蒸汽驅(qū)含油飽和度與采出程度關(guān)系的研究與應(yīng)用

于泳

摘要：針對(duì)蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)后期效果逐漸變差、含油飽和度下降等開(kāi)發(fā)矛盾，在以往定性認(rèn)識(shí)含油飽和度與采出程度關(guān)系的基礎(chǔ)上，定量研究?jī)烧哧P(guān)系。根據(jù)蒸汽驅(qū)采收率預(yù)測(cè)公式進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)利用該公式做出油藏參數(shù)對(duì)蒸汽驅(qū)采收率的敏感性評(píng)價(jià)。利用**塊油藏參數(shù)建立理論模型，計(jì)算不同階段采出程度。初步明確了含油飽和度與蒸汽驅(qū)采出程度關(guān)系的研究方法：操作參數(shù)合理時(shí)，油藏工程方法和數(shù)值模擬方法均可采用;操作參數(shù)不合理時(shí)，應(yīng)數(shù)值模擬方法。通過(guò)研究認(rèn)為，**塊工業(yè)化汽驅(qū)井組目前處于驅(qū)替階段，現(xiàn)階段仍具有較大潛力，汽驅(qū)調(diào)控應(yīng)以優(yōu)化井組合理注汽強(qiáng)度和加強(qiáng)提液為主。

關(guān)鍵詞：含油飽和度;采出程度;數(shù)值模擬

中圖分類(lèi)號(hào)：TE357.44

一、立項(xiàng)背景

蒸汽驅(qū)是稠油開(kāi)發(fā)后期為提高采收率而采取的一種三次采油技術(shù)[1]。相較于蒸汽吞吐，它的增油機(jī)理更多，驅(qū)油效率更高。蒸汽驅(qū)驅(qū)油機(jī)理：降粘作用、熱膨脹作用、蒸汽的蒸餾作用、脫氣作用、油的混相驅(qū)作用、溶解氣驅(qū)作用、乳化驅(qū)作用[2]。不管那種機(jī)理，普遍的定性認(rèn)識(shí)是，相同條件下，轉(zhuǎn)驅(qū)前含油飽和度越高，蒸汽驅(qū)采出程度越高。但是有二個(gè)問(wèn)題認(rèn)識(shí)不清：

一是含油飽和度與蒸汽驅(qū)采出程度定量關(guān)系？

二是含油飽和度與蒸汽驅(qū)不同階段采出程度關(guān)系？

本項(xiàng)目研究是蒸汽驅(qū)油藏工程十大課題之一，對(duì)改善蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)效果有重要積極意義。

二、主要研究?jī)?nèi)容及成果

1.含油飽和度與采出程度油藏工程研究

根據(jù)蒸汽驅(qū)采收率預(yù)測(cè)公式。

ho―有效厚度，m;? ? ? ?   ? μO(píng)―油藏溫度下脫氣油粘度，mPa·s;

SO―初始含油飽和度，f;? ? ? VDP―滲透率變異系數(shù)，無(wú)因次;

hr ―凈總厚度比，f;? ? ? ? ?D―油層中部深度，m。

此法預(yù)測(cè)的結(jié)果為一定油藏條件下可以達(dá)到的采收率（沒(méi)有考慮操作條件），適用于中、高孔滲、邊底水不太活躍油藏的蒸汽驅(qū)采收率預(yù)測(cè)——**塊油藏條件復(fù)合公式要求條件[3]。

采收率經(jīng)驗(yàn)公式不但定性說(shuō)明了含油飽和度與采收率關(guān)系：隨著油藏含油飽和度的增加，蒸汽驅(qū)的采收率線性增加。同時(shí)利用該經(jīng)驗(yàn)公式還可以回歸出含油飽和度與采收率關(guān)系曲線圖1，從而對(duì)油藏采收率進(jìn)行定量計(jì)算。并利用該經(jīng)驗(yàn)公式做出油藏參數(shù)對(duì)蒸汽驅(qū)采收率的敏感性評(píng)價(jià)。

