稠油熱采注采系統的熱能損失

中國石化河南油田分公司采油二廠

稠油熱采注采系統的熱能損失

王勇相 樊慶海 楊國武 趙占鋒中國石化河南油田分公司采油二廠

熱能進入儲層后，熱損最嚴重的是儲層出砂卡泵造成的熱能間接損失。隨著井深的增加，井筒的熱損失增大，井底的干度不斷降低；不同管柱結構，其井筒熱損失差別也很大，光油管的熱損失最大，隔熱油管井筒熱損失最小，普通油管＋封隔器氣體輔助隔熱的熱損失介于二者之間。應進一步優化不同油藏類型的隔熱工藝，通過理論計算和井筒熱力參數的測試分析，評價目前所用隔熱工藝的適應性，完善現有隔熱工藝，以形成不同油藏類型的隔熱注汽技術。

稠油熱采；熱損失；井筒；干度；出砂；熱能利用率

1 注采油系統主要熱損失

稠油熱采開發時，注入熱能的終極目標是加熱地層原油，降低原油黏度。但熱蒸汽從井筒進入儲層的整個過程中，不同環節都存在熱能的無效損耗。熱能進入儲層后，主要熱損有以下幾部分：一是用于加熱儲層和上下隔層的巖層；二是用于加熱儲層存水；三是當儲層非均質較強，或經過開發影響地層發生變化存在竄流通道時，有一部分熱能隨載熱介質竄流到非目的區；四是由于受生產時率的影響產生的間接熱能損失。其中熱損最嚴重的是儲層出砂卡泵造成的熱能間接損失。

2 管柱井筒的結構、熱損失及干度

目前常用的注入工藝有3種：普通光油管不動管柱轉抽工藝、普通油管+封隔器氣體輔助隔熱注采一體化工藝、隔熱油管+封隔器隔熱注汽工藝。通過軟件對不同注汽管柱的熱損失進行了計算。從計算結果可以看出：隨著井深的增加，井筒的熱損失增大，井底的干度不斷降低；不同管柱結構，其井筒熱損失差別也很大，光油管的熱損失最大，隔熱油管井筒熱損失最小，普通油管＋封隔器氣體輔助隔熱的熱損失介于二者之間。

3 儲層出砂卡泵造成的熱能間接損失

河南稠油油田具有油層薄、膠結疏松、非均質性嚴重及原油黏度高等特點，導致油井在生產過程中出砂嚴重。目前出砂嚴重的井有100口左右，砂卡砂埋造成的年作業井次266井次，油井出砂作業占到總作業量的60%左右。由于出砂，嚴重影響了油井生產時率及開發效果，造成了熱能的間接損失。由井樓七區近年的出砂井的生產時率曲線圖可知，某些出砂嚴重的井在某時期的生產時率只有60%左右，生產油汽比只有0.187。

4 地下存水吸熱造成的無效熱損耗

由于地層能量下降，注采比低，造成注蒸汽熱采時大量的水滯留在地下，這些存水在后續熱采過程中不斷增多，且反復吸收不同周期注入的熱能，造成了無效熱損耗。據統計，近年古城油田的回采水率不到75%，新莊油田的回采水率不到60%。表1為某區塊兩口熱采井的油層存水情況。由表1可以看出，回采水率很低。經計算，加熱1 t地層水需要消耗0.167 t的蒸汽，如果地層存水的量和周期注入量相當，那么就有17%的熱能被浪費了，從統計結果可以看出，實際上地層存水的量要比周期注入蒸汽量大得多。

表1 某區塊兩口熱采井的油層存水情況

5 地層竄流造成的熱損失

河南油田稠油與蒸汽黏度（小于1mPa·s）差別懸殊，流度比過大，加之稠油油藏一般地質膠結疏松，縱向及平面上非均質性嚴重等因素，經過多年的蒸汽吞吐，老區井網加密井距的縮小，使得汽竄頻繁發生，導致了油汽比降低，這嚴重影響了注入蒸汽的熱能利用率。據統計，該油田熱采老區近年某時期有276口井受汽竄影響，影響產量達5 848 t。對井樓、古城稠油區塊采取過措施的26口井（29井次）進行統計，這些井對應油井137口，其中汽竄井有59口，油汽比只有0.176。因此，該油田某些稠油區塊地層竄流造成的熱損失情況是嚴重的，應當關注和重視此問題。

6 建議

（1）應進一步優化不同油藏類型的隔熱工藝技術。通過理論計算和井筒熱力參數的測試分析，評價目前所用隔熱工藝的適應性，完善現有隔熱工藝，以形成不同油藏類型的隔熱注汽技術。

（2）優化防砂工藝技術，進一步改善防砂效果。對目前實施的防砂工藝技術進行全面跟蹤評價，結合不同油藏類型的出砂特點，優化防砂工藝措施；同時開展開發新區新井出砂預測技術研究和先期防砂方式的優化，形成不同油藏類型、不同開發階段的稠油防砂模式。

（3）深化封竄堵漏工藝技術研究。主要針對不同油藏類型優選不同類型的封竄劑，并應用顆粒類和泡沫類堵劑組合實現深部封堵，開展充填和掛濾防砂井泡沫封竄技術應用研究，解決已防砂井的汽竄問題。

（4）開展提高回采水率的綜合技術研究。通過推廣稠油熱采增效技術，注入二氧化碳段塞、高效舉升快速排水等技術增加地層驅動能量，提高排液速度，減少地層存水，提高熱能利用率。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.010