)用氣體輔助隔熱工藝，在600m時熱損失為16.6 kcal/h，干度41.53%，可以滿足開發(fā)方案要求。從現(xiàn)場作業(yè)方面看，該工藝與光油管不動管柱轉(zhuǎn)抽工藝有同樣的優(yōu)點，都能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)性不動管柱轉(zhuǎn)抽，減少作業(yè)工作量，具有一定的適應(yīng)性。

3 中深井稠油油藏

河南油田下二門淺北區(qū)油藏埋深900m，楊樓油田油藏埋深700m，屬于中深井油藏。從熱損失看，井深800m的熱采井注汽壓力一般在15MPa左右。從3種管柱在注壓15MPa的井筒熱損失、干度隨井深變化曲線可以看出，注汽時采用氣體輔助隔熱注采一體化工藝，干度只有8.43%，熱損失高達(dá)24.335 kcal/h，已不能滿足開發(fā)要求。而隔熱管熱損失10.22，干度可以達(dá)到47.12%，為了保證井底蒸汽干度，提高熱能利用率，保證熱采效果，必須采用隔熱管隔熱工藝。

4 減少并預(yù)防砂卡以提高熱能利用率

目前在河南油田主要應(yīng)用以下3種防砂技術(shù)：一是不銹鋼金屬氈濾砂管防砂技術(shù)。該技術(shù)防砂是將多層燒結(jié)支撐的具有濾砂功能金屬氈濾砂管和輔助工具直接懸掛在井內(nèi)出砂層位。該種濾砂管具有較高的滲透性能，允許地層流體通過但可以阻擋地層砂。適用于砂粒度中值大于0.07mm的井。該技術(shù)特點是投入低，防砂效果好，但對地層流動性沒有改善作用，適應(yīng)出砂不嚴(yán)重的熱采井，不適應(yīng)于擠壓充填防砂的熱采井（如離邊水近的井，多層薄互層井）；二是高壓擠壓充填防砂技術(shù)。該技術(shù)能夠解除近井地帶的污染堵塞，增加供油面積，降低流動阻力，提高防砂成功率，延長防砂有效期。勝利油田的現(xiàn)場應(yīng)用表明，高壓擠壓充填施工后油井產(chǎn)量一般提高2～5 t/d，增幅在30%以上；三是化學(xué)防砂技術(shù)。該技術(shù)目前分高溫固砂和低溫增效固砂，是河南油田采油二廠應(yīng)用比較好的技術(shù)。針對濾砂管防砂技術(shù)和高壓擠壓充填防砂工藝技術(shù)的特點，在某區(qū)塊中深井進(jìn)行了4口井的防砂試驗。試驗后4口井注汽、產(chǎn)油量和油汽比都比防砂前有大幅度的提高，防砂后沒有出現(xiàn)砂卡，取得了較好的防砂、注氣效果。

5 減少地下存水以提高熱能利用率

目前河南油田稠油開采老區(qū)的地層壓力保持水平一般都在40%以下，地層能量的嚴(yán)重不足是回采水率低、地下存水增加的主要原因之一。經(jīng)過數(shù)年的攻關(guān)和探索認(rèn)為，除加強(qiáng)生產(chǎn)管理外，利用非凝析氣體提高回采水率是可行的。該油田研發(fā)的稠油熱采增效技術(shù)采用了尿素和降黏劑為主劑的復(fù)合配方，不僅對原油有較高的降黏效果，并且可以在地層中產(chǎn)生大量的非凝析氣體。尿素溶液在150℃高溫下發(fā)生分解反應(yīng)，釋放出二氧化碳和氨氣。由其反應(yīng)方程式可以看出，尿素能化合蒸汽中的冷凝水，有利于保持蒸汽干度。二氧化碳?xì)怏w溶于原油中，既增加原油在油層中的流動性，又增加了回采時的彈性驅(qū)動能量。數(shù)模研究表明，在相同的注汽速度下，增效段塞的注入能使注汽期間平均地層壓力升高0.5～1.05MPa。氨水能和稠油中的環(huán)烷酸、長鏈脂肪酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有表面活性的皂類物質(zhì)，也具有乳化降黏作用。這樣既可以降低原油的黏度，提高周期原油產(chǎn)量，也可以增加驅(qū)動能量，提高油井的產(chǎn)液能力和回采水率，有利于下周期注汽時，減少蒸汽熱損失。該技術(shù)在研發(fā)階段現(xiàn)場試驗19口井，油汽比平均提高146%，采注比平均提高144%，采收率提高7～13個百分點。現(xiàn)場試驗之后，進(jìn)行了較大規(guī)模的推廣應(yīng)用，截至目前累計實施110井次，單就回采水率方面而言，項目累計施工74井次，地層存水減少10 793.7 t。因此，采用該項技術(shù)來提高回采水率，減少地下存水，提高熱能利用率是可行的。