（1）油層厚度

油層太薄，開(kāi)發(fā)價(jià)值差;另一方面，向蓋底層的熱損失比例增大，熱利用率變低;

油層過(guò)厚時(shí)汽驅(qū)效果也不太好，在這種情況下井筒中的汽—水分離以及油層中的蒸汽超覆加劇，也會(huì)使蒸汽的熱利用率變低[4]。蒸汽驅(qū)的有效油層厚度大約為10～50m，油層厚度在20～45m之間時(shí)能取得較好效果 。

（2）油層非均值性

在實(shí)際油層的非均質(zhì)范圍內(nèi)（滲透率變異系數(shù)從0.4到0.8），蒸汽驅(qū)采收率與滲透率變異系數(shù)基本是線性關(guān)系;非均值性越強(qiáng)，采收率越低。滲透率變異系數(shù)大于0.8的油藏基本不適合蒸汽驅(qū)[5]。

（2）油層凈總厚度比

隨著凈總厚度比的增加，蒸汽驅(qū)采收率越來(lái)越大。當(dāng)凈總厚度比大于0.6以后，改善幅度變小。

當(dāng)凈總厚度比小于0.6時(shí)，隨著凈總厚度比的減小，蒸汽驅(qū)效果急劇下降。當(dāng)凈總厚度比小于0.4時(shí)蒸汽驅(qū)效果較差[6]。

（4）原油粘度

在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，隨著油藏原油粘度對(duì)數(shù)的增大，蒸汽驅(qū)的采收率呈線性下降;原油粘度對(duì)蒸汽驅(qū)效果的影響幅度并不太大，當(dāng)?shù)貙佑驼扯葟?0mPa·s增高到5000mPa·s時(shí)，采收率只降低了15%。

采用**塊油藏參數(shù)表1，對(duì)**塊蒸汽驅(qū)各單元采收率進(jìn)行了計(jì)算表2。

2.含油飽和度與不同階段采出程度研究

現(xiàn)場(chǎng)注汽速度、蒸汽干度、采注比、油層壓力等操作參數(shù)對(duì)蒸汽驅(qū)采收率也有較大影響，經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)]有考慮這些因素，具有較大的局限性。為此，進(jìn)行了油藏?cái)?shù)值模擬研究。

（1）理論模型研究

利用**塊油藏參數(shù)建立理論模型，網(wǎng)格步長(zhǎng)：DX=DY=10m，網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)總數(shù)：15×15×30=6750，反九點(diǎn)井網(wǎng)。

操作參數(shù)：

注汽強(qiáng)度：1.6t.ha.m

注汽干度：井口75%

蒸汽溫度：250℃

采注比：1.2

熱連通升壓，驅(qū)替階段緩慢降壓，突破后快速降壓，后期通過(guò)調(diào)整，壓力恢復(fù)。熱連通初期溫度緩慢上升，6個(gè)月左右溫度快速上升;12個(gè)月左右進(jìn)入驅(qū)替階段，優(yōu)勢(shì)方向溫度上升非常緩慢，而平均地層溫度繼續(xù)保持6個(gè)月左右快速上升趨勢(shì)，而后緩慢上升;突破后優(yōu)勢(shì)方向30米處溫度繼續(xù)保持緩慢上升趨勢(shì)，而平均地層溫度不再上升。

熱連通初期，采油速度下降，6個(gè)月后采油速度快速上升;12個(gè)月左右進(jìn)入驅(qū)替階段，而后采油速度呈緩慢遞減趨勢(shì)，7年左右遞減速度加快，年遞減速度10%左右;快速遞減一年左右進(jìn)入突破階段，突破前采油速度有短暫上升，而后年遞減速度20%，此時(shí)進(jìn)入蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)后期綜合調(diào)整階段、熱連通階段采出程度3%左右，驅(qū)替階段采出程度27%左右。含油飽和度越高，熱連通和驅(qū)替階段時(shí)間越長(zhǎng)，階段采出程度越高，驅(qū)替階段采油速度峰值越大。

