直井－水平井組合吞吐和蒸汽驅(qū)效果地質(zhì)因素分析

田鴻照，孫 野

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程公司，遼寧盤錦 124010）

蒸汽吞吐是開采稠油的一種經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)［1］。早在幾十年前，世界上就開始應(yīng)用蒸汽吞吐方法開采稠油油藏，并取得了很好的效果［2－5］。蒸汽驅(qū)是稠油油藏經(jīng)過(guò)蒸汽吞吐開采之后接著為提高原油采收率的熱采階段，可使原油采收率增加20%～30%［6］。本文根據(jù)前期齋桑油田北區(qū)井網(wǎng)、井距、井型、注采參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果，利用數(shù)值模擬方法研究了齋桑油田北區(qū)地質(zhì)參數(shù)對(duì)直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的影響。

1 油田地質(zhì)概況

齋桑油田北區(qū)為一受中部斷層控制的斷背斜，主要含油層系為侏羅系，儲(chǔ)層巖性以砂礫巖和砂巖為主，平均孔隙度為21.7%，平均滲透率為134×10－3μm2，屬于中孔、中滲儲(chǔ)層。油藏主要分布在下侏羅統(tǒng)T組的三套含油砂層組，第一套含油砂層組內(nèi)形成天然氣藏，另外兩套砂層組內(nèi)主要聚集原油，且第三套砂巖組厚度大，分布穩(wěn)定，中間隔夾層較薄。油層埋深為1300～1600 m，油層平均有效厚度為28.2 m，含油面積為1.74 km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量為621.2×104t。油藏原始地層壓力為16.4 MPa，原始油層溫度為59.7℃，含油飽和度為65%，原油粘度（50℃）為800～2000 mPa·s，原油密度（20℃）為0.954～0.968 g／cm3。

2 模型的建立

本次數(shù)值模擬研究采用CMG軟件的STARS模塊。針對(duì)齋桑油田北區(qū)的開發(fā)現(xiàn)狀，本次模擬區(qū)域選擇在完鉆井?dāng)?shù)多、油層控制程度相對(duì)較高的S－7井區(qū)，包括S－7井和S－101井2口完鉆井。根據(jù)模擬區(qū)域平面上的形態(tài)確定網(wǎng)格在I、J方向空間均勻步長(zhǎng)，步長(zhǎng)為10 m，劃分為32×20個(gè)網(wǎng)格，縱向上根據(jù)沉積韻律特征劃分為16個(gè)模擬層，厚度在0.25～1.5 m之間。網(wǎng)格系統(tǒng)確立后，給每個(gè)網(wǎng)格塊賦予地質(zhì)參數(shù)，包括：油層頂深、油層厚度、孔隙度、滲透率及含油飽和度等［7］。

操作參數(shù)：吞吐階段直井射孔層全井段射開，注汽強(qiáng)度60 m3／m，注汽速度360 m3／d，井底蒸汽干度40%，注汽溫度350℃，最高注汽壓力23 MPa，燜井時(shí)間6 d；水平井射孔層為13層，距油層底界約7 m左右，注汽強(qiáng)度10 m3／m，其它參數(shù)同直井。直井吞吐8周期、水平井吞吐6周期轉(zhuǎn)汽驅(qū)，注采井排距100 m，注汽直井井距100 m，汽驅(qū)階段直井注汽，水平井采油，注汽直井注汽速度84 m3／d，井底蒸汽干度40%，注汽壓力10 MPa，采注比1.2。

3 地質(zhì)因素分析

齋桑油田北區(qū)目前完鉆油井7口，井控程度低，巖心分析資料與電測(cè)解釋資料物性差異較大，平面及縱向非均質(zhì)性強(qiáng)，油層有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度也有待落實(shí)，這些均對(duì)直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)效果有一定的影響。為此，主要探討油層厚度、孔隙度、平面及縱向滲透率、含油飽和度等因素對(duì)直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的影響。

3.1 油層厚度的影響

主要考慮油層厚度上浮10%和下浮10%對(duì)直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的影響。油層厚度的增加和減少對(duì)儲(chǔ)量影響較大，進(jìn)而影響到產(chǎn)油量，油層越厚，生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，采出程度越高，采油速度越低，產(chǎn)油量越高；若油層厚度下浮10%，采出程度將降至46.83%，下降幅度3.02%（表1）。