6 減少地層竄流以提高熱能利用率

解決稠油熱采中的嚴(yán)重汽竄，增大注入蒸汽的波及體積，是提高蒸汽熱利用率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。目前該方面的技術(shù)發(fā)展比較快，種類比較多，但多以顆粒類堵劑為主，這里介紹一種具有代表性的選擇性調(diào)剖堵竄技術(shù)。選擇性調(diào)剖堵竄技術(shù)中的調(diào)剖堵竄劑是以工業(yè)廢料苛化泥、粉煤灰為主劑，配以多種化學(xué)物質(zhì)制成，由于粉煤灰和苛化泥密度相對較小，易懸浮，能優(yōu)先進(jìn)入高滲透層或大孔道，利用堵劑本身的選擇性和選擇性的施工工藝。對中低滲透層進(jìn)行保護(hù)，使堵劑進(jìn)入高滲透層或大孔道，形成不熔、不溶的固體物質(zhì)，堵塞地層孔道，降低高滲透層帶的滲透性，起到封死地層汽竄通道、調(diào)整高低滲透層帶間的吸汽差異、改變注入蒸汽走向、擴(kuò)大蒸汽波及體積、提高熱效率的作用。該技術(shù)近年先后在井樓、古城稠油區(qū)塊進(jìn)行現(xiàn)場施工26口井（29井次），施工前對應(yīng)油井137口，其中汽竄井有59口，施工后僅剩汽竄井9口，有效封堵率達(dá)84.7%，油汽比由施工前的平均0.176提高到施工后的0.311，增加了43個百分點。如BQ10區(qū)G501和G503井組，現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)剖堵竄后，注入壓力上升3～3.5 MPa，6個主要汽竄方向被有效封堵，開發(fā)效果得到了明顯改善，累計增油1 984.6 t。從現(xiàn)場應(yīng)用來看，對汽竄嚴(yán)重井采用封竄技術(shù)，提高油汽比，進(jìn)而提高熱能利用率是一項行之有效的措施。

7 結(jié)論及建議

（1）光油管重復(fù)性不動管柱轉(zhuǎn)抽工藝由于能實現(xiàn)多輪次不動管柱轉(zhuǎn)抽，具有工藝簡單、成本低的特點，當(dāng)井淺時，注汽時熱能在井筒中損失的總量相對較小，可用于300m以下的淺薄層油藏的開采；普通油管氣體輔助隔熱注采一體化技術(shù)相對于光油管注汽較大程度地降低了井筒熱損失，相對于隔熱管隔熱工藝，具有成本低、投資小的特點，同時可實現(xiàn)多輪次重復(fù)不動管柱注汽轉(zhuǎn)抽，適應(yīng)中淺薄層稠油（600m以內(nèi)）蒸汽吞吐開采；隔熱管井筒隔熱工藝具有隔熱效果好，熱損失小的特點，對于中深油藏（超過600 m），必須采用此隔熱工藝，才能達(dá)到降低井筒的熱損失，提高熱能利用率，保證注汽質(zhì)量的目的；對于超稠油，因為不僅考慮注汽時的熱損失，還要考慮采出時井筒的保溫，因此，可以采用隔熱光油管加環(huán)空注氮氣隔熱的注采一體化管柱。

（2）采用不銹鋼金屬氈濾砂管防砂和高壓擠壓充填防砂工藝技術(shù)顯著提高了中深井疏松稠油油藏蒸汽熱利用率，改善了熱采效果；該技術(shù)為河南油田動用同類型稠油油藏提供了有力的技術(shù)支持，具有較好的推廣價值；對于粉細(xì)砂巖或泥質(zhì)含量高的油藏，建議應(yīng)重點研究化學(xué)防砂技術(shù)。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.012