重力泄水輔助蒸汽驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用

姚長江

（1.中國石油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010；2.國家能源稠（重）油開采研發(fā)中心，遼寧 盤錦 124010）

重力泄水輔助蒸汽驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用

姚長江1,2

（1.中國石油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010；2.國家能源稠（重）油開采研發(fā)中心，遼寧 盤錦 124010）

立足深層稠油油藏開發(fā)方式轉(zhuǎn)換需求，從制約深層稠油開發(fā)的難點(diǎn)入手，綜合應(yīng)用物理模擬和數(shù)值模擬等研究手段，緊密結(jié)合油藏特點(diǎn)，創(chuàng)新形成了重力泄水輔助蒸汽驅(qū)技術(shù)，揭示了開采機(jī)理，明確了合理的注采井網(wǎng)和注入?yún)?shù)范圍，建立了重力泄水輔助蒸汽驅(qū)油藏篩選標(biāo)準(zhǔn)，對深層稠油油藏進(jìn)一步提高采收率具有重要的指導(dǎo)意義。

深層稠油;井網(wǎng)模式;重力泄水輔助蒸汽驅(qū);篩選標(biāo)準(zhǔn)

本研究針對油藏埋深大于900m的深層稠油油藏尚無成熟的方式轉(zhuǎn)換技術(shù)、常規(guī)蒸汽驅(qū)/SAGD技術(shù)難以達(dá)到深層稠油油藏開發(fā)方式轉(zhuǎn)換的要求，重點(diǎn)攻關(guān)了井網(wǎng)設(shè)計(jì)、機(jī)理揭示、油藏工程優(yōu)化等研究內(nèi)容，解決了深層稠油蒸汽驅(qū)井底干度低、蒸汽腔不發(fā)育、排液能力差等諸多難題，使深層稠油方式轉(zhuǎn)換成為可能，為深層稠油有效開發(fā)、進(jìn)一步提高采收率提供了技術(shù)支撐。

1 開采理念及機(jī)理揭示

深層稠油方式轉(zhuǎn)換主要面臨四大開發(fā)難點(diǎn)：一是油藏埋藏深，井底干度低；二是汽腔體積小，驅(qū)油效率低；三是油層壓力低，壓力保持率低于20%；四是采注比低，油井排液能力差。研究表明，當(dāng)油藏埋深由900m增至1400m時(shí)，井底干度由50%降至30%，采注比也大幅下降。

為破解上述難點(diǎn)，以設(shè)計(jì)全新的井網(wǎng)組合形式為出發(fā)點(diǎn)，以平面產(chǎn)生驅(qū)替作用、冷凝液能及時(shí)排出、保證蒸汽腔發(fā)育正常為突破口，創(chuàng)新形成了重力泄水輔助蒸汽驅(qū)井網(wǎng)模式[1]，其主要采用直井水平井組合立體井網(wǎng)，在油層中上部形成平面蒸汽驅(qū)替、底部形成縱向重力泄水復(fù)合作用下進(jìn)行開發(fā)。

從物理模擬結(jié)果看，轉(zhuǎn)驅(qū)初期，蒸汽先向上擴(kuò)展，汽腔體積較小，冷凝水向油層下部滲流；當(dāng)冷凝水流至下水平井時(shí)形成泄水通道，汽腔快速發(fā)育；蒸汽在向上超覆的同時(shí)也向周圍直井?dāng)U展，當(dāng)汽腔擴(kuò)展到直井射孔井段后蒸汽突破，驅(qū)替結(jié)束。

2 油藏工程優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

為保證重力泄水輔助蒸汽驅(qū)取得較好的開發(fā)效果，基于W塊油藏地質(zhì)特點(diǎn)和實(shí)際基本參數(shù)（儲層物性、相滲曲線、粘溫曲線，以及注采井網(wǎng)設(shè)置、注采參數(shù)等），建立了地質(zhì)模型[2-3]，開展了注采參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)和主控因素研究，確保了現(xiàn)場試驗(yàn)的順利實(shí)施。

2.1 開展注采參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，明確了合理的井網(wǎng)組合和參數(shù)范圍

