多層火驅(qū)地質(zhì)影響因素研究

劉潔

摘要：遼河油田稠油火驅(qū)已進(jìn)入規(guī)模推廣階段，其中多層火驅(qū)轉(zhuǎn)驅(qū)規(guī)模大，產(chǎn)量占比高。針對平面火線不均、縱向動用程度低等開發(fā)難題，從地質(zhì)角度出發(fā)，對地層厚度、滲透率級差、地層傾角、原油性質(zhì)等參數(shù)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對各因素的影響程度進(jìn)行排序，得出D塊多層火驅(qū)的主控因素，為多層火驅(qū)改善效果提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：多層火驅(qū);影響因素;地質(zhì)因素;主控因素

1區(qū)塊概況

遼河油田D區(qū)塊油層層數(shù)多，單層厚度薄，儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)，地層傾角7°～14°，平均孔隙度21.8%，平均滲透率644mD，平均油層厚度30.3m。50℃地面脫氣原油粘度415～5000mPa·s，油品類型屬普通稠油。

2多層火驅(qū)地質(zhì)影響因素

2.1地層厚度

利用數(shù)值模擬方法研究不同地層厚度下火驅(qū)特征[1]，設(shè)置火驅(qū)層厚分別為20m，25m，30m，40m，研究火驅(qū)過程中的超覆現(xiàn)象。生產(chǎn)井和注氣井全井段射開。在均質(zhì)模型層厚20m的情況下，火驅(qū)前緣可以均勻推進(jìn)至生產(chǎn)井，超覆不明顯。而在層厚40m的情況下，距離注氣井大約40m左右超覆至層厚的一半。如不考慮其他技術(shù)政策界限的情況下，需要選擇20m以內(nèi)的層進(jìn)行火驅(qū)。因?yàn)楸』拥牡湫吞攸c(diǎn)時砂巖和泥巖交互分布，砂巖和泥巖之間的接觸面積很大，基于這種情況，基于基礎(chǔ)模型設(shè)計(jì)2種模型對比夾層的影響：薄互層模型和中厚層模型，兩個模型總厚度一樣，進(jìn)一步考察對火驅(qū)的影響。

對比兩個模型在火驅(qū)結(jié)束后的頂層溫度，薄互層模型火驅(qū)的頂層溫度較高，主要由燃燒層段傳導(dǎo)過來，火驅(qū)層段頂層下部溫度255℃。中厚層模型，無夾層模型火驅(qū)的頂層溫度較低，熱損失較小，火驅(qū)層段頂層下部溫度329℃。

可見，薄互層油藏火驅(qū)面臨的主要問題不僅僅是層間差異，還有一個嚴(yán)峻問題就是薄互層導(dǎo)致的大量熱損失。當(dāng)前注氣速度下，厚度5m的薄油層，火驅(qū)半年熱損失率為50%左右。

2.2滲透率級差

研究三種滲透率模式：均質(zhì)模式A，反韻律模式B和正韻律模式C，滲透率級差為3。

結(jié)果顯示，模式A火線均勻推進(jìn);模式BC，受滲透率影響，滲透率高的層火線首先突破。如存在賊層，過早突破是該類型油層面臨的主要問題，進(jìn)而研究不同滲透率級差對驅(qū)替的影響，觀察燃燒前緣發(fā)展速度。

火驅(qū)的最初1年，火線推進(jìn)距離和滲透率比值一致，隨著火驅(qū)的進(jìn)行，該差異有所縮?。?→2.4），是由于高滲層燃燒充分，焦炭沉積量稍多導(dǎo)致。級差越大所形成的燃燒前緣發(fā)展速度差異越大，同樣體現(xiàn)出，隨時間延長差異有所縮小。

實(shí)際油藏由于沉積環(huán)境的影響，會存在一定的滲透率平面非均質(zhì)性，為此，基于基礎(chǔ)模型，建立三種平面非均質(zhì)模型，考察其對火驅(qū)的影響程度。示蹤劑測試結(jié)果顯示氣體溝通方向?yàn)槎嘞蚨鄬樱煌瑫r間的測試結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，溝通方向會發(fā)生改變，多層多方向的溝通無法判斷地下某一層的燃燒及火線推進(jìn)情況，主要揭示了多層火驅(qū)的主要矛盾是層間的非均質(zhì)性。