（2）實(shí)際模型研究

建立**塊各井區(qū)地質(zhì)體模型，結(jié)果表明，各汽驅(qū)單元熱連通階段的采出程度值及先導(dǎo)擴(kuò)大試驗(yàn)驅(qū)替階段的采出程度值，數(shù)模計(jì)算值與實(shí)際值相差不大。顯然，考慮了操作參數(shù)油藏?cái)?shù)值模擬方法，比較準(zhǔn)確適用表3。

對(duì)比來(lái)看表3，65井組采收率相差不大，74井組經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)的采收率明顯偏高。

（3）含油飽和度與汽驅(qū)采出程度油藏?cái)?shù)值模擬研究

設(shè)定汽驅(qū)結(jié)束條件：油汽比<0.1，采油速度<0.5%，進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果為65井組注采參數(shù)較合理，經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)值模擬預(yù)測(cè)的采收率相近，且采收率較高。74井組由于井況、油層出砂、地層出水等影響，注采參數(shù)矛盾突出，經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)的采收率數(shù)值與實(shí)際相差太大，油藏?cái)?shù)值模擬法更符合現(xiàn)場(chǎng)。另外，74井組東南井區(qū)由于邊底水影響，地層壓力高、溫度低，汽腔難以形成，汽驅(qū)效果差[7]。

3.技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

通過(guò)油藏?cái)?shù)值模擬方法，量化研究了不同含油飽和度時(shí)蒸汽驅(qū)各階段采出程度。

通過(guò)油藏工程法和油藏?cái)?shù)值模擬法對(duì)比，初步明確了含油飽和度與蒸汽驅(qū)采出程度關(guān)系的研究方法：

操作參數(shù)合理時(shí)，油藏工程方法和數(shù)值模擬方法均可采用;

操作參數(shù)不合理時(shí)，應(yīng)數(shù)值模擬方法。

三、應(yīng)用效果分析

通過(guò)以上研究，**塊工業(yè)化汽驅(qū)井組目前處于驅(qū)替階段，現(xiàn)階段仍具有較大潛力;汽驅(qū)調(diào)控應(yīng)以優(yōu)化井組合理注汽強(qiáng)度和加強(qiáng)提液為主。

根據(jù)調(diào)控思路2014年以來(lái)，共實(shí)施7項(xiàng)注汽調(diào)控對(duì)策，注汽調(diào)控措施234井次，階段節(jié)約注汽量217萬(wàn)噸，階段增油3.9萬(wàn)噸;實(shí)施8項(xiàng)采液調(diào)控對(duì)策，油井措施215井次，階段增油4.8萬(wàn)噸。

通過(guò)成果應(yīng)用，區(qū)塊采注比和油汽比不斷上升。區(qū)塊注采參數(shù)得到優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益好：

截至目前，成果累計(jì)節(jié)約注汽27萬(wàn)噸，累計(jì)增油1.5萬(wàn)噸。實(shí)施油井“穩(wěn)油”措施163井次，累計(jì)增油7.2萬(wàn)噸。合計(jì)該成果創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益3614×104元。

計(jì)算公式：

E=（1-30%）×F×Q×（P-T-C）-I

=（1-30%）×0.8×8.7×104×（2465-588.3-1345）-955+27×104×73.3=3614×104元。

四、認(rèn)識(shí)及建議

1、含油飽和度對(duì)蒸汽驅(qū)各階段采出程度均有一定影響，含油飽和度越高，階段采出程度越高。但其它油藏條件及注采參數(shù)對(duì)汽驅(qū)采出程度越有著重大影響，研究時(shí)應(yīng)綜合考慮。

2、根據(jù)目前各井組采油速度，65井組將在一兩年左右進(jìn)入全面突破階段，調(diào)控方向應(yīng)著眼于井網(wǎng)條調(diào)整和方式轉(zhuǎn)換;74井組驅(qū)替階段仍具有較大潛力，應(yīng)針對(duì)目前采注比低現(xiàn)狀加強(qiáng)油井提液工作。

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