超稠油直井輔助雙水平井SAGD技術(shù)研究

王江濤

（中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000）

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣稠油油藏是在長期的地史演化過程中，早期油藏遭到破壞，油氣沿著克－烏斷裂發(fā)生二次、三次運移，向上至推覆體上盤超覆尖滅帶形成次生油藏，再經(jīng)輕質(zhì)組分散失、水洗氧化以及劇烈的生物降解作用等，最終生成的油藏[1，2]。風(fēng)城油田侏羅系稠油油藏在區(qū)域構(gòu)造上位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣烏夏斷褶帶、夏紅北斷裂上盤中生界超覆尖滅帶上，北以哈拉阿拉特山為界，南鄰瑪湖凹陷北部斜坡帶，油藏上傾方向及下傾方向被斷層切割，由于長期處于區(qū)域構(gòu)造高部位，且儲集體與油源斷裂相連通，是油氣運移的主要指向區(qū)。蒸汽輔助重力泄油（SAGD）技術(shù)是開發(fā)超稠油的一項有效技術(shù)，具有驅(qū)油效率高、采收率高的優(yōu)點，目前雙水平井SAGD開發(fā)技術(shù)在風(fēng)城油田已歷經(jīng)10年試驗開發(fā)，應(yīng)用比較成熟，并探索出了一套適合風(fēng)城油田超稠油老區(qū)調(diào)整開發(fā)的直井輔助SAGD技術(shù)。

1 技術(shù)原理

直井輔助雙水平井SAGD技術(shù)，指的是在SAGD井組側(cè)上方部署1口或多口輔助直井，通過直井蒸汽吞吐，形成新的腔體，隨著直井腔體前緣的擴(kuò)展，與雙水平井SAGD井組原有蒸汽腔逐漸連通融合，增加了蒸汽腔的體積，在重力與驅(qū)動力的雙重作用下，采油速度顯著提高，未動用處儲量得到充分動用[3-8]（見圖1）。

2 技術(shù)特點及直井輔助效果分析

綜合理論實踐分析，直井輔助SAGD技術(shù)與常規(guī)SAGD技術(shù)對比，主要有以下三方面特點：

（1）SAGD各井組蒸汽腔由于儲層非均質(zhì)性的影響，發(fā)育不均衡，呈現(xiàn)“串珠狀”分布，通過在蒸汽腔發(fā)育不好甚至不發(fā)育處，針對性部署直井，輔以蒸汽吞吐，促進(jìn)形成新的汽腔，降低儲層非均質(zhì)性的影響，達(dá)到均衡擴(kuò)腔、提高采油速度的目的[9]（見圖2a）。

（2）SAGD各井組儲層不同程度上發(fā)育夾層，而蒸汽腔遇夾層發(fā)育受阻，夾層上方儲量不能得到有效動用，通過在夾層上方部署直井，吞吐造腔，從而動用夾層上方儲量[10，11]（見圖2b）。

圖1 直井輔助雙水平井SAGD機(jī)理示意圖

（3）受汽腔形態(tài)和井距限制，SAGD蒸汽腔前緣橫向波及范圍有限，相鄰井組汽腔仍未連通，井對間儲層動用緩慢，剩余儲量大，通過在井組間部署直井，吞吐造腔，實現(xiàn)井組汽腔連通，從而動用井間剩余儲量（見圖3）。

圖2 蒸汽腔受儲層非均質(zhì)性及夾層影響下直井輔助前后模擬圖

圖3 SAGD井組剩余油飽和度平面示意圖

3 直井輔助時機(jī)

數(shù)值模擬研究了蒸汽腔上升階段和橫向擴(kuò)展階段直井輔助SAGD試驗效果，模擬結(jié)果顯示開展輔助試驗10年，蒸汽腔上升階段與橫向擴(kuò)展階段累產(chǎn)油相差較少，但上升階段的日產(chǎn)油高峰值比橫向擴(kuò)展階段提前兩年到來。不同蒸汽腔發(fā)育階段溫度場表明，蒸汽腔上升階段比橫向擴(kuò)展階段吞吐熱連通時間長，蒸汽腔上升階段直井吞吐六輪形成熱連通，蒸汽腔橫向擴(kuò)展階段只要三輪就可形成熱連通，但轉(zhuǎn)汽驅(qū)后相同時間汽腔發(fā)育基本一致，不影響最終產(chǎn)油量，因此蒸汽腔上升或到頂階段均可實施直井輔助SAGD措施，一般SAGD生產(chǎn)2年后，待蒸汽腔發(fā)育及水平段動用明確后，即可實施。

