影響稠油井蒸汽吞吐效果的因素及措施探討

朱勝利 劉敏 于治河

【摘 要】蒸汽吞吐是稠油開(kāi)發(fā)的有效方法，本文在分析影響蒸汽吞吐效果的主要因素：蒸汽注入量、注汽速度、蒸汽干度、燜井時(shí)間和蒸汽吞吐周期次數(shù)等基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化注汽參數(shù)、改善注汽效果，優(yōu)化注汽方式，優(yōu)化合理井網(wǎng)井距、增加熱受效儲(chǔ)量，可有效改善稠油區(qū)塊開(kāi)發(fā)效果，對(duì)稠油開(kāi)發(fā)以及理論研究具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】稠油熱采;蒸汽吞吐;影響因素;參數(shù)優(yōu)化;措施探討

蒸汽吞吐是稠油開(kāi)發(fā)的有效方法，也是一種使油井產(chǎn)能提高的有效強(qiáng)化采油方法，它的實(shí)質(zhì)在于注入的蒸汽加熱油層，改變油層及流體性質(zhì)，從而使油層溫度、壓力和飽和度三者發(fā)生綜合變化。蒸汽吞吐效果的好壞則取決于各種油層因素和作業(yè)因素。

1、影響稠油井蒸汽吞吐效果的因素

1.1注汽強(qiáng)度

注汽強(qiáng)度即單位油層厚度的周期注汽量。注入量在整個(gè)吞吐階段對(duì)開(kāi)發(fā)效果都有重大影響，隨著注入量的增加，加熱半徑增大，增產(chǎn)效果變好。由于吞吐階段的主要能量來(lái)自地層壓實(shí)作用，周期注入量的大小是實(shí)際地層孔隙體積和上覆地層壓力來(lái)確定的，當(dāng)注入量增加到一定值后，增產(chǎn)效果不再明顯。在生產(chǎn)過(guò)程中，注汽強(qiáng)度直接影響到蒸汽吞吐的開(kāi)發(fā)效果。任一周期的產(chǎn)油量與蒸汽注入量成正比。對(duì)于具體的稠油油藏來(lái)說(shuō)，蒸汽注入量有一個(gè)最優(yōu)的范圍。注汽量太小，周期累積產(chǎn)油量低;注入量越大，加熱范圍越大，原油產(chǎn)量越高。但注入量過(guò)高，使得油井停產(chǎn)作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)，可能造成地層中原油被推向遠(yuǎn)離井底的地方，導(dǎo)致油汽比下降。

1.2注汽速度

蒸汽注入油層后，有許多因素影響著加熱半徑的擴(kuò)展，其中蒸汽注入速度的影響是首要的。因此，注蒸汽速度是稠油熱采工藝的重要參數(shù)。在設(shè)定注汽速度為一值、鍋爐注汽壓力為一定值，在鍋爐出口干度大于一定值時(shí)，隨著注汽速度的增加，累計(jì)產(chǎn)油量增加，當(dāng)注汽速度大于一定值時(shí)，累計(jì)產(chǎn)油量增加幅度減緩。雖然注汽速度大，累計(jì)產(chǎn)油量增加，但考慮到稠油油藏的特點(diǎn)，特別是在吞吐初期，注汽速度過(guò)大，油層系速度小于蒸汽注入速度后引起井底憋壓，使油層開(kāi)裂縫，動(dòng)用程度不勻，影響吞吐效果。在保證井底蒸汽干度大于一定的前提下，不宜采用高速注汽。結(jié)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)，能夠得到一個(gè)最佳注汽速度。

1.3蒸汽干度

隨著蒸汽干度的增加，累計(jì)產(chǎn)油量增加，當(dāng)井底蒸汽干度大于一定值時(shí)，累計(jì)產(chǎn)油量增幅明顯減緩。因此，優(yōu)選井底蒸汽干度，在工藝技術(shù)允許的情況下，盡量提高蒸汽的干度，提高蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)效果。井底蒸汽干度對(duì)吞吐效果有決定性的影響，對(duì)淺層油藏則更為顯著。在保持周期總注入量與注汽速度一定的情況下，隨著井底蒸汽干度的增加，周期產(chǎn)油量增加。對(duì)于超稠油油藏，在熱采時(shí)必須保證井底蒸汽干度大于一定值，這樣才能取得較好的周期生產(chǎn)效果。

1.4燜井時(shí)間

在注汽條件一定的情況下，隨著燜井時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)油量明顯降低。根據(jù)計(jì)算，最佳的燜井時(shí)間約為一定值。對(duì)于超稠油油藏，為了提高蒸汽吞吐效果，應(yīng)盡可能在注汽后盡快做好開(kāi)井投產(chǎn)工作，這樣可充分利用油層較高的溫度和壓力條件進(jìn)行自噴生產(chǎn)，還可以借助油井自噴排除油層中存在的污染堵塞，以使油井高產(chǎn)。在優(yōu)選注汽強(qiáng)度、注汽速度和井底注汽干度的基礎(chǔ)上，分別對(duì)幾個(gè)不同燜井時(shí)間的吞吐效果進(jìn)行預(yù)測(cè)，從中得到一個(gè)最佳燜井時(shí)間。

1.5蒸汽吞吐周期次數(shù)

根據(jù)對(duì)注采工藝參數(shù)所作的優(yōu)化研究，對(duì)超稠油油藏蒸汽吞吐開(kāi)采進(jìn)行預(yù)測(cè)，在開(kāi)采周期中不同原油價(jià)格下周期次數(shù)與收益的關(guān)系看出，隨著吞吐周期次數(shù)的增加，周期收益逐漸降低，甚至出現(xiàn)負(fù)值。從第某一周期開(kāi)始，周期收益明顯低于前幾個(gè)個(gè)周期，不同原油價(jià)格表現(xiàn)出同樣的規(guī)律?？梢哉J(rèn)為，這一周期為該稠油油藏蒸汽吞吐開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)極限。

