SAGD時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

唐亮

【摘 要】SAGD時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)技術(shù)是利用時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)SAGD開發(fā)過(guò)程中蒸汽腔的擴(kuò)展情況，包括擴(kuò)展方向與速度，本論文是利用該技術(shù)總結(jié)油藏流體發(fā)生驅(qū)替、運(yùn)移過(guò)程中蒸汽腔的變化規(guī)律，分析剩余油分布區(qū)域，制定注采井網(wǎng)完善方案，進(jìn)而指導(dǎo)SAGD生產(chǎn)調(diào)控。研究表明，這種技術(shù)的應(yīng)用對(duì)超稠油SAGD開發(fā)具有一定的理論和實(shí)際意義。

【關(guān)鍵詞】時(shí)移微重力 SAGD 蒸汽腔 超稠油 監(jiān)測(cè)技術(shù)

1概況

遼河油田D塊G油藏為一超稠油油藏，油藏埋藏淺，埋深530～640m，厚度大，平均油層厚度106m，孔隙度為36%，滲透率為5.54μm2，研究區(qū)域含油面積0.2km2，地質(zhì)儲(chǔ)量249×104t。該區(qū)域1997年投入開發(fā)，先期采取蒸汽吞吐開發(fā)，2005年開始采用直井與水平井組合SAGD（蒸汽輔助重力泄油）技術(shù)進(jìn)行開發(fā)[1]，取得了較好的開發(fā)效果。在SAGD開發(fā)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)蒸汽腔的擴(kuò)展情況尤為重要，目前主要的監(jiān)測(cè)方法是利用觀察井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[2]，但觀察井監(jiān)測(cè)的范圍有限，亟需尋求一種新的監(jiān)測(cè)技術(shù)，分析蒸汽腔擴(kuò)展規(guī)律，以尋找剩余油分布區(qū)域。

時(shí)移微重力是對(duì)地球重力場(chǎng)的空間和時(shí)間變化進(jìn)行地重復(fù)測(cè)量。在油氣生產(chǎn)過(guò)程中，地下物質(zhì)會(huì)重新分布，進(jìn)而導(dǎo)致局部重力場(chǎng)產(chǎn)生變化。當(dāng)重力變化量達(dá)到重力儀的儀器精度時(shí)（μGal級(jí)），通過(guò)時(shí)移微重力測(cè)量，我們就有可以對(duì)油氣儲(chǔ)層內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)移過(guò)程進(jìn)行定性或定量描述[3]。通過(guò)時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)技術(shù)，與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，進(jìn)一步分析蒸汽腔變化及油藏發(fā)育變化，達(dá)到改善油藏開發(fā)效果的目的。

2 時(shí)移微重力模型計(jì)算

計(jì)算某個(gè)地質(zhì)體所引起的重力異常，首先根據(jù)牛頓萬(wàn)有引力公式計(jì)算地質(zhì)體的剩余質(zhì)量引起的引力位，然后再求出引力位沿重力方向的導(dǎo)數(shù)，便得到重力異常。為研究SAGD開發(fā)過(guò)程中注蒸汽引起地下重力變化的規(guī)律及監(jiān)測(cè)數(shù)量級(jí)范圍，建立以研究區(qū)油藏參數(shù)為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化模型（圖1），油層設(shè)為580-660米，厚度80米，其中層2為注汽層，初期厚度數(shù)值為0m，若儲(chǔ)層孔隙全部被蒸汽填充，密度約為1.98g/cm3（含儲(chǔ)層骨架），層3為稠油層，初期厚度數(shù)值為80m，若儲(chǔ)層孔隙全部被稠油填充，密度約為2.43g/cm3（含儲(chǔ)層骨架）。

圖1 時(shí)移微重力正演簡(jiǎn)化模型

在此基礎(chǔ)上進(jìn)行2種模型計(jì)算，模型1是模擬注汽初期，注汽層厚度為恒定值1m，密度不斷變化下重力變化值，模型2是模擬隨著注汽量增大，注汽層厚度不斷增加，注汽層密度不斷減小引起的重力變化值。

表1為模型1計(jì)算結(jié)果，分別模擬孔隙開始充填水蒸汽到全部充填水蒸汽時(shí)的密度變化引起的重力變化值，可以看出，當(dāng)空隙中全部填充水蒸汽時(shí)，密度差可達(dá)0.45g/cm3，重力變化值最大為14.43μGal。圖2為模型2計(jì)算結(jié)果，可以看出蒸汽腔高度與重力變化值成冪關(guān)系曲線，由于油藏體積龐大，引起的重力變化約在幾十微伽到幾百微伽，在可觀測(cè)范圍內(nèi)，通過(guò)觀測(cè)研究這種密度的變化，可以監(jiān)測(cè)開發(fā)過(guò)程中油藏的變化。

