稠油油藏地質(zhì)控制因素對注汽開發(fā)效果的影響分析

張紅香　陳少鴻　劉清　馬志國　王勇

摘 要：目前整體部署水平井的區(qū)塊均采用注蒸汽吞吐或HDCS方式開發(fā)，預(yù)測主要整體水平井開發(fā)稠油區(qū)塊平均吞吐采收率僅為18.5%，采收率低。對于這部分區(qū)塊來說，吞吐后期適時轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)是大幅度提高采收率的必要手段。以稠油油藏的平均油藏地質(zhì)參數(shù)為基礎(chǔ)，建立不同類型油藏水平井井組概念模型，采用油藏數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)剖析了各種關(guān)鍵地質(zhì)控制因素對水平井蒸汽開發(fā)效果的影響。影響水平井蒸汽熱采的地質(zhì)因素較多，這里主要探討了油藏關(guān)鍵地質(zhì)控制因素（儲層滲透率、原油飽和度、儲層非均質(zhì)性和地層傾角）的影響，并建立了各因素之間的相關(guān)關(guān)系圖版。

關(guān)鍵詞：注蒸汽吞吐；稠油油藏；地質(zhì)控制因素；井網(wǎng)井距

以油田稠油油藏的平均油藏地質(zhì)參數(shù)為基礎(chǔ)，建立不同類型油藏水平井井組概念模型，采用油藏數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)剖析了各種關(guān)鍵地質(zhì)控制因素（儲層滲透率、原油飽和度、儲層非均質(zhì)性和地層傾角）對蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的影響，建立各因素之間的相關(guān)關(guān)系，以此來指導(dǎo)稠油區(qū)塊蒸汽驅(qū)地質(zhì)條件篩選及水平井蒸汽驅(qū)開發(fā)過程中合理井網(wǎng)井距的規(guī)劃部署。

1儲層滲透率對水平井蒸汽驅(qū)的影響

儲層滲透率對水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果有較大影響。隨著儲層滲透率的增大，流體在地下的滲流阻力變小，水平井間熱連通時間變小，蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果變好。因此，對于不同的油藏儲層來說，肯定存在一個滲透率界限值，當(dāng)儲層滲透率小于此值時，水平井蒸汽驅(qū)效果很差，甚至無效。因此，以稠油油藏的典型油藏地質(zhì)參數(shù)為基礎(chǔ)，建立了不同油性、不同儲層滲透率一注一采水平井井組概念模型，模擬研究了不同油性儲層不同滲透率時水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果。隨著儲層滲透率的增大，水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果變好，對應(yīng)的油藏凈產(chǎn)油量逐漸增加，但增加的幅度逐漸平緩。當(dāng)儲層滲透率從200mD變化到300mD時，井組水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果明顯好轉(zhuǎn)，凈產(chǎn)油曲線變化幅度較大；儲層滲透率達到300mD以后，井組水平井蒸汽驅(qū)凈產(chǎn)油的變化幅度減緩，再改善儲層的滲透性，對水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果影響不大。分析原因為：油層滲透率越大，地層流體滲流阻力越小，流動能力越強，開發(fā)效果越好。這里的300mD就是前面說的儲層水平井蒸汽驅(qū)的滲透率極限。

2原油飽和度對水平井蒸汽驅(qū)的影響

稠油油藏水平井蒸汽驅(qū)前的含油飽和度對汽驅(qū)采收率影響很大。針對不同油性的稠油油藏，模擬研究了不同含油飽和度時水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果。不管哪一種油藏類型，隨著原油飽和度的增大，井組的采收率和凈產(chǎn)油量都逐漸增加。分析原因為：含油飽和度增加將降低蒸汽驅(qū)的熱損失。大部分熱量將用于加熱原油，蒸汽熱利用率提高；原油飽和度越低，含水飽和度相應(yīng)越高，從而使注入的熱量過多地消耗在對地層水的加熱上，熱利用效率降低。從不同油性水平井蒸汽驅(qū)的研究看，各種油性的含油飽和度極限分別是：普通稠油35%、特稠油38%、超稠油40%、特超稠油45%。根據(jù)不同油性稠油油藏水平井蒸汽驅(qū)的含油飽和度界限值，建立了水平井蒸汽驅(qū)含油飽和度界限與原油粘度的相關(guān)關(guān)系，關(guān)系式為So=35.139e2E-06μo。

