重18井區(qū)八道灣組超稠油油藏水平井開發(fā)效果影響因素分析

智媛媛，劉志森，王 靜

（長江大學 石油工程學院，湖北 武漢 430100）

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重18井區(qū)八道灣組超稠油油藏水平井開發(fā)效果影響因素分析

智媛媛，劉志森，王 靜

（長江大學 石油工程學院，湖北 武漢 430100）

摘 要：水平井蒸汽吞吐開采超稠油是一項非常有潛力、有優(yōu)勢的技術，相比直井開發(fā)，不僅能大幅度提高開發(fā)效果，而且能夠進一步提高采收率。研究稠油油藏水平井蒸汽吞吐開發(fā)效果，分析地質參數(shù)及注汽參數(shù)對該類油藏開發(fā)效果的影響程度，并進行灰色關聯(lián)分析。研究表明對周期產油量影響最大的因素是采注比，其次是原油粘度。

關 鍵 詞：超稠油； 水平井； 影響因素

1 基本情況

重18井區(qū)八道灣組沉積厚度12～120 m，平均65 m，頂部埋深282～625 m，平均433 m。巖性自下而上由粗變細，屬正旋回沉積。中-粗砂巖為其主要的儲集巖性，占34.0%。儲層孔隙類型主要以粒間孔為主，還有粒間溶孔，孔隙非常發(fā)育，連通性好，孔隙組合類型單一。從2010年產能建設以來，八道灣組水平井有163口，截止2014年10月底，平均進行蒸汽吞吐輪次4.9輪。單井平均累積產油3 236（t），注汽12 806（t）。

2 影響水平井產能主要參數(shù)分析

稠油油藏蒸汽吞吐開發(fā)效果受多方面因素影響，除鉆采工藝因素外，還受到注汽參數(shù)選擇和油藏地質因素的影響。［1-5］為了更好的確保開發(fā)效果，準確認識各個因素的影響效果，以及優(yōu)選出合理的注汽參數(shù)是必不可少的。本文通過以重18井區(qū)八道灣組超稠油油藏水平井為依據，對影響水平井吞吐產能的地質參數(shù)和注采參數(shù)進行分析研究，并進行了灰色關聯(lián)分析，以期為該類油藏的開發(fā)提供依據和指導 。

2.1 地質因素

2.1.1 原油粘度的影響

對于超稠油而言，常規(guī)油藏條件下，根本不具備流動能力，在蒸汽吞吐第一周期，蒸汽注入油層后，主要作用是預熱油層，形成小范圍高溫帶，并逐步擴大可動油范圍，形成有效熱連通，降粘解堵，因此原油黏度對初周期產量影響很大［6］。分別對八道灣組J1b2+3層、J1b4層進行其開發(fā)指標與原油粘度（溫度為50 ℃）關系的統(tǒng)計（圖1和圖2）分析發(fā)現(xiàn)，原油粘度增大，蒸汽吞吐加熱的范圍變小，平均累積產油量隨著原油粘度增加而降低，平均油氣也隨著原油粘度增大而降低。當原油粘度大于25 000 mPa?s后，水平井生產指標明顯下降。可見原油粘度越大，吞吐效果越不理想?？梢酝ㄟ^降粘或注氮氣等工藝措施降低原油粘度，改善開發(fā)效果。

2.1.2 油層厚度的影響

八道灣組水平井平均周期產油量、油汽比隨著油層厚度增大而呈先上升后下降趨勢，當油層厚度為12～14 m時，平均周期產油量、油汽比達到最大值，但油層厚度超過14 m時，其平均周期產油量下降，油汽比降低。（圖3）重18井區(qū)油層厚度為11～14 m時，由于原油在生產過程中受蒸汽超覆和重力泄油雙重作用的影響，能夠獲得較高的產能，水平井開發(fā)效果最好。

圖1 J1b2+3層水平井開發(fā)指標與原油粘度關系圖Fig.1 J1b2 + 3layers horizontal well development index and crude oil viscosity diagram

圖2 J1b4層水平井開發(fā)指標與原油粘度關系圖Fig.2 J1b4layer of horizontal well development index and crude oil viscosity diagram

圖3 八道灣組（J1b）水平井開發(fā)指標與油層厚度關系圖Fig.3 Badaowan （J1b） horizontal well development index and reservoir thickness diagram

