恒量配汽工藝技術在錦州油田的研究與應用

摘 要：針對油井汽竄產生的成因、危害，文章提出了一種新的分層注汽技術——分層恒量配汽工藝技術，文章詳細闡述了該技術的技術原理、特點、使用方法以及現場試驗結論。該技術克服油井原來各吸汽剖面同時注汽時強者愈強，弱者愈弱的問題，實現了不同層系同時注汽同時吸汽，減少了層間干擾，達到了各層同時注汽的目的，有效地防止了稠油注汽汽竄現象的發生。

關鍵詞：稠油；恒量配汽；汽竄；蒸汽吞吐

前言

由于錦州采油廠所管區塊絕大部分為稠油，大多采用蒸汽吞吐開發方式，已經到了蒸汽吞吐開發的后期，部分井層間矛盾日漸突出，嚴重影響油藏的動用程度，主要表現在產量下降、含水上升等方面。雖然進行了分層注汽改善層間矛盾，但經過多輪次的蒸汽吞吐，油井汽竄問題也日漸突出。因此，汽竄現象已經成為目前急于解決的主要問題[1]。

1 汽竄產生的原因

汽竄易發生于高滲透、高孔隙、連通性較好的儲層段，油藏在多套層系合采，儲層特性存在較大差異的情況下，籠統注汽時，層內非均質性越大，油層吸汽能力差異越大，使注入蒸汽易沿滲流阻力較小的高滲層突進，從而造成指狀汽竄。

1.1 井距較小

隨著新井的大規模部署，更加大了區塊的井網密度，在油層發育較好的部位，個別井井距只有70-80米。

1.2 儲層特征

汽竄區塊以薄互層狀油層為主，縱向上隔層較為發育，連通性小，層間矛盾突出。并且所采層位比較集中。

1.3 注汽壓力高

蒸汽吞吐時，由于注汽壓力高（15MPa以上），使地層產生微裂縫，很容易使注入蒸汽沿裂縫發生汽竄。

1.3 注汽輪次

隨著吞吐輪次的增加及吞吐半徑的增大，在井距較小的情況下，多個周期后，井與井之間形成熱水通道，發生汽竄。

2 汽竄產生的危害

汽竄有以下幾方面危害：（1）油井產量突降；（2）注汽量散失，加熱體積減小，吞吐效果變差；（3）液量激增，溫度升高，易造成地層出砂，卡泵；（4）蒸汽單方向突進，儲層動用不均。

3 恒量配汽閥結構原理[4]

3.1 恒量配汽閥結構

該技術的關鍵部分是恒量配汽閥，其結構如圖1，該閥主要由蒸汽流量檢測和蒸汽流量調節兩部分組成。流量檢測與調節機構均裝在閥的中心管與外管之間，恒量配汽閥配汽流量部分的入口在閥中心管外壁與流量環之間的環形空間的上部，這部分配汽量的出汽孔開在中心管外壁與外管形成的環形空間下部的外管上，在這個環形空間除閥配汽流量經過的出入口外，其余部分處于封閉狀態，該環形空間內自上而下安裝了蒸汽流量檢測和調節兩部分系統。該閥的配汽量從閥外管的出氣孔出去后進入閥外管與套管形成的環形空間，再經過套管射孔孔道進入油層，配汽閥間用封隔器隔開。

3.2 恒量配汽閥原理

當蒸汽流過流量環時，在流量環入口產生一個節流壓差，這個節流壓差作用在流量環上，對流量環產生一個向下的推力，流量環下部裝有高精度耐高溫彈簧，節流壓差形成的推力克服彈簧阻力，使流量調節機構（閥芯）作用，使閥出口流通面積減小，流量減小，壓差減小。當節流壓差產生的推力與彈簧產生的反作用力恰好相等，使整個系統處在一個平衡的狀態，它所對應的蒸汽流量就是該閥要控制的配汽量。

由于閥內裝有流量修正裝置，即是指流量環與中心管之間形成的線性流道，該流道為按一定規律變化的曲線形回旋體，流量環上下滑動會使流道的截面發生變化，該面積的變化會補償由于彈簧力變化對流量的影響，因此流量環在任何一個自由位置，閥的配汽量幾乎相等。這個特點正是可以幫助我們實現井下稠油井分層恒量配汽的最有利因素。

4 恒量配汽閥主要技術參數

5 主要技術特點

5.1 自動抗擾，恒量供汽

這項技術目前在國內處于領先水平，其技術核心是恒量配汽閥，該閥能克服油井原來各吸汽剖面同時注汽時強者愈強，弱者愈弱的問題，在壓力波動較小的情況下，根據注汽壓力和某層吸汽壓力的變化，該閥可自動調節內部的恒流量調節機構，使該層吸汽達到恒量供汽的目的。

5.2 幾何尺寸小，便于分層

該閥設計總長度為0.8m，選注目的層的間隔只需1.5m 以下。

5.3 易于安裝，便于維修

該閥通過絲扣與隔熱管或熱力封隔器連接，強度較高，抗拉強度達到80噸。

6 現場應用

2012年恒量配汽共應用73井次，費用81.64萬元，累增油7758噸，階段增量噸油成本為105.23元，增油井達25口。該措施周期結束15口井，未見增油7口，措施總有效率90.4%，應用效果較好，噸油成本較2011年減少40.77元。

6.1 錦45塊解決汽竄問題

針對錦45塊于1組汽竄問題，到11月27日，該技術應用17組54口井，統計可對比井54口，減少汽竄58井次（包括本井組），其中原汽竄而本周期未竄的24井次，新增汽竄16口，該技術能夠有效減少本井組間互竄，延緩油井汽竄程度，汽竄總井數有一定的減少。

錦45塊可對比的54口井與上周期同期對比增油2901噸，費用56.48萬元，噸油成本194.7元。

6.2 錦7塊增油效果明顯

在錦7塊應用15口井，其中為解決汽竄實施6井組12口井，增油達到4500噸，增油效果顯著。

7 結束語

（1）利用恒量配汽配合同注同采，通過調整蒸汽剖面實現多井整體蒸汽吞吐是目前防治汽竄比較有效的方法。（2）對汽竄嚴重的油井可采取換層系開采。（3）對易汽竄油井采取分注、調剖、控制注汽強度、降低注汽速度、易竄井對注等方法預防汽竄。（4）為了提高蒸汽吞吐熱效率，新井注汽采用新隔熱管，并且采用氮氣隔熱，小爐子近距離注蒸汽，嚴格控制注汽質量。

參考文獻

[1] 姚遠勤. 稠油熱采技術論文集.北京：石油工業出版社.1993.

[2]張勇，孫玉環，孫旭東. 杜84斷塊超稠油蒸汽吞吐汽竄機理分析及防竄措施初探.特種油氣藏，2002，9（6）

[3] 趙福麟. 石油大學學報。調剖劑，1990：14（4）：128-130

[4] 賈振歧，等.油田開發技術與設計方法[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，1994