3儲層非均質(zhì)性對水平井蒸汽驅(qū)的影響

3.1平面非均質(zhì)性

在稠油熱采特別是蒸汽驅(qū)過程中，儲層滲透率非均質(zhì)性（特別是縱向滲透率非均質(zhì)性）對蒸汽驅(qū)開采效果影響很大。為研究平面滲透率非均質(zhì)性對水平井蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的影響規(guī)律，模擬研究了注汽水平井位于儲層中上部，生產(chǎn)水平井位于儲層中下部時，生產(chǎn)井和注汽井布置在儲層平面不同位置時水平井井組蒸汽驅(qū)的開采效果。隨著儲層平面滲透率級差的增大，油藏采收率降低。當(dāng)生產(chǎn)井位于儲層低滲帶，注汽井位于儲層高滲帶時，即方案①，隨著儲層平面滲透率級差的增大，油藏采收率先增加后減小，采收率高點出現(xiàn)在滲透率級差5左右。雖然隨著儲層平面滲透率級差的增大，水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果變差，但變化幅度都不大。

3.2縱向非均質(zhì)性

在稠油熱采特別是蒸汽驅(qū)過程中，儲層縱向滲透率非均質(zhì)性對蒸汽驅(qū)開采效果影響很大，其主要原因是：縱向滲透率存在非均質(zhì)時，各均質(zhì)段吸汽能力存在差異，蒸汽沿高滲層竄流而過早地突破，加上蒸汽超覆作用，使其波及系數(shù)減小、驅(qū)油效率降低，最終導(dǎo)致蒸汽驅(qū)采收率降低，開采效果變差。為研究縱向滲透率非均質(zhì)對水平井蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的影響，模擬研究了注汽水平井位于儲層中上部、生產(chǎn)水平井位于儲層中下部時儲層正韻律和反韻律時水平井井組蒸汽驅(qū)的開采效果。從儲層縱向非均質(zhì)時水平井蒸汽驅(qū)縱向溫度場看，在同一韻律（特別是反韻律）下，縱向滲透率非均質(zhì)性越嚴重，蒸汽突破時間越提前，縱向波及效率越低，導(dǎo)致蒸汽驅(qū)開采效果越差。

4地層傾角對水平井蒸汽驅(qū)的影響

地層傾角是稠油油藏水平井蒸汽驅(qū)的影響因素之一。隨著地層傾角的增大，蒸汽超覆增大，蒸汽吞吐效果變差。因此，模擬不同布井方式不同地層傾角對水平井蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的影響很有必要。

4.1不同布井方式不同地層傾角

根根據(jù)目前整體水平井開發(fā)區(qū)塊的實際情況，采用油藏數(shù)值模擬技術(shù)，研究了平行于構(gòu)造和垂直構(gòu)造布井時不同地層傾角條件下水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果。從研究結(jié)果來看，水平井平行于構(gòu)造的井網(wǎng)形式好于垂直于構(gòu)造。隨著地層傾角的增大，油藏采收率呈現(xiàn)遞減的趨勢，垂直于構(gòu)造時變化趨勢更明顯。當(dāng)?shù)貙觾A角≤5°時，采收率變化幅度較大，與均質(zhì)油藏相比差2%～5%；地層傾角>5°后，采收率變化幅度減小。分析原因為：地層傾角的增加對蒸汽熱采不利，傾角越大，蒸汽的重力超覆越嚴重，熱利用率越低，水平井蒸汽驅(qū)開發(fā)效果越差。

4.2變井距改善不同傾角的影響

對平行于構(gòu)造不同傾角油藏水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果進行研究。仍和前面研究的思路一樣，應(yīng)用油藏數(shù)值模擬技術(shù)，在采用排狀井網(wǎng)形式進行水平井蒸汽驅(qū)開采的油藏中選取一個一注兩采的水平井井組單元，對平行于構(gòu)造不同地層傾角時水平井蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果進行了優(yōu)化研究。通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著地層傾角的增大，蒸汽超覆作用越明顯，但當(dāng)?shù)貙觾A角增大到一定程度后，容易發(fā)生汽竄，影響開發(fā)效果。地層傾角超過5°以后，不利于水平井蒸汽驅(qū)開發(fā)，蒸汽汽竄的影響大于蒸汽超覆對生產(chǎn)井的作用，儲層動用較差，采收率出現(xiàn)急速遞減的趨勢。

因此，對傾角較大的油藏，應(yīng)采用變井距井網(wǎng)開發(fā)。根據(jù)不同地層傾角時水平井蒸汽驅(qū)構(gòu)造高、低部位生產(chǎn)井與中間部位注汽井之間的合理井距比值，建立了二者之間的相關(guān)關(guān)系，關(guān)系式為L=1.0144e0.0185θ，式中：L—井距，m；θ—地層傾角，°。以此可以指導(dǎo)存在地層傾角的其它稠油區(qū)塊水平井蒸汽驅(qū)過程中井網(wǎng)的規(guī)劃部署及合理井距的篩選。

參考文獻：

[1]李卉，等.影響水平井蒸汽驅(qū)效果地質(zhì)因素分析[J].特種油氣藏，2016，17（1）：75～77.