當厚度大于14 m時，雖然單井控制地質儲量變大，理論上吞吐的產能就會越高，但在實際油藏條件下，油層厚度越厚，蒸汽在地層中的熱損失就會越大，因此效果并不會太好。當油層厚度大于20米時，水平井產能對油層厚度的敏感性降低。［7］開發(fā)效果反而會變差。由此說明，油層厚度在一定范圍內時，水平井蒸汽吞吐效果會隨著厚度的增加而變好，超過這一范圍效果會變差。（為了盡量減少原油粘度和水平段長度因素的影響干擾，統(tǒng)計井選取原油粘度范圍為15 000 ～ 25 000 mPa?s、水平段長度為200～215 m。）

2.1.3 水平段長度的影響

水平段長度也是影響水平井開發(fā)效果的一個重要因素。八道灣組油層水平段長度越大，水平井累積產油量增加幅度不明顯，油汽比變化不明顯，當水平段長度為200～250 m時，平均累積產油量處于最大值。由此表明，水平段長度越長，水平井生產效果越好，但水平段長度不易過長，過長時易受吸汽不均以及井筒摩擦阻力損失的影響，最終遠端加熱效果不佳，動用儲量范圍有限，影響采收率。（為了盡量減少原油粘度和油層厚度因素的影響干擾，統(tǒng)計井選取油層厚度相差不大，原油粘度在10 000 ～20 000 mPa?s范圍內的水平井）

2.2 注采參數(shù)影響

稠油開采在蒸汽吞吐階段主要依靠注入蒸汽降粘和降壓彈性驅動，因此，油井生產基本上沒有穩(wěn)產期，投產初期達到峰值產量，后隨生產時間增長，地層壓力和油層溫度下降，地層原油粘度增大，產量下降。合理的注采參數(shù)決定著產量峰值的大小，也就是決定著開發(fā)效果的好壞。

2.2.1 注汽速度的影響

蒸汽的注入速度決定著熱量損失的大小，其值過小，到達井底的蒸汽干度就越低，因此驅油效率降低使開采效果變差；其值過大，可能導致部分地層被壓裂，注入油層的蒸汽向頂部超覆推進或沿高滲透層指進，降低了蒸汽在油層的波及面積，開采效果變差。八道灣組水平井隨著注汽速度增大，其平均周期產油量明顯增加、周期油汽比明顯上升，當注汽速度為240 t/d左右時，周期產油量、油汽比均達到最大值。一輪注汽速度較低，隨著注汽速度增大，輪產油量明顯增加，油汽比呈上升趨勢，與理論相符；三輪注汽速度較高，當注汽速度大于250 t/d時，輪產油量、油汽比均下降。因此，注汽速度維持在250 t/d左右為最佳。

2.2.2 注汽強度的影響

注汽強度是指水平井單位長度的周期注汽量，它是影響蒸汽吞吐開發(fā)效果的主要指標之一。強度如果過高，蒸汽會迅速進入生產井，造成波及程度過低；如果強度過低，其所攜帶的熱量會被上下蓋層吸收，造成熱效率低，開發(fā)效果差。八道灣組水平井平均周期產油量、周期油汽比隨注汽強度的變化趨勢比較明顯，注汽強度越大，平均周期產油量越高，油汽比越大。一輪注氣時，注汽強度影響并不大，輪產油雖有增加，但由于初期油層溫度比較低，原油粘度較高，流動性差，蒸汽加熱的有效半徑較小，可動油較少。二三輪注氣時，注汽強度對采油量有明顯影響，當注汽強度達到14 t/m時，周期產油量、油汽比均達到最大值。因此在一定范圍內提高注汽強度是提高采收率的有效方法。

2.2.3 注汽壓力的影響

注汽壓力對蒸汽吞吐效果的影響比較復雜，在低的注汽壓力下，蒸汽注入壓力對吞吐效果具有明顯的影響；而在高的注汽壓力下，注汽壓力對吞吐效果的影響主要取決于生產壓差的大小，增大生產壓差，有利于提高吞吐效果。八道灣組水平井平均周期產油量、周期油汽比隨著注汽壓力增大而上升，當注汽壓力大于10 MPa時，平均周期產油量、周期油汽比下降。原因在于，注汽壓力過高，蒸汽著裂縫或高滲帶竄流到遠井地帶，造成井筒附近難以受效，熱能利用率低。因此注汽時保證相對較高且合適的注入壓力能達到好的吞吐效果。

