重力泄水輔助蒸汽驅技術研究與應用

姚長江

（1.中國石油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010；2.國家能源稠（重）油開采研發中心，遼寧 盤錦 124010）

重力泄水輔助蒸汽驅技術研究與應用

姚長江1,2

（1.中國石油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010；2.國家能源稠（重）油開采研發中心，遼寧 盤錦 124010）

立足深層稠油油藏開發方式轉換需求，從制約深層稠油開發的難點入手，綜合應用物理模擬和數值模擬等研究手段，緊密結合油藏特點，創新形成了重力泄水輔助蒸汽驅技術，揭示了開采機理，明確了合理的注采井網和注入參數范圍，建立了重力泄水輔助蒸汽驅油藏篩選標準，對深層稠油油藏進一步提高采收率具有重要的指導意義。

深層稠油;井網模式;重力泄水輔助蒸汽驅;篩選標準

本研究針對油藏埋深大于900m的深層稠油油藏尚無成熟的方式轉換技術、常規蒸汽驅/SAGD技術難以達到深層稠油油藏開發方式轉換的要求，重點攻關了井網設計、機理揭示、油藏工程優化等研究內容，解決了深層稠油蒸汽驅井底干度低、蒸汽腔不發育、排液能力差等諸多難題，使深層稠油方式轉換成為可能，為深層稠油有效開發、進一步提高采收率提供了技術支撐。

1 開采理念及機理揭示

深層稠油方式轉換主要面臨四大開發難點：一是油藏埋藏深，井底干度低；二是汽腔體積小，驅油效率低；三是油層壓力低，壓力保持率低于20%；四是采注比低，油井排液能力差。研究表明，當油藏埋深由900m增至1400m時，井底干度由50%降至30%，采注比也大幅下降。

為破解上述難點，以設計全新的井網組合形式為出發點，以平面產生驅替作用、冷凝液能及時排出、保證蒸汽腔發育正常為突破口，創新形成了重力泄水輔助蒸汽驅井網模式[1]，其主要采用直井水平井組合立體井網，在油層中上部形成平面蒸汽驅替、底部形成縱向重力泄水復合作用下進行開發。

從物理模擬結果看，轉驅初期，蒸汽先向上擴展，汽腔體積較小，冷凝水向油層下部滲流；當冷凝水流至下水平井時形成泄水通道，汽腔快速發育；蒸汽在向上超覆的同時也向周圍直井擴展，當汽腔擴展到直井射孔井段后蒸汽突破，驅替結束。

2 油藏工程優化設計研究

為保證重力泄水輔助蒸汽驅取得較好的開發效果，基于W塊油藏地質特點和實際基本參數（儲層物性、相滲曲線、粘溫曲線，以及注采井網設置、注采參數等），建立了地質模型[2-3]，開展了注采參數優化設計和主控因素研究，確保了現場試驗的順利實施。

2.1 開展注采參數優化設計，明確了合理的井網組合和參數范圍

應用CMG數值模擬軟件，對重力泄水輔助蒸汽驅的直井射孔位置、直井井距、水平井水平段長度、水平井縱向位置等參數進行了優化研究，從模擬結果看：直井射孔位置應正對及中點以下、直井井距最好小于100m、水平井段長度一般在300～400m之間、注汽水平井縱向位置在層厚度的0.45～0.65比例間、地層傾角一般小于10°。

對重力泄水輔助蒸汽驅的注采參數進行了研究，在確定地質條件、注采井網條件下，注汽速度在300t/d～350t/d、蒸汽干度在70%以上、注汽強度在1.4～1.6t/d.ha.m、采注比1.1～1.2左右，重力泄水輔助蒸汽驅整體開發效果較好。

2.2 開展主控因素影響研究，建立了重力泄水輔助蒸汽驅油藏篩選標準

基于建立的地質模型，開展了地質條件對重力泄水輔助蒸汽驅開發效果影響研究，確定了重力泄水輔助蒸汽驅臨界地質條件（孔隙度、滲透率、含油飽和度、Kv/Kh比值、油藏壓力、原油粘度等），初步建立了重力泄水輔助蒸汽驅油藏篩選標準，將蒸汽驅深度界限由原來的1000m擴展至1600m，原油黏度由10000mpa·s拓展至200000mpa·s，為篩選適合油藏開發提供了依據。

3 應用效果及前景

W塊2009年開始實施重力泄水輔助蒸汽驅，已實施井組8個，井組轉驅后產量持續上升，轉驅井組日產油由初期的30t上升目前的200t/d，規模不斷擴大；目前日產油204噸，瞬時油汽比0.23，累積油汽比0.16，階段增產原油18.39萬噸，新增產值6.28億元，分成凈現值4.33億元，實施效果顯著。

經初步篩選，遼河油田適合重力泄水輔助蒸汽驅稠油油藏有9個，石油地質儲量1.5億噸，預計提高采收率18%，增加可采儲量2664萬噸，應用前景廣闊。

4 取得的主要認識

通過以上研究，取得以下三點認識：

（1）重力泄水輔助蒸汽驅技術是具有遼河自主知識產權的深層稠油開發新技術，與蒸汽驅、SAGD開發技術相比，適用油藏深度更大，將稠油方式轉換深度界限由1000m拓展到1600m，原油黏度由10000mpa·s拓展至200000mpa·s。

（2）機理研究表明：重力泄水輔助蒸汽驅形成了以“平面驅替，縱向排液”為特色的立體開發新模式，提高了蒸汽波及體積和采注比，保證了深層稠油油藏汽腔的形成與擴張。

（3）合理的井網組合、注采參數是深層稠油開發方式轉換成功的核心條件。

[1]任芳祥.油藏立體開發探討.石油勘探與開發，2012，39 (3)：320～325.

[2]龔姚進,李培武,王平.洼60塊稠油油藏吞吐后期二次開發研究與實踐.石油地質與工程，2008，22(6)：1～3.

[3]海東明.深層塊狀特稠油油藏蒸汽吞吐后期轉換開發方式研究.科學技術與工程，2012，12(25)：6314～6318.

本文受中國石油天然氣股份有限公司基金支持項目“遼河油田原油千萬噸持續穩產關鍵技術研究”（編號：2012E-3007）資助。

姚長江(1982-)，男，2009年畢業于中國地質大學（北京）油氣田開發專業、獲得碩士學位，現工作于遼河油田公司科技處，主要從事稠油開發及科技管理工作。