淺議歡喜嶺某稠油油藏蒸汽吞吐周期及影響因素

楊勇

摘要：本文對遼河油田歡喜嶺采油廠某稠油油藏的蒸汽吞吐周期進行分析，并總結影響蒸汽吞吐效果的主要因素。

關鍵詞：歡喜嶺;稠油油藏;蒸汽吞吐;周期

1 蒸汽吞吐的主要原理

蒸汽吞吐過程中的傳熱介質包含物理的、化學的、熱動力學的各種現象，是一個十分復雜的綜合作用過程，同時也是一個具有不同流動梯度的非穩定滲流過程。吞吐的采油原理主要包括：

1.1 稠油的突出特性是對溫度非常敏感，隨溫度的增加粘度急劇下降，流動阻力大大減小。粘溫敏感性是稠油熱采的主要機理

1.2對于壓力高的油層，油層的彈性能量在加熱油層后充分釋放出來，成為驅動能量。而且受熱后原油產生膨脹，如果原來油層中存在少量的游離氣，也將溶解于熱原油中。加熱后的容器驅的作用也很大，這也是重要的增產機理。但對飽和油藏降壓開采后，在加熱過程中，有利于溶解氣的析出，相應還會產生溶解氣驅的效果。

1.3解堵作用。注入蒸汽加熱油層及原油大幅度降粘后在開井回采時改變了液流方向，油、蒸汽及凝結水在放大壓差條件下高速流入井筒，將近井眼地的堵塞物排出，大大的改善了油井的滲流條件。高溫蒸汽對巖石的沖刷可以解除近井地帶的污染，尤其是第1周期，解堵起到了非常重要的作用。

1.4 降低界面張力，改善液阻和氣阻效應（賈敏效應） ，低流動阻力。

1.5 流體和巖石的熱膨脹作用（例如回采過程中，蒸汽的膨脹，以及部分高壓凝結水由于突然降壓閃蒸為蒸汽），使得孔隙體積減小，增加產出量。

1.6開井生產后，帶走大量熱量，但油層、蓋頂層及夾層中蓄留一定的余熱，對下一周期的吞吐起到預熱作用;加熱帶附近的冷油緩慢補充進入降壓的加熱帶過程中，余熱將降低冷油的粘度，使原油向井底的流動可以延續很長時間，尤其是對于普通稠油（粘度小于10000 mPas），在原始油層條件下本來就具有一定的流動性，當加熱溫度大于原始油層溫度時，在一定壓力梯度下，流向井底的速度加快。

1.7吞吐降壓后，地層的壓實作用也是一種不可忽視的驅油機理，在委內瑞拉馬拉開波湖岸重油區（壓實作用驅出的油量高達15%左右）和美國加州重油區（增產的油量約5%～7%來自壓實作用）該作用明顯，中國尚未作系統觀測和研究。

1.8地層中的原油在高溫蒸汽下產生某種程度的蒸餾裂解作用，使得原油輕餾分增加，起到一定的溶劑抽提作用。

1.9對于厚油層，熱原油流向井底時，除了油層壓力驅動外，還受到重力驅動作用 。

1.10高溫蒸汽改變巖石的潤濕性，油水相對滲透率變化，增加了流向井底的可動油。

1.11某些有邊水的稠油油藏，在蒸汽吞吐采油過程中，隨著油層壓力下降，邊水向開發區推進，這雖然補充了驅動能量，但是一旦邊水突破，含水率將大幅度增加，因此總的來說這種作用是弊大于利的，尤其是極不利于以后的蒸汽驅開采，因而應控制邊水推進。

