新型SAGD技術(shù)在稠油開(kāi)采中的應(yīng)用

王辛

摘要：隨著該技術(shù)的應(yīng)用，其缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)。由于蒸汽消耗量大，SAGD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要消耗大量的水資源，而且會(huì)造成二氧化碳的排放，并在薄油藏SAGD技術(shù)的儲(chǔ)層，物性差，邊底水，熱效率低層，開(kāi)采效果差。為了提高應(yīng)用效果和SAGD技術(shù)的適應(yīng)性，各種變體SAGD技術(shù)的出現(xiàn)。目前，主要集中在兩個(gè)方向發(fā)展：一是SAGD技術(shù)的雙水平井注采模式的幾何變化，包括SAGD技術(shù)，SAGD技術(shù)和U型井快速單井SAGD技術(shù)；二是提高注入介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，包括蒸汽和冷凝水的凝析氣推進(jìn)技術(shù)（SAGP），溶劑蒸汽輔助重力泄油技術(shù)（SA-SAGD）和化學(xué)劑蒸汽輔助重力泄油技術(shù)（CA-SAGD）等。

關(guān)鍵詞：新型SAGD技術(shù)；稠油開(kāi)采；應(yīng)用

1 水平井單井SAGD技術(shù)

1.1 技術(shù)原理

水平井單井SAGD技術(shù)提出較早。起初對(duì)單井SAGD技術(shù)的研究主要是針對(duì)深層稠油油藏（深度>1000m），由于早期鉆井技術(shù)的限制，在儲(chǔ)層中布置兩口緊挨的水平井技術(shù)上不可行，所以提出了僅采用一口水平井的單井SAGD技術(shù)。與雙水平井SAGD技術(shù)不同，單井SAGD技術(shù)采用同一口水平井完成蒸汽的注入和原油的采出。在典型的單井SAGD工藝中，蒸汽通過(guò)隔熱連續(xù)油管（ICCT）注入并從井底釋放，蒸汽向上超覆加熱井筒周圍的油藏，蒸汽腔從水平井趾端向跟端擴(kuò)展，被加熱的原油在重力作用下排采至井底，通過(guò)生產(chǎn)油管舉升至地面。典型的單井SAGD工藝管柱結(jié)構(gòu)以及流體流動(dòng)情況見(jiàn)圖1。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

1）單井SAGD技術(shù)適用油層更薄，可用于儲(chǔ)層厚度為10～15m的薄層稠油油藏的開(kāi)采。薄層稠油油藏縱向上往往沒(méi)有足夠的空間布置兩口水平井，采用單井SAGD技術(shù)可顯著降低鉆井風(fēng)險(xiǎn)和施工成本。因此，單井SAGD技術(shù)比雙水平井SAGD技術(shù)具有更強(qiáng)的適用性，一般用于雙水平井無(wú)法開(kāi)采或開(kāi)采難度大的薄層區(qū)塊。2）與傳統(tǒng)SAGD技術(shù)將水平井布置在油藏底部不同，單井SAGD技術(shù)中水平井位于油層中部時(shí)開(kāi)采效果更好。3）在啟動(dòng)階段，單井SAGD技術(shù)能更快形成熱循環(huán)通道，早期產(chǎn)量更高。但是生產(chǎn)后期產(chǎn)油量遞減快，應(yīng)該與其它開(kāi)采方式相結(jié)合以提高最終采收率。

2 快速SAGD技術(shù)

該技術(shù)綜合了常規(guī)SAGD技術(shù)與蒸汽吞吐技術(shù)的特點(diǎn)。首先，一個(gè)在水庫(kù)常規(guī)SAGD水平井的布局，然后安排在威爾斯身邊的偏見(jiàn)，威爾斯和水平井SAGD平行且相隔一定距離，作為蒸汽吞吐威爾斯的工藝流程，如圖2所示。正常生產(chǎn)的第一個(gè)SAGD威爾斯，抵消威爾斯關(guān)閉。當(dāng)蒸汽室到達(dá)水庫(kù)頂部，蒸汽注入偏移，和注水壓力和注汽速率高于SAGD井，但低于地層破裂壓力，以免壓裂形成的。從偏置井注汽可以加速蒸汽腔的橫向擴(kuò)展，當(dāng)井間區(qū)域被充分加熱，這與蒸汽室和威爾斯威爾斯的偏見(jiàn)SAGD蒸汽室連通，偏置井由注汽井轉(zhuǎn)為生產(chǎn)井進(jìn)行原油開(kāi)采。

