降低不同油藏類型稠油熱采熱損失的方法

河南油田分公司采油二廠

降低不同油藏類型稠油熱采熱損失的方法

王中生河南油田分公司采油二廠

河南油田稠油老區（井樓、古城）油藏埋深淺(300m左右)，油層?。?～4m）、蒸汽吞吐周期較短（約4個月），屬于淺薄層油藏。光油管不動管柱轉抽工藝、普通油管氣體輔助隔熱注采一體化技術、隔熱管井筒隔熱工藝都能夠實現重復性不動管柱轉抽，減少作業工作量，經現場試驗這些工藝都具有一定的適應性。中淺薄層稠油油藏，應用氣體輔助隔熱工藝，在600m時熱損失為16.6 kcal/h，干度41.53%，可以滿足開發方案要求。中深井稠油油藏，為了保證井底蒸汽干度，提高熱能利用率，保證熱采效果，必須采用隔熱管隔熱工藝。減少并預防砂卡，減少地下存水，減少地層竄流，也是提高熱能利用率的有效方法。

稠油油藏；熱損失；熱能利用率；防砂；波及體積

1 淺薄層稠油油藏

河南油田稠油老區（井樓、古城）油藏埋深淺（300 m左右），油層?。?～4 m）、蒸汽吞吐周期較短（約4個月），屬于淺薄層油藏。從注汽時采用不同管柱的井筒熱損失及干度隨井深的變化曲線可以看出，在井深300m處壓力5.8 MPa下的情況，3種管柱都可以滿足開發方案的要求（干度大于40%）。

就現場作業方面來說，由于油層太薄，吞吐周期比較短，每年單井需注汽轉抽3個輪次，隔熱管隔熱工藝熱能利用率雖然能提高10個百分點，但注汽轉抽需要兩趟管柱，增加做業工作量，也增加管的費用，單井兩項費用年增加15萬元左右，經濟上是不合算的。光油管不動管柱轉抽工藝、普通油管加封隔器氣體輔助隔熱工藝都能夠實現重復性不動管柱轉抽，減少作業工作量，經現場試驗這些工藝都具有一定的適應性。

2 中淺薄層稠油油藏

稠油新區新莊油田油藏埋深在600m左右，埋深相對較深，地層膠結疏松，單層厚度薄（大多在5m左右），吞吐周期短（3個月左右）。對于井深600m的熱采井，注汽壓力為12MPa左右。從3種管柱的井筒熱損失變化曲線（10MPa）及井筒干度變化曲線可知，注壓10MPa時，再采用光油管不動管柱轉抽工藝井底蒸汽干度已不能滿足開發要求。隔熱管隔熱工藝熱能利用率雖然能提高12個百分點，僅注汽轉抽就需要兩趟管柱，增加做業工作量，也增加隔熱油管的費用，單井兩項費用年增加10萬元左右，經濟上是不合算的。應用氣體輔助隔熱工藝，在600m時熱損失為16.6 kcal/h，干度41.53%，可以滿足開發方案要求。從現場作業方面看，該工藝與光油管不動管柱轉抽工藝有同樣的優點，都能夠實現重復性不動管柱轉抽，減少作業工作量，具有一定的適應性。

3 中深井稠油油藏

河南油田下二門淺北區油藏埋深900m，楊樓油田油藏埋深700m，屬于中深井油藏。從熱損失看，井深800m的熱采井注汽壓力一般在15MPa左右。從3種管柱在注壓15MPa的井筒熱損失、干度隨井深變化曲線可以看出，注汽時采用氣體輔助隔熱注采一體化工藝，干度只有8.43%，熱損失高達24.335 kcal/h，已不能滿足開發要求。而隔熱管熱損失10.22，干度可以達到47.12%，為了保證井底蒸汽干度，提高熱能利用率，保證熱采效果，必須采用隔熱管隔熱工藝。

4 減少并預防砂卡以提高熱能利用率

目前在河南油田主要應用以下3種防砂技術：一是不銹鋼金屬氈濾砂管防砂技術。該技術防砂是將多層燒結支撐的具有濾砂功能金屬氈濾砂管和輔助工具直接懸掛在井內出砂層位。該種濾砂管具有較高的滲透性能，允許地層流體通過但可以阻擋地層砂。適用于砂粒度中值大于0.07mm的井。該技術特點是投入低，防砂效果好，但對地層流動性沒有改善作用，適應出砂不嚴重的熱采井，不適應于擠壓充填防砂的熱采井（如離邊水近的井，多層薄互層井）；二是高壓擠壓充填防砂技術。該技術能夠解除近井地帶的污染堵塞，增加供油面積，降低流動阻力，提高防砂成功率，延長防砂有效期。勝利油田的現場應用表明，高壓擠壓充填施工后油井產量一般提高2～5 t/d，增幅在30%以上；三是化學防砂技術。該技術目前分高溫固砂和低溫增效固砂，是河南油田采油二廠應用比較好的技術。針對濾砂管防砂技術和高壓擠壓充填防砂工藝技術的特點，在某區塊中深井進行了4口井的防砂試驗。試驗后4口井注汽、產油量和油汽比都比防砂前有大幅度的提高，防砂后沒有出現砂卡，取得了較好的防砂、注氣效果。

