蒸汽吞吐工藝技術在試油井上的研究與應用

張 哲

（大慶油田有限責任公司試油試采分公司試驗大隊，黑龍江大慶 163000）

1 試驗井區域概況

該油田位于西部地區，油層分布情況較為復雜，其中含油砂巖層厚度在5.5～8.7m，有效厚度在1.4～3.4m。由于油層埋藏深度較淺，孔隙度在24.6%～29.7%，滲透率在53.1～384.2mD，含油飽和度在53.7%～74.1%。在該油田作為試驗井進行蒸汽吞吐工藝研究和應用，石油企業應充分考慮大孔隙高滲透稠油儲層的實際情況，以便提高試油井蒸汽吞吐工藝技術的應用價值。

1.1 地質油藏主要參數

試驗井主要地質油藏參數如下，井號為江50，層位為S，井段在462.0～458.6m，層數為2，油層厚度為3.4m，凈總比為1.000，孔隙度為29.7%，滲透率為疏松，泥質含量為0，相對密度為0.928 3，50℃下脫氣油黏度為469.1mPa·s，膠質瀝青含量為32.5%；井號為江45，層位為S，井段在446.8～443.6m，層數為1，油層厚度為3.2m，凈總比為1.000，孔隙度為35.3%，滲透率為53.1mD，泥質含量為0，相對密度為0.933 2，50℃下脫氣油黏度為458.8mPa·s，膠質瀝青含量為34.1%；井號為江72，層位為S，井段在632.4～630.6m，層數為2，油層厚度為1.8m，凈總比為0.375，孔隙度為28.7%，滲透率為384.2mD，泥質含量為3.9%，相對密度為0.945 6，50℃下脫氣油黏度為383.7mPa·s，膠質瀝青含量為17.5%；井號為江75，層位為S，井段在560.2～558.8m，層數為1，油層厚度為1.4m，凈總比為1.000，孔隙度為24.6%，滲透率為疏松，泥質含量為29.6%，相對密度為0.916 4，50℃下脫氣油黏度為222.1mPa·s，膠質瀝青含量為309%。

2 施工設計

2.1 蒸汽吞吐熱力試油室內模擬試驗

采用數值模擬計算的方法，由江45井作為蒸汽吞吐熱力試油室內模擬對象，將井口蒸汽干度調整至70%，壓力降低至小于10MPa，蒸汽輸送速度超過70t/d，輸入強度按照20t/m標準遞增，強度范圍在60～120t/m。江45井蒸汽吞吐生產動態數據如下，注氣強度為60t/m時，生產時間及平均日常油量由3.5m3/d降至1.1m3/d；注氣強度為80t/m時，生產時間及平均日常油量由4.2m3/d降至1.1m3/d；注氣強度為100t/m時，生產時間及平均日常油量由5.5m3/d降至1.1m3/d；注氣強度為120t/m時，生產時間及平均日常油量由8.0m3/d降至1.4m3/d。由以上數據可知，注氣強度為60t/m時，未能將油層高孔滲性以及稠油狀態考慮其中，導致油層出現較為嚴重的污染情況，并且在生產過程中，原油內含有較高的水分。在不斷提升注氣強度過程中，將注氣強度設定在90t/m時，可以進行熱力試油。

2.2 蒸汽吞吐熱力試油設計參數

以江45井數據模擬計算數值為參考依據，可以得出不同油井的注氣參數，具體注氣參數如下：江45有效厚度為3.2m，注入量為300t，注入速度＞70t/d，注入壓力＜9.4MPa，注入溫度＞300℃，鍋爐出口干度在60～75%，井底干度＞40%，燜井時間為3～5d；江72有效厚度為1.8m，注入量為200t，注入速度＞70t/d，注入壓力＜13.3MPa，注入溫度＞300℃，鍋爐出口干度在60%～75%，井底干度＞40%，燜井時間為3～5d；江50有效厚度為3.4m，注入量為300t，注入速度＞70t/d，注入壓力＜9.5MPa，注入溫度＞300℃，鍋爐出口干度在60%～75%，井底干度＞40%，燜井時間為1～2d；江75有效厚度為1.4m，注入量為210t，注入速度＞70t/d，注入壓力＜11.5MPa，注入溫度＞295℃，鍋爐出口干度在60%～75%，井底干度＞40%，燜井時間為1～2d。