2、優(yōu)化注汽參數(shù)改善開(kāi)發(fā)效果的措施

2.1優(yōu)化注汽參數(shù)，改善注汽效果

（1）合理周期注汽量，保證地層能量補(bǔ)給。同樣干度下，注汽量越多（注入強(qiáng)度越大），增油量越多，但油汽比下降。確定目前直井合理的注汽強(qiáng)度為180-200噸/米，水平井注汽強(qiáng)度為15-18噸/米。

（2）保證注汽干度，提高單位體積蒸汽熱晗值。在相同注汽量下，干度越高，加熱半徑擴(kuò)大，效果越好。為使油井充分受熱，要求200m井段水平井的井底干度，不低于30%，直井井底干度40%，井口注汽干度不低于70%，才能取得較好的吞吐效果。

（3）控制注汽壓力，保證注汽速度、干度，防止地層出砂。壓力過(guò)高會(huì)造成：（1）汽速度過(guò)慢，熱損失過(guò)大，井底干度難以保證;（2）容易破壞防砂形成砂墻，造成出砂。直井最優(yōu)注汽速度為250m3/d（10.4t/h），水平井300m3/d（12.5t/h）。目前注汽速度9-10.5t/h，注汽壓力12-18MPa，注汽壓力需提高到14-20MPa。

2.2優(yōu)化注汽方式，有效抑制汽竄

隨著油井生產(chǎn)輪次增加，汽竄井組越來(lái)越多。針對(duì)注汽時(shí)高滲透層吸汽能力強(qiáng)，汽竄干擾的問(wèn)題，區(qū)塊探索并應(yīng)用優(yōu)選多井組合注汽的方式，可分為一臺(tái)鍋爐交迭注汽吞吐和兩臺(tái)鍋爐同注同燜兩種。

（1）交迭吞吐方式。將位置集中、汽竄嚴(yán)重的油井分兩組，第一組注汽時(shí)，第二組的油井控關(guān)，當(dāng)?shù)谝唤M注汽結(jié)束第二組開(kāi)始注汽時(shí)，第一組油井暫時(shí)不開(kāi)井，等到第二組油井注汽結(jié)束時(shí)第一組開(kāi)井，第二組井燜后開(kāi)井，以保證注入能量的充分利用。這在G43P53和G43P43的組合注汽得到很好的應(yīng)用。

（2）同注同燜。一臺(tái)鍋爐：一臺(tái)鍋爐向兩口汽竄油井同時(shí)注汽，由于油層物性差異，蒸汽全向油性物性好，滲透率高的井能注入，注汽壓力高的井則注不進(jìn)。兩臺(tái)鍋爐：兩臺(tái)鍋爐在汽竄干擾嚴(yán)重的區(qū)域，將位置相對(duì)集中、相互汽竄的油井同組注汽，同時(shí)燜井，以減少油井間的互竄，注汽效果較好。

2.3優(yōu)化合理井網(wǎng)井距，增加熱受效儲(chǔ)量

根據(jù)數(shù)模結(jié)果分析，G424塊含油飽和度只在井點(diǎn)附近及水體能量充足的油水邊界附近有所降低。區(qū)塊整體水淹較輕，剩余油富集程度較高，具有較好的井網(wǎng)加密條件。針對(duì)部分區(qū)塊井距大，采油速度低，采收率低的局面，實(shí)施井網(wǎng)加密，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度。

2.4適時(shí)優(yōu)化空心桿摻水工藝

加熱到70-85℃左右的油田污水，經(jīng)井口高壓軟管、空心桿進(jìn)入油管，與泵上原油混合后，出液溫度可達(dá)70℃左右，從而達(dá)到降粘抽稠目的。目前某區(qū)塊共有空心桿摻水油井26口，泵上空心桿摻水工藝井的最大載荷有所下降、最小載荷有所上升，稠油及平衡率提高，同時(shí)降有效地降低了由于負(fù)荷過(guò)重、抽油桿疲勞造成桿斷脫。

3、認(rèn)識(shí)和結(jié)論

（1）通過(guò)合理注汽量，控制注汽壓力和注汽速度，保證注汽干度，才能保證良好的注汽效果。直井合理的注汽強(qiáng)度為180-200噸/米，水平井注汽強(qiáng)度為15-18噸/米;水平井的井底干度，不低于30%，直井井底干度40%，井口注汽干度不低于70%，才能取得較好的吞吐效果。直井最優(yōu)注汽速度為250m3/d（10.4t/h），水平井300m3/d（12.5t/h），注汽壓力控制在14-20MPa。

（2）優(yōu)選合理的注汽伴注藥劑，不僅能夠降低注汽壓力，增加蒸汽洗油效率，提升油井周期采油量，還能夠有效地保護(hù)地層，防止地層損害。

（3）對(duì)于吞吐汽竄井組，交迭吞吐注汽方式和同注同燜（兩臺(tái)鍋爐）能有效緩解油井竄通矛盾，提高熱能利用率，改善汽竄井組注汽熱采效果。

（4）通過(guò)空心桿摻水工藝，并根據(jù)摻水公式對(duì)摻水量進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，能有效降低原油粘度和油井負(fù)荷，從而降低稠油桿斷躺井頻次，提高油井產(chǎn)量。

（5）影響蒸汽吞吐效果的主要因素包括蒸汽注入量、注汽速度、蒸汽干度、燜井時(shí)間和蒸汽吞吐周期次數(shù)等，優(yōu)選好這些參數(shù)，對(duì)高效開(kāi)發(fā)稠油具有積極的意義。

【參考文獻(xiàn)】

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