分層注汽工藝技術(shù)的研究應(yīng)用

鞠明

摘要：淺層稠油油藏普遍存在嚴(yán)重的非均質(zhì)性以及蒸汽吞吐開采過程中油層吸汽不均的現(xiàn)象，導(dǎo)致高滲透層動用程度高，中低滲透層動用程度低，影響油田的開發(fā)效果。為此研究了分層注汽管柱，該管柱可以實(shí)現(xiàn)不動管柱分層注汽，生產(chǎn)管柱與分層注汽管柱合二為一，減免了注汽管柱起下作業(yè)，減少了作業(yè)工作量，消除了作業(yè)過程中熱能浪費(fèi)。應(yīng)用表明，該技術(shù)能提高油藏動用程度，提高了油藏最終采收率。

關(guān)鍵詞：稠油開發(fā);分層注汽;工藝

樂安油田稠油油藏具有“淺、薄、稠、散”的特點(diǎn)，自開發(fā)以來，稠油熱采一直采用傳統(tǒng)的全井光油管籠統(tǒng)蒸汽注入方式。由于受油藏非均質(zhì)性的影響，油藏的動用程度差異大，高滲油層吸汽量大，吞吐效果好，動用程度高;低滲油層則吸汽量少甚至不吸汽，動用程度差。隨著注汽輪次的增加，高滲油層因吸汽效果好采收率已達(dá)較高的水平，開采潛力下降，更嚴(yán)重的是有的高滲層甚至形成汽竄，注入蒸汽絕大部分進(jìn)入其中;而低滲油層注汽不足，造成蒸汽浪費(fèi)，注汽效率低下，影響了低滲油層原油的開采。針對以上問題我們開展了分層注汽工藝技術(shù)的研究。通過分層注汽技術(shù)的應(yīng)用，提高了低滲透層動用程度，減少高滲透層熱損失，提高原油產(chǎn)量，降低采油成本，提高了油藏的最終采收率。

1 考慮和解決的問題

1.1 分層注汽管柱的設(shè)計(jì)

將 Y341 注汽 封隔器設(shè) 置在各 油層單 元 之間，實(shí)現(xiàn)油層單元的封堵，把高滲透層與低滲透層有效分開;通過控制配注器配汽嘴的大小，實(shí)現(xiàn)單元油層注汽量的控制，達(dá)到分層按需注汽的目的;偏心球座設(shè)置在對應(yīng)油層中部，注汽時處于關(guān)閉狀態(tài)，開抽后，處于打開狀態(tài);安全接頭緊接封隔器，作用是在起管柱時，如果出現(xiàn)意外砂卡，可以通過安全接頭實(shí)施 管柱脫開，然后通過脫開管柱沖砂，沖完砂后打撈注汽封隔器以下部分。

1.2 配注器配汽嘴的設(shè)計(jì)

稠油井分層注汽技術(shù)的關(guān)鍵之～，在于配注器配汽嘴的設(shè)計(jì)，它直接影響各注汽單元的注汽量及油井 的整體注汽效果。要準(zhǔn)確地計(jì)算 出配汽嘴孔徑的大小，首先應(yīng)了解濕蒸汽的壓力、溫度及干度沿井筒的變化規(guī)律，確定出每一給定層位的吸汽壓力、吸汽量等參數(shù)。根據(jù)所分層數(shù)、地層壓力及設(shè)計(jì)注入量的要求，通過稠油熱采分層注汽軟件對汽水兩相流體流經(jīng)配汽嘴的能量分析，計(jì)算出配汽嘴的孔徑[1]。

2 管柱結(jié)構(gòu)原理及主要技術(shù)參數(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)及原理

分層注汽就是針對油井各小層油層物性的差異，將油層物性相近的小層劃分為一個注汽單元，各注汽單元之間用注汽封隔器封隔開，采用配汽嘴對各單元進(jìn)行定量注汽，使各油層均衡吸汽。通過稠油熱采分層注汽軟件對油井地層情況（滲透率、飽和度、油層深度等多參數(shù)）進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出相應(yīng)層位的注汽量和配注器的孔徑及數(shù)量，或者根據(jù)油井吸汽剖面測試結(jié)果，由地質(zhì)分析人員確定出各個油層 的注汽量，然后再通過稠油熱采分層注汽軟件設(shè)計(jì)出各層位配注器的孔徑及數(shù)量。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，更換配注器器嘴后，組配成分層注汽管柱，按設(shè)計(jì)圖下人注汽管柱，到位后通過地面泵壓液力座封;之后，投球打開配注器，完成注汽管柱下人作業(yè)，便可注汽。在注汽過程中，由于各個層位的配注器器嘴數(shù)量不同，有效控制了流人 各層位 的注汽流量，達(dá)到分層配汽 的 目的。注汽放噴完畢，下放光桿即可生產(chǎn)。

