超稠油油藏SAGD適應(yīng)性研究及篩選

摘要：SAGD成功與否的關(guān)鍵在于蒸汽腔在油藏中的形成和擴(kuò)展情況。了解SAGD滲流機(jī)理，清楚開采過程中蒸汽腔形成與變化的情況以及影響SAGD開發(fā)效果的因素具有十分重要的意義。在SAGD的驅(qū)油機(jī)理的基礎(chǔ)上，在介紹蒸汽超覆現(xiàn)象的同時(shí)，對影響蒸汽腔形狀的因素做出討論與研究。同時(shí)，結(jié)合研究區(qū)塊的油藏特征，對油藏SAGD適用性進(jìn)行研究并篩選。

關(guān)鍵詞：SAGD? 適應(yīng)性研究? 區(qū)塊篩選

1 稠油開采基本概況

我國稠油油藏的開發(fā)方式以蒸汽吞吐為主，稠油常規(guī)冷產(chǎn)年產(chǎn)量約為100×104噸/年。將水平井技術(shù)與熱采技術(shù)相結(jié)合的蒸汽輔助重力泄油（SAGD），作為開采稠油油藏的一項(xiàng)極具潛力的開采技術(shù)，在我國有不少研究單位已經(jīng)開始了對SAGD的理論及應(yīng)用的研究工作。遼河油田結(jié)合油區(qū)超常規(guī)稠油油藏的開發(fā)實(shí)際，成立了SAGD項(xiàng)目開發(fā)管理部，對SAGD及其改進(jìn)方式的采油機(jī)理進(jìn)行了研究，并對影響超稠油開發(fā)試驗(yàn)效果的布井方式、注采井距、開采方式、水平段長度等因素進(jìn)行了分析，同時(shí)對注采參數(shù)、水平段長度、布井方式、水平段的位置等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前，SAGD技術(shù)主要在遼河油田的超稠油油藏現(xiàn)場試驗(yàn)取得了成功，正在進(jìn)入工業(yè)化的應(yīng)用階段，很有可能會(huì)在全國逐步得到推廣應(yīng)用。

2 SAGD基本理論研究

蒸汽輔助重力泄油技術(shù)是近年來開發(fā)特、超稠油的一項(xiàng)前沿技術(shù)，其理論首先由Butler博士于1978年提出，其理論基礎(chǔ)是：利用高干度的熱蒸汽具有密度小、易向上浮形成蒸汽腔，而經(jīng)過加熱后的原油和冷凝水具有密度大、易向下流的特點(diǎn)，把重力作為驅(qū)使流體流動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力，在稠油降粘降壓之后流到底部水平井，從而進(jìn)行稠油開采。

2.1? SAGD基本原理

蒸汽輔助重力泄油的基本原理是把熱傳導(dǎo)和流體熱對流相結(jié)合，將加熱蒸汽作為熱源來加熱地層原油，蒸汽腔中的蒸汽垂向和側(cè)面不斷擴(kuò)展，當(dāng)垂向的擴(kuò)展受到油層頂部的限制時(shí)，蒸汽腔開始只有側(cè)面擴(kuò)展，被加熱的原油和凝析液在重力的作用下流向位于油層下方的水平井生產(chǎn)井而采出。

蒸汽輔助重力泄油過程主要有如下特征：

①將重力作為驅(qū)使原油的主要?jiǎng)恿?，被蒸汽加熱的原油不必?qū)動(dòng)而直接流入水平生產(chǎn)井;

②為了進(jìn)一步增大泄油面積，使蒸汽腔最終能保持慢慢擴(kuò)展，應(yīng)該適當(dāng)?shù)目刂坪米⑵c生產(chǎn)井間的距離;

③在常規(guī)的蒸汽驅(qū)中，蒸汽驅(qū)動(dòng)的原油是冷油，而在SAGD中，流向水平生產(chǎn)井的原油是熱油;

④在重力作用下，通過水平井能夠獲得很高的采油速度、高的油汽比以及高的采收率;

⑤主要通過蒸汽汽化潛熱來對油藏加熱;

⑥除了大面積的頁巖夾層，SAGD對油藏的非均質(zhì)性不敏感。

蒸汽輔助重力泄油開采稠油通過注汽井與采油井來實(shí)現(xiàn)（采油井位于油層下方，注汽井位于采油井的正上方或側(cè)上方），其生產(chǎn)過程一般分為啟動(dòng)階段、降壓生產(chǎn)階段和SAGD生產(chǎn)階段。

2.2? 蒸汽腔擴(kuò)展規(guī)律理論研究

蒸汽超覆現(xiàn)象的存在，對一般的蒸汽驅(qū)而言，是一個(gè)十分不利的因素。但是對于稠油SAGD而言，正好是利用了蒸汽超覆現(xiàn)象，使水平生產(chǎn)井的上方在生產(chǎn)過程中，逐漸形成了不斷擴(kuò)展的蒸汽腔，而冷凝液和被加熱的原油則沿著蒸汽腔界面不斷向下泄流至水平生產(chǎn)井。

