蒸汽驅(qū)蒸汽超覆程度評價方法探討

鄭利民(歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

蒸汽驅(qū)蒸汽超覆程度評價方法探討

鄭利民(歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

蒸汽超覆是作為蒸汽物理特性導(dǎo)致的不可避免的注汽特征，主要影響在大于7m以上厚層，導(dǎo)致單層蒸汽波及不均，油層動用差。為提高蒸汽驅(qū)縱向動用，通過公式、數(shù)值模擬計算得出不同地質(zhì)體條件下蒸汽超覆程度，進而有針對地進行相關(guān)措施挖潛。

蒸汽驅(qū);蒸汽超覆;動用程度;采收率

1 超覆公式計算法

利用Van Lookeren 解析解方法計算蒸汽超覆程度，Van Lookeren 解析解方法是基于流體為分層流動，按照達西定律建立的超覆程度計算公式，公式中用無因次系數(shù)AR來表征蒸汽的超覆程度。

式中：M為擬流度比；vs為蒸汽的動力粘度，m2/s；Qsi為蒸汽的注入速度，kg/s；Δρ為ρo-ρs，kg/m3；g 為重力加速度，m2/s；h為油層厚度，m；Ks為蒸汽帶的滲透率，m2；為原油的有效粘度，μo為原油的有效粘度，Pa.s；μs為蒸汽粘度，Pa.s；Ko為油相滲透率，μ m2；Ri為瞬時油汽比。

但是計算采收率相對于其它方法預(yù)計的要小，這是由于蒸汽帶下方的水驅(qū)采收量沒有包括在內(nèi)。

2 數(shù)值模擬法

2.1 模型簡介

油藏基本參數(shù)：孔隙度0.315，滲透率2062mPa.s，原始含油飽和度0.75，油藏中深取齊40蓮二油層的850m，參考壓力8500kPa，參考溫度36.8℃。

研究應(yīng)用的是CMG數(shù)模軟件STARS模塊。由于齊40塊蒸汽驅(qū)的井網(wǎng)形式是反九點面積井網(wǎng)。模型網(wǎng)格選用的是41×21×10的網(wǎng)格系統(tǒng)，建立了相鄰的兩個注采井組。油藏傾角選用比較有代表性的5°、15°和25°；油藏厚度選取5m、10m、15m和20m。當油層厚度發(fā)生變化時，操作參數(shù)(包括注汽速度和采注比)按注入倍數(shù)進行合理的劈分。

2.2 蒸汽超覆程度評價方法

為了評價傾角和油層厚度對蒸汽超覆的影響，研究不同地層傾角，不同油層厚度下地層的超覆程度，用汽腔高部位在頂層和底層發(fā)育的速度差來表征超覆程度。蒸汽超覆程度范圍是0～1，數(shù)值越大，表明蒸汽前緣在井組高部位突進越嚴重，即超覆越嚴重。

蒸汽超覆程度=[(y-x)/L]×100%

式中：y為在某一時間點，井組高部位蒸汽在油藏頂層的推進距離，m；x為在同一時間點，井組高部位蒸汽在油藏底層的推進距離，m；L為注采井間的距離，m。在油層傾角相同時，超覆呈現(xiàn)出以下特點：

①超覆程度曲線逐漸變緩，即斜率越來越小，表明超覆增長率隨時間延長逐漸變小。同時也反映出離注汽井筒越遠，蒸汽竄進的速率越小，另一方面也說明蒸汽的能量由于向蓋、底層損失等原因而逐漸下降。②隨著厚度的增大超覆程度越來越嚴重，最大達到了0.95，這是由于地層厚度越大，蒸汽上浮的空間越大，相比于薄油層，其縱向動用程度就會變差。③隨厚度的增大突破時間變得越來越短，以15°傾角為例，油層厚度為5m時在3650天時突破；油層傾角為10m時在2350天時突破；油層厚度增加到15m時，當蒸汽驅(qū)進行到1190天時突破；而當層厚度增加到20m時，當蒸汽驅(qū)進行到730天時就突破了。④隨著生產(chǎn)時間的延長，不同油層厚度的蒸汽超覆程度相差越來越大，而且若油層傾角超過15°，超覆的嚴重程度急劇增大。

在油層厚度相同時，隨著傾角的增大超覆程度越來越嚴重，呈現(xiàn)出了和厚度影響類似的特征，蒸汽突破前超覆呈現(xiàn)出以下特點：①超覆程度曲線逐漸變緩，即斜率越來越小，表明超覆增長率隨時間延長逐漸變小。同時也反映出離注汽井筒越遠，蒸汽推進的速率越小，另一方面也說明蒸汽的能量由于向蓋、底層損失等原因而逐漸下降。②隨著傾角的增大超覆程度越來越嚴重，最大達到了0.95。這是因為注入地層中的蒸汽由于密度差的作用會上浮，而層傾角越大就越加劇了蒸汽上浮的速度。③隨著傾角的增大突破時間變得越來越短。以20m厚的油層為例，油層傾角為5度時在1590天時突破，油層傾角為15度時在730天時突破，而當油層厚度增加到25度時，當蒸汽驅(qū)進行到530天時就會突破。④隨時間延長，不同角度的超覆程度相差越來越大。

當蒸汽沿生產(chǎn)井突破以后，注入的蒸汽大部分會沿高滲帶突進，平面上竄進嚴重，而縱向上發(fā)育緩慢。此時如果不采取措施，蒸汽的利用率將會嚴重下降。

2.3 注汽速度對蒸汽超覆程度的影響研究

研究表明，在合理的范圍內(nèi)，隨注汽速度的增大，蒸汽驅(qū)采收率會增大。但同時蒸汽超度程度也隨之加劇。本文選取較有代表性的15m油藏15°傾角，分別選取注汽速度為50、80、100、120、150、180m3/d，研究了蒸汽驅(qū)注汽速度對蒸汽超覆的影響。

在數(shù)值模擬中，注汽速度對蒸汽超覆的影響也較為顯著，隨注汽速度的增大，蒸汽超覆程度越來越嚴重，這是由于注汽速度過快會使大量蒸汽迅速沿著大孔道流入到生產(chǎn)井底，蒸汽的熱量不能充分地傳遞給中低滲油層，降低了蒸汽驅(qū)的開采效益，另一方面，蒸汽注汽速度過慢，熱量都在加熱上下夾層時大量耗費，蒸汽就會變成熱水，無法實現(xiàn)加熱原油和降粘的效果，同樣也會降低蒸汽驅(qū)的開采效益，因此，蒸汽驅(qū)最優(yōu)注汽速度的選取在蒸汽驅(qū)開采過程中很重要。需要注意的是，在蒸汽驅(qū)的不同階段存在不同的最優(yōu)注汽速度。

3 結(jié)語

通過蒸汽超覆規(guī)律研究，確定出汽竄層底部射孔厚度比例，是“底部牽汽”技術(shù)的關(guān)鍵；采取大修修套、封竄措施是技術(shù)的重要配套手段；而增油、提高縱向動用、完善“動態(tài)”注采對應(yīng)關(guān)系是技術(shù)的突出作用。