從應(yīng)用效果來(lái)看，快速SAGD技術(shù)能夠顯著提高原油產(chǎn)量，增大油汽比，降低鉆井成本和操作成本，以較少的井?dāng)?shù)獲得較高的產(chǎn)能。與常規(guī)SAGD技術(shù)相比，快速SAGD技術(shù)熱效率提高24%，產(chǎn)能提高35%，并且在原油累計(jì)產(chǎn)量相同的情況下，所消耗的蒸汽和操作時(shí)間更少。為了評(píng)價(jià)快速SAGD技術(shù)的生產(chǎn)效果，進(jìn)行室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了常規(guī)SAGD技術(shù)和快速SAGD技術(shù)的生產(chǎn)效果，實(shí)驗(yàn)所用模型尺寸87.4cm×5cm×22.7cm。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與常規(guī)SAGD技術(shù)相比，快速SAGD技術(shù)累計(jì)產(chǎn)油量更高，累計(jì)油汽比更低。采用數(shù)值模擬方法對(duì)比快速SAGD技術(shù)和SAGD技術(shù)在Alberta三大典型油砂中的應(yīng)用情況，結(jié)果表明，快速SAGD技術(shù)在開(kāi)采滲透率較低的Clearwater和Bluesky油砂時(shí)消耗的蒸汽更少，產(chǎn)量更高，經(jīng)濟(jì)效益更好?？焖賁AGD技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和有效性已經(jīng)得到了數(shù)值模擬和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，其應(yīng)用效果需要更多的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

3 U型井SAGD技術(shù)

“U”型井技術(shù)是將兩口不同位置的水平井與直井、定向井與水平井、定向井與定向井或水平井與水平井在同一目的層相連通的特殊鉆完井技術(shù)，因井連通后呈U形而得名，該技術(shù)也稱為水平連通井技術(shù)。ENI公司提出了一種采用U型井開(kāi)采稠油油藏的新型熱采工藝，通過(guò)將不同方向鉆穿同一油藏的兩口水平井以適當(dāng)?shù)姆绞剑ㄎ补芑蛱坠埽┻B接起來(lái)，形成U型井，從而與地面設(shè)施構(gòu)成蒸汽或熱流體的閉合回路，利用熱流體所攜帶的熱量加熱油藏和原油，黏度降低后的熱油在重力作用下流入井底從而被采出。U型井SAGD技術(shù)的主要目標(biāo)是形成蒸汽或熱流體循環(huán)的閉合回路，從而將熱流體的注入與原油的采出進(jìn)行分離。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)閉合回路，需要綜合考慮地面設(shè)施布置、鉆井設(shè)計(jì)、水平井連通以及油套管下入等各方面因素。U型井的應(yīng)用模式主要有兩種：1）熱流體在U型井中從一個(gè)分支到另一個(gè)分支的直接循環(huán)。兩口井均安裝油管，油管末端下至水平段并允許自由膨脹以減小熱應(yīng)力的影響。在這種完井模式中，U型井僅用于將熱量從地面?zhèn)鲗?dǎo)至地下，加熱后的原油則從附近的生產(chǎn)井采出。2）熱流體從U型井的一個(gè)分支注入、循環(huán)，原油從另一個(gè)分支采出，其對(duì)應(yīng)的完井方式見(jiàn)圖3-b）。熱流體注入井（A井）采用特殊設(shè)計(jì)的完井管柱，熱流體注入后從油套環(huán)空回收，經(jīng)地面設(shè)施加熱后繼續(xù)循環(huán)。原油被加熱后在重力作用下流入井底，從采油井（B井）被舉升至地面。

4 結(jié)論

雙水平井SAGD技術(shù)對(duì)油藏篩選條件要求較高，多種變型SAGD技術(shù)被提出以適應(yīng)于更加復(fù)雜的地質(zhì)情況，單井SAGD技術(shù)就是其中之一。水平井單井SAGD技術(shù)可以適應(yīng)儲(chǔ)層更薄的油藏，直井單井SAGD技術(shù)最大限度地削弱了儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性的影響，而U型井SAGD技術(shù)能夠形成熱流體的閉合回路，提高蒸汽熱效率。

參考文獻(xiàn)

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