圖2 時(shí)移微重力正演簡(jiǎn)化模型2計(jì)算結(jié)果

3 時(shí)移微重力解釋結(jié)果分析

3.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

時(shí)移微重力測(cè)區(qū)為D塊G油層SAGD開采區(qū)，測(cè)線線距25m，測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距為12.5m，即測(cè)點(diǎn)網(wǎng)格為25m×12.5m（測(cè)區(qū)的西南加密區(qū)線距為12.5m，網(wǎng)格為12.5m×12.5m），共設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)705個(gè)。

3.2時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)主要結(jié)果

該區(qū)域自2009年至2013年共進(jìn)行了5次時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)，從整體變化趨勢(shì)看，主要具有以下2個(gè)特點(diǎn)：

（1）工區(qū)內(nèi)80%區(qū)域體現(xiàn)為負(fù)異常。試驗(yàn)區(qū)在監(jiān)測(cè)期間，階段注汽144×104t，累產(chǎn)油35×104t，累產(chǎn)水130×104t，階段油汽比0.24，采注比1.14，回采水率90%，階段采出程度16.2%，蒸汽腔體積增大44×104m？，蒸汽腔高度平均上升11m，說(shuō)明先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)地下原油被大量采出，原油體積被大量蒸汽充填。根據(jù)模型計(jì)算先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)微重力變化在-15μGal左右。

同時(shí)，結(jié)合觀察井監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析，以杜84-61-59井區(qū)為例，從該井區(qū)觀察井監(jiān)測(cè)資料上可以分析出，2009年至2013年汽腔高度上升了25m，通過(guò)微重力變化計(jì)算模型2，計(jì)算出該區(qū)域4年異常值下降了80～120微伽，而微重力監(jiān)測(cè)測(cè)得微重力值為-95μGal，與模型計(jì)算結(jié)果相近（圖3-圖4）。

圖3 杜84-61-59區(qū)域微重力異常變化 圖4 杜84-館觀24井溫變化曲線

（2）描述了蒸汽腔擴(kuò)展情況。通過(guò)對(duì)微重力分離和異常提取，得到描述蒸汽腔剩余重力異常，蒸汽腔范圍逐年擴(kuò)大，基本擴(kuò)展規(guī)律是首先從注汽井向水平生產(chǎn)井?dāng)U展，蒸汽腔形態(tài)為長(zhǎng)條形，垂直于水平井生產(chǎn)井，注采井間蒸汽腔完全連通后，開始向注汽井與注汽井間發(fā)育，即平行水平井軸向擴(kuò)展，最終在一定范圍內(nèi)連片發(fā)育。目前已發(fā)育成三片蒸汽腔（A、B、C腔），根據(jù)蒸汽腔擴(kuò)展形態(tài)，可以有效指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)控。

圖5 時(shí)移微重力-20μGal重力異常疊合圖

4時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)用實(shí)施效果

通過(guò)利用時(shí)移微重力異常分析，尋找剩余油分布區(qū)，調(diào)整注汽井點(diǎn)，完善注采井網(wǎng)，有效地解決了油藏平面動(dòng)用不均問(wèn)題，在該區(qū)域共增加、調(diào)整4個(gè)注汽井點(diǎn)，方案過(guò)實(shí)施后，累積注汽64.5×104t，累積產(chǎn)油22.4×104t，油汽比0.35，試驗(yàn)區(qū)4口水平井日產(chǎn)油由264t上升至400t，日產(chǎn)油提高了136t，含水下降6%，取得較好生產(chǎn)效果（圖6）。

圖6 館陶先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)水平井生產(chǎn)曲線

5結(jié)語(yǔ)

（1）時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)區(qū)內(nèi)注采關(guān)系、觀察井監(jiān)測(cè)資料等具有較好的相關(guān)性，分析認(rèn)為測(cè)試結(jié)果可靠程度較高。

（2）監(jiān)測(cè)結(jié)果的正負(fù)異常變化，能定性描述地下流體發(fā)生驅(qū)替、運(yùn)移過(guò)程，能夠作為動(dòng)態(tài)調(diào)控的主要依據(jù)。

（3）利用正異常分布變化規(guī)律，尋找潛力區(qū)域，并增加注汽井點(diǎn)，提高泄油能力。

（4）該技術(shù)可擴(kuò)展應(yīng)用于其他開發(fā)方式，并具有指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊立強(qiáng)，陳月明，王宏遠(yuǎn) 等.超稠油直井-水平井組合蒸汽輔助重力泄油物理和數(shù)值模擬[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，31（4）：64-69.

[2]尤洪軍，王宏遠(yuǎn)，劉洪濤 等.溫度觀察井系統(tǒng)在超稠油SAGD開發(fā)中的應(yīng)用[J].油氣地質(zhì)與采收率，2008，15（3）：90-101.

[3]李玉君，任芳祥，楊立強(qiáng) 等.稠油注蒸汽開采蒸汽腔擴(kuò)展形態(tài)4D微重力測(cè)量技術(shù)[J].石油勘探與開發(fā)，2013，40（3）：381-384.