溫度及注入速度對蒸汽驅驅油效率影響的試驗研究

楊興超　何姝婷

摘 要：蒸汽驅技術是稠油油藏開采的關鍵技術，其開采效果的好壞受到蒸汽溫度及注入速度等諸多因素的影響。利用一維管式模型，開展了不同溫度、不同注入速度蒸汽驅油效率試驗。分析了不同溫度、不同注入速度蒸汽驅對驅油效率的影響，確定了最優蒸汽溫度以及注汽速度，為現場實施及開發方案編制提供借鑒。試驗結果表明：升高注入溫度能夠改善蒸汽驅的效果，溫度越高驅油效率也越高，增幅先上升后下降并在250℃時出現峰值。注入速度對驅油效率影響明顯，速度過高或過低都會使驅油效率較低。注入速度為3.5mL/min時，驅油效率有最大值，試驗條件下，該注入速度為最優注入速度。

關鍵詞：蒸汽驅;溫度;注入速度;驅油效率;管式模型

D塊油藏原油具有密度高、粘度高、含硫量低、膠質瀝青質含量高、凝固點高等特點，為特稠-超稠油藏。該區塊空隙類型以原生粒間孔為主，少量的粒間溶蝕孔，巖石孔隙發育較好，分布均勻，連通性較好，孔隙形態多為不規則形，喉道多為點狀或片狀喉。油層段平均孔隙度32.6%，平均滲透率3092.2mD，儲層物性具有特高孔、特高滲的特征。如何低成本并且高效地開發這些資源是D塊油藏開發急需解決的問題。

蒸汽驅作為一種稠油開發的有效手段，具有廣泛的適用性。但是蒸汽驅開采最終采收率受蒸汽溫度、注入速度等諸多因素的影響，注入蒸汽的溫度或者注入速度過高，成本增加;溫度或注入速度過低起不到良好的加熱降黏作用[1]。注入速度及蒸汽溫度對蒸汽驅效果的影響認識不清，需要開展室內試驗研究。

1 一維管式驅替試驗

試驗采用石英砂，原油粘度30087MPa·s（50℃）。設計了5個不同注汽溫度4個不同注汽速度的驅油試驗，認識溫度和速度對驅油效率的影響。為了探究不同溫度對長巖心驅替試驗的驅油效率結果的影響，室內開展了長巖心蒸汽驅5個不同溫度的驅油效率試驗，獲得了相關的數據。另外，為了探究不同注入速度對長巖心驅替試驗的驅油效率結果的影響，開展了長巖心蒸汽驅4個不同速度的驅油效率試驗，同樣獲得了相關數據。

2 結果與討論

2.1 注入溫度的影響

將每個溫度的不同注入倍數下的驅油效率數據繪制成驅油效率關系曲線，如圖1所示。從圖中可以直觀定性地看出，升高注入蒸汽溫度能夠改善蒸汽驅的效果，隨著溫度的升高驅油效率呈上升的趨勢。注入初期，隨著蒸汽的注入，模型溫度稍有升高，原油黏度降低，產油量增加，此時各溫度蒸汽驅驅油效率相差不大，圖線基本重合。隨著注入蒸汽量的增加，模型溫度與蒸汽溫度接近，溫度越高原油黏度越低，油水流度比得到改善，蒸汽波及體積越大。故溫度越高驅油效率越高，隨著注入倍數的增加，驅油效率差異明顯。

從不同溫度下驅油效率增加幅度曲線可知：在250℃之前，溫度越高，相鄰最終驅油效率值的增幅越大;在250℃之后，隨著溫度的升高，相鄰溫度的最終驅油效率值的增幅越小。250℃蒸汽驅驅油效率的增幅是最大的，增幅值為8.1%。這是由于隨溫度的增加，原油黏度降低幅度減小，不同高溫下黏度相差不大，導致驅油效率值的增幅減小[2]。從現場的經濟和采油效果的角度考慮，250℃為最佳溫度。

2.2 注入速度的影響

將溫度為250℃不變的條件下，每個注入速度的不同注入倍數下的驅油效率值繪制成驅油效率曲線，從結果可以看出，在溫度不變的情況下，注入速度對驅油效率有一定影響。最低為2mL/min和最高為7mL/min的注入速度下，驅油效率值都不高，其中注入速度為2mL/min時驅油效率最低。注入速度大于3.5mL/min時，注入速度值越大，驅油效果越差。注入速度為3.5mL/min時驅油效率最高。分析認為注入速度太低，單位時間內傳入模型中的熱量太少，加熱降黏作用差。注入速度太高，蒸汽在模型中未能與原油充分接觸進行熱交換，潛熱利用率低。另外，還可以發現3.5mL/min注入速度下，蒸汽驅驅油效率的增幅是最大的，增幅值為6.2%。此注入速度為試驗條件下最優注入速度。

3 結論

①注入蒸汽的溫度對蒸汽驅驅油效率影響較大，溫度越高，最終驅油效率越高;

②注入溫度為250℃條件下驅油效率增幅最大，可達8.1%。試驗條件下，從經濟和采油效果的角度考慮，250℃為最佳溫度;

③蒸汽驅驅油效率隨注入速度的增加呈現增加后降低的趨勢。試驗條件下3.5mL/min注入速度蒸汽驅驅油效率的增幅是最大的，增幅值為6.2%。此注入速度為試驗條件下最優注入速度。

參考文獻：

[1]張方禮，劉其成，劉寶良，等.稠油開發試驗技術與應用[M].北京：石油工業出版社，2007.

[2]周鷹，宋陽，孫洪安，等.稠油油藏轉蒸汽驅開采的特殊性分析[J].特種油氣藏，2009，16（2）：62-66.

作者簡介：

楊興超（1990- ），男，漢族，河北邢臺人，本科，工程師，現從事稠油油藏開發方面的工作。