3.2 平面滲透率的影響

滲透率上浮10%對(duì)產(chǎn)油量的影響比較大，滲透率越大，生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)油量越高，采出程度越高，采油速度越大；滲透率下降幅度在10%左右對(duì)開發(fā)效果影響不大（表2）。

3.3 含油飽和度的影響

含油飽和度的增加和減少對(duì)儲(chǔ)量變化影響較大，因此，對(duì)產(chǎn)油量的影響比較大，含油飽和度越大，生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，采出程度越高，采油速度越高，產(chǎn)油量越高。若含油飽和度下降幅度10%，采出程度將降至41.52%；若上升幅度10%，采出程度將上升至53.89%（表3）。

表1 不同油層厚度下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)效果對(duì)比

表2 不同滲透率下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)效果對(duì)比

表3 不同含油飽和度下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)效果對(duì)比

3.4 縱向滲透率的影響

在目前油藏條件下縱向滲透率下降對(duì)產(chǎn)量影響不大，但縱向滲透率增加，生產(chǎn)時(shí)間增加，采出程度增加，采油速度增加，產(chǎn)油量增加，即縱向滲透率增加有利于實(shí)現(xiàn)直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)。若縱向滲透率下降10%，采出程度將降至49.27%；若上升至0.33 kH，采出程度將上升至50.66%，在上下幅度10%的情況下，對(duì)開發(fā)效果影響不大（表4）。

表4 不同縱向滲透率下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)效果對(duì)比

3.5 孔隙度的影響

孔隙度的增加和減少對(duì)儲(chǔ)量變化影響較大，因此，對(duì)產(chǎn)油量的影響比較大，孔隙度越大，生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，采出程度越高，采油速度越高，產(chǎn)油量越高。若孔隙度下降10%，采出程度將降至44.81%；若上升10%，采出程度將上升至51.14%，孔隙度上下浮動(dòng)10%對(duì)開發(fā)效果影響較大（表5）。

3.6 所有參數(shù)共同影響

所有參數(shù)的增加和減少對(duì)儲(chǔ)量變化影響很大，因此，對(duì)產(chǎn)油量的影響比較大，所有參數(shù)越大，生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，采出程度越高，采油速度越高，產(chǎn)油量越高。若所有參數(shù)均下降10%，采出程度將降至42.26%；若所有參數(shù)均上升10%，采出程度將上升至54.29%，采收率的增加和減少幅度在5.6%～7.6%之間（表6）。

表5 不同孔隙度下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)效果對(duì)比

表6 所有參數(shù)共同影響下直井－水平井吞吐＋組合蒸汽驅(qū)效果對(duì)比

4 結(jié)論

根據(jù)數(shù)值模擬研究結(jié)果，在油層厚度、平面及縱向滲透率、含油飽和度和孔隙度五個(gè)地質(zhì)參數(shù)中，含油飽和度和孔隙度是影響齋桑油田北區(qū)直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅(qū)開發(fā)效果的主要因素，采出程度的變化范圍在4.04%～8.33%，其它參數(shù)在給定變化浮動(dòng)范圍內(nèi)影響較小。這五個(gè)地質(zhì)參數(shù)全部上浮和下降10%時(shí)，采出程度的變化范圍在4.44%～7.59%，對(duì)開發(fā)效果影響也很大。

［1］劉尚奇，楊雙虎，高永榮，等.CO2輔助直井與水平井組合蒸汽驅(qū)技術(shù)研究［J］.石油學(xué)報(bào)，2008，29（3）：414－422.

［2］張義堂，韓東.熱力采油提高采收率技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2006：167－173.

［3］Lesser H A.Conduction heating of reservoirs by steam injection［A］.SPEJ，1996：372－382.

［4］Abus Satter.A Prediction method for conduction heating of reservoirs by steam injection［A］.SPE1950，1967：207－230.

［5］Nolan，Jon B.Applicability of steam flooding for carbonate reseroirs［A］.SPE28642，1980：200－215.

［6］劉文章.熱采稠油油藏開發(fā)模式［M］.北京：石油工業(yè)出版社.1998：80－85.

［7］孫來(lái)喜，張烈輝，馮國(guó)慶，等.克拉瑪依油田九區(qū)蒸汽吞吐后開采方式優(yōu)化研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，22（2）：60－63.