稠油熱采均衡注汽調(diào)節(jié)裝置的推廣應用

引言

自1992年起，勝利油田開始利用水平井提高熱采效果，至2012年稠油水平井達到1600多口，控制稠油儲量1億多噸，成為稠油油藏熱采挖潛及產(chǎn)能建設的主要技術(shù)。理論和實踐表明，受油層的非均質(zhì)性及水平井段的影響，采用常規(guī)的注汽工藝（注汽管柱只有一個出汽點），水平井吸汽井段短（只有50米左右），造成水平段吸汽不均，受效井段短，利用率低，導致熱采水平井儲量動用率低、采收率低，嚴重影響熱采效果。

以稠油熱采均衡注汽調(diào)節(jié)裝置為核心的水平井均勻注汽工藝技術(shù)，配套熱采水平井均勻注汽優(yōu)化設計技術(shù)，改善了長水平段非均質(zhì)油層的等效注汽能力和油層的吸汽剖面，提高了油層的動用程度，大大提高了采收率，在勝利油田各類稠油油藏的熱采水平井進行了試驗和應用，效果顯著。

1、工作原理

稠油熱采均衡注汽調(diào)節(jié)裝置由分水管總成和蒸汽自動分配調(diào)節(jié)器組成，分水管總成為橋式雙管雙通結(jié)構(gòu)，其內(nèi)管與外管間形成與油管的流體通道，內(nèi)管與護套間構(gòu)成與套管的流體通道，蒸汽調(diào)節(jié)器安裝于內(nèi)管中，采用節(jié)流原理，當?shù)貙游芰Υ髸r，蒸汽流量大，蒸汽調(diào)節(jié)器處產(chǎn)生的節(jié)流壓差就大，使蒸汽調(diào)節(jié)器的出口變小，蒸汽流量也隨之變小，反之，節(jié)流壓差小，蒸汽出口保持較大狀態(tài)，蒸汽流量也隨之變大。

以此裝置為長水平段多點進行配汽，使得不同部位的蒸汽均衡供給，實現(xiàn)多點均衡注汽，從而使通過每個均衡注汽調(diào)節(jié)裝置進入油層的蒸汽流量相對均衡，并且不受注汽壓力等參數(shù)的影響，可應用于各種注汽參數(shù)和油層狀況。結(jié)合水平井長水平段油藏非均質(zhì)性的油藏條件，結(jié)合井底注汽壓力與各非均質(zhì)段油層注汽壓差，在定量分析注汽管柱內(nèi)汽、液兩相流壓降和干度變化規(guī)律的基礎上，對水平井注汽管柱設計參數(shù)進行了仿真分析，實現(xiàn)水平段流量均勻分布。水平井均勻注汽工藝管柱，主要有隔熱油管、井下補償器、熱敏封隔器、配注器等組成，利用配注器來進行注汽分配，使高滲透帶和低滲透帶的質(zhì)量流速平衡分配，達到均勻注汽的目的。

現(xiàn)場應用時根據(jù)油井水平段的長度及儲層的物性，優(yōu)化設計均衡注汽調(diào)節(jié)裝置的個數(shù)和位置，根據(jù)配注器的參數(shù)和功能，在不同位置安裝不同數(shù)量的的配注器，以達到均勻配注；最后對整個管柱結(jié)構(gòu)設計，以保證安全高效注汽，從而有效地調(diào)節(jié)油層的注汽剖面，達到均勻注汽的目的，提高熱采水平井的開采效果。

2、技術(shù)功能

（1）水平井動用井段大幅增加，單井采收率顯著提高

目前熱采水平井水平井段平均在250m左右，經(jīng)過測試，普通注汽管柱（單點注汽管柱）蒸汽加熱井段只有50m-80m（草20-P5測試表明，蒸汽吞吐5周期后，水平段只有前50m得到有效動用），水平井段利用率30%左右。而采用均勻注汽技術(shù)的水平井，使非均質(zhì)地層的吸氣量趨于平衡，水平井井段動用達到70%以上，蒸汽驅(qū)油能力、采油能力、采收率大幅提高，改善了以往稠油油藏水平井控制儲量高，而采出程度低的狀況。

（2）提高蒸汽利用率，減少能源浪費

使用本技術(shù)后蒸汽注入分配更加合理，大幅提高蒸汽利用率及稠油熱采蒸汽驅(qū)油效果，在達到同樣開采效果條件下，可大幅度減少產(chǎn)生蒸汽所需的能源。