應(yīng)用CMG數(shù)值模擬軟件，對重力泄水輔助蒸汽驅(qū)的直井射孔位置、直井井距、水平井水平段長度、水平井縱向位置等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究，從模擬結(jié)果看：直井射孔位置應(yīng)正對及中點(diǎn)以下、直井井距最好小于100m、水平井段長度一般在300～400m之間、注汽水平井縱向位置在層厚度的0.45～0.65比例間、地層傾角一般小于10°。

對重力泄水輔助蒸汽驅(qū)的注采參數(shù)進(jìn)行了研究，在確定地質(zhì)條件、注采井網(wǎng)條件下，注汽速度在300t/d～350t/d、蒸汽干度在70%以上、注汽強(qiáng)度在1.4～1.6t/d.ha.m、采注比1.1～1.2左右，重力泄水輔助蒸汽驅(qū)整體開發(fā)效果較好。

2.2 開展主控因素影響研究，建立了重力泄水輔助蒸汽驅(qū)油藏篩選標(biāo)準(zhǔn)

基于建立的地質(zhì)模型，開展了地質(zhì)條件對重力泄水輔助蒸汽驅(qū)開發(fā)效果影響研究，確定了重力泄水輔助蒸汽驅(qū)臨界地質(zhì)條件（孔隙度、滲透率、含油飽和度、Kv/Kh比值、油藏壓力、原油粘度等），初步建立了重力泄水輔助蒸汽驅(qū)油藏篩選標(biāo)準(zhǔn)，將蒸汽驅(qū)深度界限由原來的1000m擴(kuò)展至1600m，原油黏度由10000mpa·s拓展至200000mpa·s，為篩選適合油藏開發(fā)提供了依據(jù)。

3 應(yīng)用效果及前景

W塊2009年開始實(shí)施重力泄水輔助蒸汽驅(qū)，已實(shí)施井組8個(gè)，井組轉(zhuǎn)驅(qū)后產(chǎn)量持續(xù)上升，轉(zhuǎn)驅(qū)井組日產(chǎn)油由初期的30t上升目前的200t/d，規(guī)模不斷擴(kuò)大；目前日產(chǎn)油204噸，瞬時(shí)油汽比0.23，累積油汽比0.16，階段增產(chǎn)原油18.39萬噸，新增產(chǎn)值6.28億元，分成凈現(xiàn)值4.33億元，實(shí)施效果顯著。

經(jīng)初步篩選，遼河油田適合重力泄水輔助蒸汽驅(qū)稠油油藏有9個(gè)，石油地質(zhì)儲量1.5億噸，預(yù)計(jì)提高采收率18%，增加可采儲量2664萬噸，應(yīng)用前景廣闊。

4 取得的主要認(rèn)識

通過以上研究，取得以下三點(diǎn)認(rèn)識：

（1）重力泄水輔助蒸汽驅(qū)技術(shù)是具有遼河自主知識產(chǎn)權(quán)的深層稠油開發(fā)新技術(shù)，與蒸汽驅(qū)、SAGD開發(fā)技術(shù)相比，適用油藏深度更大，將稠油方式轉(zhuǎn)換深度界限由1000m拓展到1600m，原油黏度由10000mpa·s拓展至200000mpa·s。

（2）機(jī)理研究表明：重力泄水輔助蒸汽驅(qū)形成了以“平面驅(qū)替，縱向排液”為特色的立體開發(fā)新模式，提高了蒸汽波及體積和采注比，保證了深層稠油油藏汽腔的形成與擴(kuò)張。

（3）合理的井網(wǎng)組合、注采參數(shù)是深層稠油開發(fā)方式轉(zhuǎn)換成功的核心條件。

[1]任芳祥.油藏立體開發(fā)探討.石油勘探與開發(fā)，2012，39 (3)：320～325.

[2]龔姚進(jìn),李培武,王平.洼60塊稠油油藏吞吐后期二次開發(fā)研究與實(shí)踐.石油地質(zhì)與工程，2008，22(6)：1～3.

[3]海東明.深層塊狀特稠油油藏蒸汽吞吐后期轉(zhuǎn)換開發(fā)方式研究.科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12(25)：6314～6318.

本文受中國石油天然氣股份有限公司基金支持項(xiàng)目“遼河油田原油千萬噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號：2012E-3007）資助。

姚長江(1982-)，男，2009年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（北京）油氣田開發(fā)專業(yè)、獲得碩士學(xué)位，現(xiàn)工作于遼河油田公司科技處，主要從事稠油開發(fā)及科技管理工作。