5 減少地下存水以提高熱能利用率

目前河南油田稠油開采老區的地層壓力保持水平一般都在40%以下，地層能量的嚴重不足是回采水率低、地下存水增加的主要原因之一。經過數年的攻關和探索認為，除加強生產管理外，利用非凝析氣體提高回采水率是可行的。該油田研發的稠油熱采增效技術采用了尿素和降黏劑為主劑的復合配方，不僅對原油有較高的降黏效果，并且可以在地層中產生大量的非凝析氣體。尿素溶液在150℃高溫下發生分解反應，釋放出二氧化碳和氨氣。由其反應方程式可以看出，尿素能化合蒸汽中的冷凝水，有利于保持蒸汽干度。二氧化碳氣體溶于原油中，既增加原油在油層中的流動性，又增加了回采時的彈性驅動能量。數模研究表明，在相同的注汽速度下，增效段塞的注入能使注汽期間平均地層壓力升高0.5～1.05MPa。氨水能和稠油中的環烷酸、長鏈脂肪酸發生化學反應，生成具有表面活性的皂類物質，也具有乳化降黏作用。這樣既可以降低原油的黏度，提高周期原油產量，也可以增加驅動能量，提高油井的產液能力和回采水率，有利于下周期注汽時，減少蒸汽熱損失。該技術在研發階段現場試驗19口井，油汽比平均提高146%，采注比平均提高144%，采收率提高7～13個百分點。現場試驗之后，進行了較大規模的推廣應用，截至目前累計實施110井次，單就回采水率方面而言，項目累計施工74井次，地層存水減少10 793.7 t。因此，采用該項技術來提高回采水率，減少地下存水，提高熱能利用率是可行的。

6 減少地層竄流以提高熱能利用率

解決稠油熱采中的嚴重汽竄，增大注入蒸汽的波及體積，是提高蒸汽熱利用率的關鍵環節之一。目前該方面的技術發展比較快，種類比較多，但多以顆粒類堵劑為主，這里介紹一種具有代表性的選擇性調剖堵竄技術。選擇性調剖堵竄技術中的調剖堵竄劑是以工業廢料苛化泥、粉煤灰為主劑，配以多種化學物質制成，由于粉煤灰和苛化泥密度相對較小，易懸浮，能優先進入高滲透層或大孔道，利用堵劑本身的選擇性和選擇性的施工工藝。對中低滲透層進行保護，使堵劑進入高滲透層或大孔道，形成不熔、不溶的固體物質，堵塞地層孔道，降低高滲透層帶的滲透性，起到封死地層汽竄通道、調整高低滲透層帶間的吸汽差異、改變注入蒸汽走向、擴大蒸汽波及體積、提高熱效率的作用。該技術近年先后在井樓、古城稠油區塊進行現場施工26口井（29井次），施工前對應油井137口，其中汽竄井有59口，施工后僅剩汽竄井9口，有效封堵率達84.7%，油汽比由施工前的平均0.176提高到施工后的0.311，增加了43個百分點。如BQ10區G501和G503井組，現場進行調剖堵竄后，注入壓力上升3～3.5 MPa，6個主要汽竄方向被有效封堵，開發效果得到了明顯改善，累計增油1 984.6 t。從現場應用來看，對汽竄嚴重井采用封竄技術，提高油汽比，進而提高熱能利用率是一項行之有效的措施。

7 結論及建議

（1）光油管重復性不動管柱轉抽工藝由于能實現多輪次不動管柱轉抽，具有工藝簡單、成本低的特點，當井淺時，注汽時熱能在井筒中損失的總量相對較小，可用于300m以下的淺薄層油藏的開采；普通油管氣體輔助隔熱注采一體化技術相對于光油管注汽較大程度地降低了井筒熱損失，相對于隔熱管隔熱工藝，具有成本低、投資小的特點，同時可實現多輪次重復不動管柱注汽轉抽，適應中淺薄層稠油（600m以內）蒸汽吞吐開采；隔熱管井筒隔熱工藝具有隔熱效果好，熱損失小的特點，對于中深油藏（超過600 m），必須采用此隔熱工藝，才能達到降低井筒的熱損失，提高熱能利用率，保證注汽質量的目的；對于超稠油，因為不僅考慮注汽時的熱損失，還要考慮采出時井筒的保溫，因此，可以采用隔熱光油管加環空注氮氣隔熱的注采一體化管柱。

（2）采用不銹鋼金屬氈濾砂管防砂和高壓擠壓充填防砂工藝技術顯著提高了中深井疏松稠油油藏蒸汽熱利用率，改善了熱采效果；該技術為河南油田動用同類型稠油油藏提供了有力的技術支持，具有較好的推廣價值；對于粉細砂巖或泥質含量高的油藏，建議應重點研究化學防砂技術。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.012