2.3地層傾角

基于前述基礎(chǔ)模型，改變地層傾角建立數(shù)值模擬模型，注氣井位于上傾方向，層厚30m，油藏傾角分別為5°和10°。研究地層傾角對生產(chǎn)動態(tài)和火驅(qū)波及的影響。

當(dāng)火驅(qū)結(jié)束時，地層傾角5°時火驅(qū)未波及區(qū)域比10°傾角時要大，生產(chǎn)動態(tài)也能體現(xiàn)出較大傾角形成的重力排液和抑制超覆作用。若將注氣井置于下傾方向，無疑增強(qiáng)了氣體超覆效應(yīng)。未啟動區(qū)域的范圍都明顯大于上傾注氣的情況。傾角越大，不利的影響越大。

統(tǒng)計(jì)不同傾角和注氣井位置條件下的火驅(qū)采出程度（表1），可以發(fā)現(xiàn)注氣井位于上傾方向時的采出程度普遍高于位于下傾方向，較大地層傾角和布置注氣井于上傾方向成為主要的火驅(qū)方案布置原則。

注氣井位于中間，地層傾角5°-30°，利用數(shù)值模擬方法研究最佳的下上井距比。按照同樣的見氣時間和幅度[2]合理作為均衡驅(qū)替的判斷條件，合理地選擇注氣井的下上井距比，可以控制超覆，達(dá)到均衡驅(qū)替。實(shí)際應(yīng)用時還應(yīng)結(jié)合最終的驅(qū)替效果和采出效果綜合考慮。

2.4原油性質(zhì)

隨剩余油飽和度的降低，油層中的燃料含量也隨之減小，而飽和度過高和粘度過大的因素會導(dǎo)致局部高溫，原油消耗量過大的問題出現(xiàn)，對于D塊原油，考慮不同剩余油飽和度和原油粘度下的火驅(qū)，研究其對采出程度的影響。。

（1）隨飽和度的增加，火驅(qū)采出程度也明顯增加，火驅(qū)時飽和度過高和過低都不利于最終采出程度的提高。

（2）試驗(yàn)區(qū)驅(qū)前采出程度高的區(qū)域油井見效率高（表2），但數(shù)值模擬計(jì)算累產(chǎn)油少，增產(chǎn)效果差。

改變原油黏度為D塊目前值的0.5，1.0，1.5，2.0倍，研究黏度和火驅(qū)效果的影響。隨原油黏度的降低，火線波及范圍擴(kuò)大，氣體指進(jìn)現(xiàn)象趨弱。而且隨著原油黏度的增加，火驅(qū)前緣推進(jìn)速度也趨緩。主要原因是由于黏度增加會導(dǎo)致流動性變差，熱傳遞也受到限制，所以火線推進(jìn)速度會趨緩。

燃燒區(qū)溫度沒有明顯變化，由于火燒區(qū)域范圍較大和原油流動性變好，累產(chǎn)量相對較高。最低黏度下累產(chǎn)約為最高黏度累產(chǎn)的2倍弱。

3多層火驅(qū)主控因素

基于以上研究結(jié)果，總結(jié)D塊多層火驅(qū)主控因素如表3所示。

油層厚度固然為重要因素，但是D塊屬于薄互層油藏，且試驗(yàn)區(qū)地層傾角較小，故第三位因素飽和度成為D塊的一級主控因素，接下來就是黏度和級差，故D塊多層火驅(qū)的主控因素確定在飽和度、黏度和級差。

參考文獻(xiàn)：

[1]寧奎，袁士寶，蔣海巖，等.火燒油層理論與實(shí)踐[M].東營：中國石油大學(xué)出版社，2010：124-126.

[2]王艷輝，陳亞平，李少池.火燒驅(qū)油特征的實(shí)驗(yàn)研究[J].石油勘探與開發(fā)，2000，27（1）：69-71.

[3] 關(guān)文龍，宮宇寧，唐君實(shí)，宋揚(yáng)，李秋.多層油藏火驅(qū)開發(fā)模式探討[J].特種油氣藏.2020（06）.60-66