2.2.4 燜井時間的影響

注完蒸汽后關井一段時間，以便蒸汽熱能與油層進行充分熱交換。燜井時間是否合理，決定著蒸汽熱量能否充分的傳遞到油層中去，熱能能否在地層中擴散的更遠。燜井時間太長，油層熱量向上下層損失量增加，降低了熱能利用率；燜井時間太短，蒸汽波及體積小，也會導致注入地層的蒸汽在回采階段吐出來，降低了蒸汽的加熱范圍，油井吞吐效果差。八道灣組水平井一輪產油量、油汽比隨著燜井時間增加而增大，當燜井時間大于60 h時，產油量、油汽比下降；二三輪燜井時間增加，產油量、油汽比上升，當燜井時間大于48 h時，產油量、油汽比下降。當燜井時間在44 h時，周期產油量、油汽比最大。

2.2.5 采注比的影響

采注比是指水平井生產采出液量與注入汽量比值，它也是影響蒸汽吞吐開發(fā)效果的主要指標之一。八道灣組平均周期產油量、油汽比隨著采注比增大而增大，且呈現(xiàn)明顯的線性相關性（圖4和圖5），由此說明，采注比越大，平均周期產油量越大，油汽比越高，生產效果越好。

圖4 J1b平均周期產油量與注采比關系圖Fig.4 J1b average cycle oil production and injection-production ratio relationship diagram

圖5 J1b周期油汽比與注采比關系圖Fig.5 J1b cycle gas-oil ratio and injection-production ratio diagram

表1 八道灣組水平井參數(shù)統(tǒng)計表Table1 Badaowan horizontal wells parameters Statistics

3 灰色關聯(lián)分析

采用灰色關聯(lián)分析確定影響蒸汽吞吐效果的各因素之間的關聯(lián)程度，以及影響效果的大小，是研究設計階段不可或缺的，不僅可以了解各因素對目前產能的貢獻，而且對以后開發(fā)方案的優(yōu)選有重要意義。選取八道灣組水平井生產狀況較好的井，分別統(tǒng)計其原油粘度、油層厚度、水平段長度、注汽速度、注汽強度、燜井時間、注汽壓力、采注比（表1）。

選擇周期產油量和油汽比為母序，列原油粘度、油層厚度、水平段長度、注汽速度、注汽強度、燜井時間、注汽壓力、采注比8周因素為子序列，分別計算分析其因素與周期產油量和油汽比的關聯(lián)性。（表2）。

表2 八道灣組影響因素灰色關聯(lián)分析表Table2 Badaowan factors gray correlation analysis table

采注比與周期產油量的關聯(lián)度最大，表明采注比與周期產油量的關聯(lián)性好于其他因素與周期產油量的關聯(lián)性，從權重值大小來看，采注比最大，說明對周期產油量影響最大的因素是采注比，其次是原油粘度。采注比與油汽比的關聯(lián)度最大，也表明采注比與油汽比的關聯(lián)性好于其他因素與油汽比的關聯(lián)性，從權重值大小來看，對油汽比影響最大的因素是采注比，其次是原油粘度。

4 結 論

（1）地質因素和流體性質的影響研究表明，原油粘度越高，水平井蒸汽吞吐效果越差。在一定范圍內，油層厚度越大，水平井蒸汽吞吐效果越好；當水平段長度為200～250 m時，平均累積產油量最大，水平段長度大于250 m時，累積產油量降低，油汽比有下降趨勢。

（2）注采參數(shù)對水平井開發(fā)效果影響分析表明，對周期產油量影響最大的因素是采注比，其次是注汽強度，燜井時間和注氣速度；油汽比影響最大的因素是采注比，其次是注汽強度，燜井時間和注氣速度。

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Analysis on Factors Affecting the Development Effect of Horizontal Wells in Super Heavy Oil Reservoirs in Badaowan Formation of Chong 18 Well Area

ZHI Yuan-yuan，LIU Zhi-seng，WANG-jing
（School of Petroleum Engineering ， Yangtze University， Hubei Wuhan 430100，China）

Abstract:Compared to vertical wells， horizontal well cyclic steam stimulation is a good method to exploit super heavy oil； it not only can greatly improve the development effectiveness， but also can enhance oil recovery. In this paper，effect of horizontal well cyclic steam stimulation of heavy oil was studied； impacts of geological parameters and steam injection parameters on reservoir development effect were analyzed， and the gray correlation analysis was carried out. The results show that the biggest factor affecting periodic oil production is injection-production ratio， followed by the oil viscosity.

Key words:Super heavy oil； Horizontal well； Influential factors

中圖分類號：TE 357

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0397-03

收稿日期：2015-12-11

作者簡介：智媛媛（1991-），女，內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市人，碩士在讀，2014年畢業(yè)于長江大學石油工程專業(yè)，研究方向：油氣田開發(fā)。E-mail：1570361745@qq.com。