2.3 施工工序

施工工序分為九個步驟，分別為補射孔、地面注氣、燜井、放噴、測井溫、氮氣反舉排液、測井溫以及下螺桿泵排液求產。在補射孔設計環節，油井蘊含較高稠度，并且滲流阻力較大的稠油，應擴大泄流面積，逐步降低注入時產生的阻力，此外還應增加孔深擴大孔密度，才能滿足蒸汽吞吐需求。現階段油田熱采井孔密設定在24～36孔/m，針對不同型號的井孔，按照孔徑、孔深等要求，使用型號為DP44RDX-5孔槍，將孔密設定在16孔/m，孔深為856mm，孔徑為12.2mm。在測井溫環節，需要將蒸汽注入到井內，以便測量井內的溫度。在自噴求產環節，在初期使用孔徑在12～16mm的油嘴進行自噴求產。在氮氣反舉排液環節，由于自噴后溫度仍停留在較高的水平，需要封隔器溫度低至200℃后，才能進行氮氣反舉排液。在螺桿泵排液求產環節，由于井下在注氣后溫度持續增加，油層內出砂量不斷增加，原油呈現較稠的狀態，應及時采用螺桿泵排液方法，保證原油的開采量符合使用標準。

3 現場應用

江45井基本井況如下，井段距離在434.0～459.5m，射開厚度為3.2m，油層套管距離為139.7mm，阻流環深距離為634.66mm，水泥返高高度為282m，套管頭與補心間的距離為2.43m。在該井段內，主要的砂巖包括泥粉砂巖、粉砂巖、中細砂巖。上述砂巖中最大單層厚度為0.75m，孔隙度在24.3%～42.6%，日產油量為0.012t。

江45井資料解釋中，在日產油量為0.012t時，產油強度為0.004t/m，在采用蒸汽吞吐螺桿泵后，日產油量為3.09t，產油強度為0.97t/m，滿足預期的求產效果。在該井內的原油黏度不斷下降過程中，原油的凝固點不斷提高，此時含蠟量不斷減少，儲層內原油的流動能力不斷提高，通過現場應用情況可知，江45井采用蒸汽吞吐熱力試油方法，不僅降低了原油的黏度，還能提高原油的產量。

根據江45井S1-2層求產曲線可知，產油量隨著時間的推移，日產油量有所波動，但是仍高于原有的產油量。在溫度變化過程，日出口溫度和日產水量，都會在時間的增加過程中不斷降低，但是出口溫度變化較小，而日產水量變化較大。但是在江75井、江72井應用增強吞吐熱力試油方法，未能獲得與江45井相同的效果，一方面是江75井、江72井地質地層條件有限，油層厚度小于江45井，無法滿足現場應用要求，另一方面現場注蒸汽量較低，注入蒸汽量一直維持在200t，并且地層溫度維持在41.5～50.0℃，未能達到增溫降稠的效果。

4 結語

綜上所述，以某油田中選用的油井作為蒸汽吞吐工藝技術的研究與應用對象為例，根據該油田實際地質情況，探索出適合該油田蒸汽吞吐工藝的應用方案，在現場試驗過程中，要求設定的油層厚度應超過3m，才能滿足蒸汽吞吐工藝技術的應用要求。此外該油田的稠油油藏層在應用蒸汽吞吐工藝技術時，應建立標準的油藏選層方法，運用科學合理的選層方法，才能更好地評價蒸汽吞吐工藝技術應用在稠油油藏的效果，以擴大蒸汽吞吐工藝技術的應用范圍。