（3）減少汽竄發(fā)生，延長了油井產(chǎn)油周期

目前稠油油藏50%以上是具有邊底水的油藏，水平井注汽不均勻時，注汽量大的油層部位由于吸汽多，極易發(fā)生汽竄，導致油井產(chǎn)量下降甚至報廢，而本技術(shù)使熱采水平井的注汽剖面更加均勻，從而避免了注汽水平井可能產(chǎn)生的汽竄現(xiàn)象，延長了油井產(chǎn)油周期。

（4）適應性大，應用范圍廣

稠油熱采均衡注汽調(diào)節(jié)裝置應用范圍較廣，不僅適應于水平井，也可適用于斜井和厚層稠油井，尤其在非均質(zhì)地層的水平井蒸汽驅(qū)中的均衡配汽作用，開發(fā)效果顯著。

3、推廣應用

以稠油熱采均衡注汽調(diào)節(jié)裝置為核心的熱采水平井均勻注汽技術(shù)的實施對改善稠油水平井井段的吸汽剖面，提高井段利用率和動用程度提供了技術(shù)支撐，并促進了一系列均勻注汽配套技術(shù)的進步。 該技術(shù)在勝利油田孤東、孤島、河口、濱南、新春等多個采油廠進行了推廣應用。勝利油區(qū)平均單井周期增油近300噸，累計增油46.6萬噸，平均單井日產(chǎn)液量上升30.91%，日產(chǎn)油上升22%，含水下降8%，取得了良好的實施效果，并降低了蒸汽分配不均對油層造成的損害，保護了油藏資源。

本技術(shù)的推廣應用，使熱采水平井均勻注汽工藝技術(shù)在不同油藏條件下都具有一定的適應性，可以對油層厚度大于5m特超稠油油藏、超稠油油藏、薄層邊底水稠油油藏、敏感性稠油油藏等各個稠油油藏進行開采，由于該項技術(shù)具有廣泛的適用性，使得水平井均勻注汽工藝技術(shù)可以應用于各個稠油油藏，并且有效地控制了高滲透層的注汽強度，避免高滲透層單層突進，降低了儲層非均質(zhì)性的影響，水平井的注汽剖面更加均勻，從而大幅降低了汽竄發(fā)生的幾率，一定程度上防止了汽竄導致的生產(chǎn)周期過早結(jié)束，從而延長了生產(chǎn)周期。

該技術(shù)促進了水平井均勻注汽工藝技術(shù)的規(guī)?；瘜嵤?，從而使稠油熱采的注汽方式由粗放、低效、高能耗的籠統(tǒng)注汽方式轉(zhuǎn)向精細、高效、低能耗的均勻注汽方式，實現(xiàn)了油田稠油熱采關(guān)鍵支撐技術(shù)的革命。該技術(shù)促進了一系列均勻注汽工藝技術(shù)的研發(fā)和形成，并促使注汽工藝管柱、熱采水平井測試儀器等產(chǎn)品由籠統(tǒng)注汽向均勻注汽的升級換代，解決了均勻注汽過程中的蒸汽分配、跟蹤監(jiān)測、控制調(diào)節(jié)等突出問題，對解決本領(lǐng)域注汽調(diào)剖、提高開采效率等關(guān)鍵性、重要性技術(shù)問題起到?jīng)Q定性作用。

該技術(shù)為中石化十大科技成就“勝利油田稠油高效開采配套技術(shù)”及勝利油田分公司重點技術(shù)推廣項目“熱采水平井均勻注汽工藝技術(shù)”中的一項關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎上，研發(fā)配套了水平井均勻配汽器、水平井均勻注汽沉砂器、水平井均勻注汽泄油器、分層注汽封隔器、無套壓高效隔熱注汽管柱、注汽分支井蒸汽分配計量調(diào)節(jié)裝置等設備，形成了以稠油熱采均衡注汽調(diào)節(jié)技術(shù)為主體的熱采水平井均勻注汽整體工藝技術(shù)。圍繞著該技術(shù)的實施，共獲得1項發(fā)明專利和15項實用新型專利的授權(quán)，目前已成為稠油熱采水平井注汽的主導工藝。

4、結(jié)束語

稠油熱采均衡注汽調(diào)節(jié)裝置有效地解決了水平井段動用程度低的難題，最大限度地提高了原油產(chǎn)量，油井增油效果明顯。目前，該技術(shù)及一系列均勻注汽配套技術(shù)已成為油田開發(fā)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)之一。