4 井距及射孔參數(shù)研究

4.1 直井與水平井平面垂向距離

直井和水平井連通與平面垂向距離有關(guān)，數(shù)模研究表明，在水平井蒸汽腔不發(fā)育條件下，直井與SAGD水平段水平距離小于20 m時易形成連通，但波及范圍小，易形成汽竄，當(dāng)平面垂向距離大于40 m時，難以形成熱連通，開采效果不理想，直井與SAGD水平井平面垂向距離在20 m～40 m時，擴(kuò)腔作用明顯。目前風(fēng)城油田Z18-SAGD開發(fā)區(qū)J3q2層SAGD井組井距為80 m，直井部署在兩對SAGD井組之間時，應(yīng)考慮SAGD井組蒸汽腔發(fā)育情況，當(dāng)兩側(cè)SAGD井組蒸汽腔都發(fā)育或都不發(fā)育時，直井應(yīng)部署在兩井中間位置，兩側(cè)井距各40 m，一側(cè)SAGD井組蒸汽腔不發(fā)育時，直井應(yīng)靠向蒸汽腔不發(fā)育的井組，平面垂直距離小于40 m，與蒸汽腔發(fā)育一側(cè)井組的平面垂距大于40 m。

4.2 射孔參數(shù)優(yōu)化

不同射孔位置，不同射孔厚度影響蒸汽腔的發(fā)育情況，分別建立射孔位置在注汽井I井上方、注汽井I井與生產(chǎn)井P井間、P井深度位置的直井輔助數(shù)模模型，結(jié)果表明，若直井在I井上方一定距離射孔，蒸汽腔呈倒三角模式，連通時間短，油層動用程度低；若直井在生產(chǎn)井P井上方2 m處射孔，吞吐結(jié)束后水平井軌跡附近汽腔發(fā)育較大，油層動用程度高，因此射孔位置應(yīng)選擇在P井上方2 m處。

考慮頂部蓋層的熱損失和對下方I井的汽竄影響，分別模擬了在I井上方5 m，射孔厚度分別為3 m、5 m、7 m、9 m的射孔方式，結(jié)果顯示，射孔厚度5 m時即形成熱連通。

根據(jù)上述研究，綜合考慮下方I井汽竄和上部蓋層熱損失，選擇在P井上方2 m處進(jìn)行射孔，射孔厚度不小于5 m，同時射孔段應(yīng)與蓋層保持3 m～5 m避射距離，以減少蓋層熱損失，提高油汽比。

5 結(jié)論

（1）SAGD技術(shù)作為全世界超稠油開發(fā)最高水平的前沿技術(shù)之一，經(jīng)過多年現(xiàn)場試驗，目前已逐步趨于成熟并開始在風(fēng)城油田規(guī)?；瘧?yīng)用，直井輔助雙水平井SAGD技術(shù)為SAGD高效開發(fā)提供了技術(shù)支撐；

（2）直井輔助雙水平井SAGD技術(shù)與常規(guī)SAGD技術(shù)相比，降低了超稠油儲層非均質(zhì)性的影響，達(dá)到均衡擴(kuò)腔、提高采油速度的目的，同時，可以通過在夾層上方部署直井，吞吐造腔，動用夾層上方儲量，也可以在水平井組間部署直井動用井組間剩余儲量；

（3）在蒸汽腔上升階段或橫向擴(kuò)展階段均可實施直井輔助雙水平井SAGD技術(shù)，一般SAGD生產(chǎn)2年后，待蒸汽腔發(fā)育及水平段動用明確后，即可實施直井輔助措施；

（4）直井與SAGD井組距離 20 m～40 m時，擴(kuò)腔作用明顯，保證了熱連通時間和汽驅(qū)波及范圍；同時，射孔頂界與蓋層或上部夾層避射距離3 m～5 m時，熱損失減少，油汽比提高，射孔底界在 P井上方2 m以上、緊貼夾層上方時，汽腔發(fā)育規(guī)模擴(kuò)大，油層動用程度提高。

杜邦將助力神華寧煤廢水零排放

近日，杜邦（DuPont）水處理解決方案業(yè)務(wù)部憑借工業(yè)高難廢水（近）零排放解決方案獲得寧夏神華寧煤集團(tuán)寧東礦區(qū)礦井水及煤化工廢水處理利用項目。該項目計劃于2019年第一季度投運。

杜邦水處理解決方案業(yè)務(wù)部最新研發(fā)的FILMTECTM 富耐 TMCR100、XC70、XC80，XC-N 和超高壓膜元件能有效應(yīng)對水源中難以處理的生物與有機(jī)污染，降低生產(chǎn)設(shè)備運行壓力、能耗和清洗頻率。神華寧煤在具有挑戰(zhàn)性的煤化工廢水項目上全部采用杜邦產(chǎn)品，而相對容易處理的礦井水處理則大部分采用了杜邦產(chǎn)品，確保神華寧煤礦井水實現(xiàn)有效綜合利用。

杜邦水處理亞太區(qū)商務(wù)總監(jiān)陳家俊表示：“項目建成后寧東煤化工園區(qū)將成為全國甚至全世界第一個實現(xiàn)礦井水零排放的大型綜合性煤炭化學(xué)工業(yè)園區(qū)，對國內(nèi)工業(yè)零排放具有重要的借鑒和示范作用。杜邦的工業(yè)高難廢水（近）零排放解決方案能為園區(qū)礦井水的回收再利用貢獻(xiàn)力量。”

（摘自中國化工信息2019年第4期）