在SAGD中，蒸汽腔的形成有2大前提條件：一是地層壓力降至3 MPa左右;二是注入井井底蒸汽干度大于70%。在滿足蒸汽腔形成條件的情況下，首先在注汽井點(diǎn)形成蒸汽腔，這時(shí)蒸汽腔規(guī)模比較小，冷凝液在注汽井和水平生產(chǎn)井之間的壓差驅(qū)動(dòng)下流至生產(chǎn)井;隨著連續(xù)的注入蒸汽，蒸汽腔將得到不斷的擴(kuò)展;當(dāng)蒸汽腔到達(dá)油層頂端后，蒸汽腔將沿著油層頂端橫向擴(kuò)展;當(dāng)蒸汽腔擴(kuò)展到井組控制邊界或者油藏邊界時(shí)，蒸汽腔將沿邊界擴(kuò)展直至衰竭。

根據(jù)上述分析總結(jié)得出，蒸汽注入速率越小，蒸汽流速越小，則蒸汽超覆系數(shù)越小，此時(shí)蒸汽超覆現(xiàn)象較嚴(yán)重，蒸汽很大程度的被限制于油藏頂端流動(dòng)，蒸汽腔界面更傾向于向水平方向傾斜。當(dāng)蒸汽注入速率較大時(shí)，蒸汽超覆系數(shù)值也將較大，此時(shí)蒸汽超覆現(xiàn)象減弱，蒸汽腔界面傾向于陡直。所以，在采用SAGD方式進(jìn)行稠油油藏開發(fā)時(shí)，蒸汽注入速度必須合理，從而確保垂向與側(cè)向上蒸汽腔的不斷擴(kuò)展，進(jìn)而保證SAGD的開采效果。除此之外，蒸汽超覆與油層的厚度密切相關(guān)，在相同的蒸汽注入速率條件下，油藏的有效厚度越大，蒸汽線性速度就越小，則SAGD開采過程中所需要的蒸汽腔越容易形成，可見，有效厚度大的油藏更加適合采用SAGD開采。

3 SAGD適應(yīng)性研究及篩選

XX油田未動(dòng)用和待探明特、超稠油地質(zhì)儲(chǔ)量約5×108 t。在SAGD開采原則基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)塊的油藏特征，對油藏SAGD適用性進(jìn)行研究并篩選，在選擇先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)時(shí)，應(yīng)該遵循如下原則：

（1）油層條件在油藏中具備一定代表性;

（2）必須具備SAGD的條件，如油層純厚度大于15m，油層在縱向上連續(xù)分布，并且不存在連續(xù)的泥巖夾層。

（3）先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)應(yīng)該選擇在蒸汽吞吐周期高，累積產(chǎn)油量高的部位，即當(dāng)前地層壓力應(yīng)該相對較低，一般小于5.0MPa，這樣有利于盡快地獲得試驗(yàn)結(jié)果，便于加快商業(yè)化推廣;

（4）先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)應(yīng)該選擇在構(gòu)造的有利部位以及油水關(guān)系相對簡單的部位，同時(shí)不允許與頂水層溝通;

（5）先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)邊界相對封閉，從而便于試驗(yàn)結(jié)果的分析與評價(jià)。

（6）井下舉升條件與地面處理?xiàng)l件具備。

根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于蒸汽輔助重力泄油（SAGD）稠油開采方式的調(diào)研情況，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行SAGD油藏篩選。加拿大石油公司根據(jù)蒸汽輔助重力泄油的研究和現(xiàn)場的應(yīng)用情況，給出了適合采用SAGD方式開發(fā)的油藏條件。分析表中各項(xiàng)指標(biāo)的對比結(jié)果，可以得出，研究區(qū)塊的油藏地質(zhì)條件均符合SAGD篩選標(biāo)準(zhǔn)，非常適合采用SAGD方式進(jìn)行開發(fā)。

4 認(rèn)識與結(jié)論

在SAGD適應(yīng)性研究和篩選方面，依據(jù)蒸汽輔助重力泄油技術(shù)使用的油藏條件，確立了試驗(yàn)區(qū)的選擇原則。結(jié)合研究區(qū)塊的油藏特征，對油藏SAGD適用性進(jìn)行研究并篩選，所選區(qū)塊完全有條件進(jìn)行蒸汽輔助重力泄油技術(shù)試驗(yàn)。

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作者簡介：朱嬋，男，1987年生，工程師，2012年畢業(yè)于長江大學(xué)，現(xiàn)于中石油遼河油田勘探開發(fā)研究院從事油氣田開發(fā)工程工作。

遼河油田勘探開發(fā)研究院? 遼寧? 盤錦? 124000