1.12放大壓差作用，這是蒸汽吞吐開采機理發揮效力的必要條件。

從總體上來講，蒸汽吞吐開采屬于依靠天然能量開采，只是在人工注入一定數量的蒸汽后，使油層溫度升高，產生了一系列的強化采油機理，但其主要原理是原油加熱降粘的作用。

2 蒸汽吞吐開采稠油影響因數研究

2.1油藏地質參數

2.1.1.原油粘度

原油粘度對蒸汽吞吐的效果影響很大，原油粘度越高，吞吐效果越差。原油粘度越低，吞吐的峰值產量以及周期累積產油量都增大，增產期也相應地延長。一方面，的粘度隨著溫度的升高而降低，但當油層溫度高到某一程度，高粘度原油的粘度仍比低粘度原油的粘度高，高粘度原油的流動阻力較大;另一方面，在同樣的蒸汽加熱半徑內，低粘度原油的泄油半徑大，供油量多，而高粘度原油的泄油半徑小，供油量少。當原油粘度高到不加熱不能流動時，冷原油很難進入泄油區，因而產出量有限。原油粘度不僅影響蒸汽吞吐時原油的產量，而且影響原油的累積產量和最終采收率。

2.1.2.油層厚度

油層越厚，吞吐效果越好;油層越薄，效果越差。由于油層越厚，注入的熱能向上下層的熱損失越大，油層中的氣油比越小，從而熱能利用率越高，使的吞吐效果越好。

油層滲透率

對于稠油油藏，滲透率越高，越有利于稠油的開采，吞吐效果越好。這主要是因為：滲透率的增大提高了原油流度。

2.1.3.含油飽和度

油層含油飽和度越高，增產效果越好，蒸汽吞吐的峰值產量越高，反之亦然。這主要是由于油層含油飽和度較低時，相對來說油層中可動油量和可動油相飽和度較小，水相飽和度較大，由相對滲透率曲線可以知道，水相滲透率增大，產出水量較大。此外，由于水的比熱容比原油大很多，在相同熱量情況下，加熱的半徑就比較小。

2.2注氣工藝參數

2.2.1.蒸汽干度

蒸汽干度是影響蒸汽吞吐開采效果的主要因素。在總蒸汽量相同的條件下，蒸汽干度越高，回采期原油峰值產量越大，而且整個回采期的累積產油量也越高。因此，在現場操作中應盡可能保證注入蒸汽的干度較高。

2.2.2.注入汽量

在其他因素條件相同時，注入蒸汽量增加，吞吐產油量也增加，但原油蒸比下降。對于某一具體油藏，注入汽量越大，肯定是加熱范圍越大，熱油產量也越高。然而注入的蒸汽量如果太大的話原油蒸汽比下降，油井停產作業時間將延長，對生產不利。注汽量也不能太小，否則峰值產量低，增產周期短，周期累積產量低。在現場生產中一般認為注汽強度的最優范圍是每米80—120t蒸汽。

2.2.3.注汽速度

井底蒸汽干度以及地層破裂壓力是控制蒸汽吞吐中注汽速度的兩個主要因素。如果注汽速度過小，將會增加井筒的熱損失量，

從而導致井底干度的降低，使得吞吐效果變差。如果注汽速度過大，注入地蒸汽就會壓裂地層，造成裂縫性氣竄，使下一周期地蒸汽吞吐以及后續的蒸汽驅開采效果惡化。在油層破裂壓力范圍內，注汽速度高，可以提高蒸汽干度，縮短油井停產注汽時間，有利于提高吞吐效果。此外，注汽速度還受地層的吸氣能力所控制，吸氣能力主要取決于原油粘度、油層厚度、油層壓力以及水氣相滲透率。

2.2.4.注汽壓力

注氣壓力對蒸汽吞吐效果的影響比較復雜。在較低的注汽壓力下，蒸汽注入壓力對吞吐效果具有明顯的影響;而在高的注汽壓力下，注汽壓力對吞吐效果的影響主要取決于生產壓差的大小，增大生產壓差，有利于提高蒸汽吞吐效果。

2.2.5.燜井時間

注完蒸汽后需要關井一段時間，就是所謂的燜井時間，其目的是使注入油層的蒸汽與孔隙介質中的原油充分進行熱交換，以避免降低開井回采時熱能利用率。但燜井時間太長，將會增加油層熱量向上下層損失量，降低了熱能的利用率。然而燜井時間過短，不能充分加熱油層，使油層的加熱面積不能達到最大化，降低了采油量。因此，燜井時間要合理控制。