直井－水平井組合吞吐和蒸汽驅效果地質因素分析

田鴻照，孫 野

（中國石油長城鉆探工程公司，遼寧盤錦 124010）

蒸汽吞吐是開采稠油的一種經濟有效的技術［1］。早在幾十年前，世界上就開始應用蒸汽吞吐方法開采稠油油藏，并取得了很好的效果［2－5］。蒸汽驅是稠油油藏經過蒸汽吞吐開采之后接著為提高原油采收率的熱采階段，可使原油采收率增加20%～30%［6］。本文根據前期齋桑油田北區井網、井距、井型、注采參數的優化結果，利用數值模擬方法研究了齋桑油田北區地質參數對直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅開發效果的影響。

1 油田地質概況

齋桑油田北區為一受中部斷層控制的斷背斜，主要含油層系為侏羅系，儲層巖性以砂礫巖和砂巖為主，平均孔隙度為21.7%，平均滲透率為134×10－3μm2，屬于中孔、中滲儲層。油藏主要分布在下侏羅統T組的三套含油砂層組，第一套含油砂層組內形成天然氣藏，另外兩套砂層組內主要聚集原油，且第三套砂巖組厚度大，分布穩定，中間隔夾層較薄。油層埋深為1300～1600 m，油層平均有效厚度為28.2 m，含油面積為1.74 km2，石油地質儲量為621.2×104t。油藏原始地層壓力為16.4 MPa，原始油層溫度為59.7℃，含油飽和度為65%，原油粘度（50℃）為800～2000 mPa·s，原油密度（20℃）為0.954～0.968 g／cm3。

2 模型的建立

本次數值模擬研究采用CMG軟件的STARS模塊。針對齋桑油田北區的開發現狀，本次模擬區域選擇在完鉆井數多、油層控制程度相對較高的S－7井區，包括S－7井和S－101井2口完鉆井。根據模擬區域平面上的形態確定網格在I、J方向空間均勻步長，步長為10 m，劃分為32×20個網格，縱向上根據沉積韻律特征劃分為16個模擬層，厚度在0.25～1.5 m之間。網格系統確立后，給每個網格塊賦予地質參數，包括：油層頂深、油層厚度、孔隙度、滲透率及含油飽和度等［7］。

操作參數：吞吐階段直井射孔層全井段射開，注汽強度60 m3／m，注汽速度360 m3／d，井底蒸汽干度40%，注汽溫度350℃，最高注汽壓力23 MPa，燜井時間6 d；水平井射孔層為13層，距油層底界約7 m左右，注汽強度10 m3／m，其它參數同直井。直井吞吐8周期、水平井吞吐6周期轉汽驅，注采井排距100 m，注汽直井井距100 m，汽驅階段直井注汽，水平井采油，注汽直井注汽速度84 m3／d，井底蒸汽干度40%，注汽壓力10 MPa，采注比1.2。

3 地質因素分析

齋桑油田北區目前完鉆油井7口，井控程度低，巖心分析資料與電測解釋資料物性差異較大，平面及縱向非均質性強，油層有效厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度也有待落實，這些均對直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅效果有一定的影響。為此，主要探討油層厚度、孔隙度、平面及縱向滲透率、含油飽和度等因素對直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅開發效果的影響。

3.1 油層厚度的影響

主要考慮油層厚度上浮10%和下浮10%對直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅開發效果的影響。油層厚度的增加和減少對儲量影響較大，進而影響到產油量，油層越厚，生產時間越長，采出程度越高，采油速度越低，產油量越高；若油層厚度下浮10%，采出程度將降至46.83%，下降幅度3.02%（表1）。

3.2 平面滲透率的影響

滲透率上浮10%對產油量的影響比較大，滲透率越大，生產時間越長，產油量越高，采出程度越高，采油速度越大；滲透率下降幅度在10%左右對開發效果影響不大（表2）。

3.3 含油飽和度的影響

含油飽和度的增加和減少對儲量變化影響較大，因此，對產油量的影響比較大，含油飽和度越大，生產時間越長，采出程度越高，采油速度越高，產油量越高。若含油飽和度下降幅度10%，采出程度將降至41.52%；若上升幅度10%，采出程度將上升至53.89%（表3）。

表1 不同油層厚度下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅效果對比

表2 不同滲透率下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅效果對比

表3 不同含油飽和度下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅效果對比

3.4 縱向滲透率的影響

在目前油藏條件下縱向滲透率下降對產量影響不大，但縱向滲透率增加，生產時間增加，采出程度增加，采油速度增加，產油量增加，即縱向滲透率增加有利于實現直井與水平井組合吞吐＋蒸汽驅。若縱向滲透率下降10%，采出程度將降至49.27%；若上升至0.33 kH，采出程度將上升至50.66%，在上下幅度10%的情況下，對開發效果影響不大（表4）。

表4 不同縱向滲透率下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅效果對比

3.5 孔隙度的影響

孔隙度的增加和減少對儲量變化影響較大，因此，對產油量的影響比較大，孔隙度越大，生產時間越長，采出程度越高，采油速度越高，產油量越高。若孔隙度下降10%，采出程度將降至44.81%；若上升10%，采出程度將上升至51.14%，孔隙度上下浮動10%對開發效果影響較大（表5）。

3.6 所有參數共同影響

所有參數的增加和減少對儲量變化影響很大，因此，對產油量的影響比較大，所有參數越大，生產時間越長，采出程度越高，采油速度越高，產油量越高。若所有參數均下降10%，采出程度將降至42.26%；若所有參數均上升10%，采出程度將上升至54.29%，采收率的增加和減少幅度在5.6%～7.6%之間（表6）。

表5 不同孔隙度下直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅效果對比

表6 所有參數共同影響下直井－水平井吞吐＋組合蒸汽驅效果對比

4 結論

根據數值模擬研究結果，在油層厚度、平面及縱向滲透率、含油飽和度和孔隙度五個地質參數中，含油飽和度和孔隙度是影響齋桑油田北區直井－水平井組合吞吐＋蒸汽驅開發效果的主要因素，采出程度的變化范圍在4.04%～8.33%，其它參數在給定變化浮動范圍內影響較小。這五個地質參數全部上浮和下降10%時，采出程度的變化范圍在4.44%～7.59%，對開發效果影響也很大。

［1］劉尚奇，楊雙虎，高永榮，等.CO2輔助直井與水平井組合蒸汽驅技術研究［J］.石油學報，2008，29（3）：414－422.

［2］張義堂，韓東.熱力采油提高采收率技術［M］.北京：石油工業出版社，2006：167－173.

［3］Lesser H A.Conduction heating of reservoirs by steam injection［A］.SPEJ，1996：372－382.

［4］Abus Satter.A Prediction method for conduction heating of reservoirs by steam injection［A］.SPE1950，1967：207－230.

［5］Nolan，Jon B.Applicability of steam flooding for carbonate reseroirs［A］.SPE28642，1980：200－215.

［6］劉文章.熱采稠油油藏開發模式［M］.北京：石油工業出版社.1998：80－85.

［7］孫來喜，張烈輝，馮國慶，等.克拉瑪依油田九區蒸汽吞吐后開采方式優化研究［J］.石油地質與工程，2008，22（2）：60－63.