2.2 主要技術(shù)參數(shù)

注汽封隔器座封壓力 18～ 20 M Pa 承受工作壓差≤15 M Pa，耐溫≤350 ℃，配 注器 I 打開壓力 5 M Pa;配注器 Ⅱ打開壓力 18～ 20 M P a;注汽封隔器解封負(fù)荷 60 kN;適應(yīng)套管內(nèi)徑 奪161 m m兩端連接螺紋 M 63.5（21/2 ”）平式油管螺紋。

3 技術(shù)創(chuàng)新及特點(diǎn)

與國內(nèi)同類技術(shù)相 比具有 以下創(chuàng)新：

（1）分層注汽管柱與生產(chǎn)管柱合二為一，減少了分層注汽管柱轉(zhuǎn)成生產(chǎn)管柱的工藝過程，減少了作業(yè)工作量，同時也減少了作業(yè)過程中的熱能浪費(fèi)，提高了熱能利用率。

（2）該項(xiàng)技術(shù)采用液力式封隔器，封 隔器座封不受溫度限制，適合河南油田注汽現(xiàn)狀。在工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，針對稠油熱采井套管多變形的特點(diǎn)，特別注意 了工具 的結(jié)構(gòu) 簡化，大幅度地縮短 了工具設(shè)計(jì)長度（最長的工具長度 0.96 m），解決 了因套管變形造成工具無法下井的問題，也適應(yīng)了河南油田注汽井油層隔距小的特點(diǎn)。

（3）雙重密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使注汽封隔器具有內(nèi)外密封都可以達(dá)到高溫密封，提高了注汽封隔器密封可靠性。

4 現(xiàn)場試驗(yàn)

4.1 分層注汽選井原則[1-2]

（1）油層滲透率差異大，層 間矛盾突出的井。

（2）盡可能選油層夾層大的井。

（3）沒有發(fā)生汽竄的井。

4.2 現(xiàn)場試驗(yàn)情況

該技術(shù)于2015 年進(jìn)入現(xiàn)場試驗(yàn)，截止2017年12 月共現(xiàn)場試驗(yàn) 67 井次，累計(jì)增油 9573 t，工藝成功率達(dá)到 100%，有效率 95.5 %。該技術(shù)經(jīng)過2 年多的推廣應(yīng)用，達(dá)到了比較好 的應(yīng)用效果。

試驗(yàn)油井產(chǎn)生較好的試驗(yàn)效果主要有以下原因：

（1）單井注汽量的減少，產(chǎn)油的提高，說明蒸汽熱能得到了有效利用，分層注汽確實(shí)產(chǎn)生了效果。

（2）試驗(yàn)證實(shí) 2 m 厚的油層夾層確實(shí)沒有串通，固井質(zhì)量較好。

（3）在注汽上下層之間滲透率差異較大，且注汽上層中各小層滲透率都相對較低，比較接近，保證了蒸汽均勻進(jìn)入低滲透層。

（4）低滲透率層有效厚度相對較厚（達(dá)到 7m），且該井注汽周期相對較少，挖潛可能性較大。

5 結(jié)論及認(rèn)識

（1）對多層系非均質(zhì)稠油藏來說，分層注汽工藝能有效地解決層 間矛盾，有利于提高油 田的開發(fā)效果。

（2）分層注汽工藝可 以實(shí)現(xiàn)多層段 的重復(fù)不動管柱注汽生產(chǎn)，簡化了工藝過程，減少了作業(yè)工作量，減少了作業(yè)過程中的熱能浪費(fèi)。

（3）分層注汽管柱可以在井與井之間的合理配汽方面發(fā)揮作用。河南油 田稠油井注汽采用一口鍋爐對應(yīng)注多口井，采用該工藝可以解決注汽時井與井之間配汽不均的問題，特別是在兩 口或多口注汽井之間滲透率差異相對較大的情況下，采用該技術(shù)可以提高注汽效果。對于符合該條件的新井來說，較早地在新井之間使用該技術(shù)配汽，可以延長部分新井串通周期，改善井內(nèi)注汽環(huán)境，提高采收率。

參考文獻(xiàn)

[1]陳鳳君，劉軍紅，葉志權(quán)等.稠油熱采優(yōu)化組合注汽技術(shù)研究[J].河南石油，2006，20（4）：44～ 46

[2]張順利，許衛(wèi)華.蒸汽吞吐油藏主要開發(fā)指標(biāo)評價新探[J].河南石油，2006，20（2）：45～ 47