水平井蒸汽驅技術經濟分析探討

馮斌斌 張姍姍

【摘要】針對某區塊開發現狀，論證該區轉蒸汽驅開采的必要性和可行性，在此基礎上，利用油藏數值模擬技術重點對開發方式、井網形式、轉驅方式、轉驅時機和注采參數進行了系統優化，形成了深層稠油油藏水平井蒸汽驅技術經濟界限，為該區塊提高水平井蒸汽驅的開發效果提供調整依據和調整重點。

【關鍵詞】稠油油藏，蒸汽驅，水平井

蒸汽驅開采是稠油油藏經過蒸汽吞吐開采后期進一步提高原油采收率的主導工藝，能夠將井區間蒸汽吞吐未波及到的原油驅動至周圍的生產井采出，擴大蒸汽的波及體積，提高原油采收率。利用水平井開發深層、薄層稠油油藏具有較強的優勢，但由于水平井蒸汽吞吐屬消耗能量降壓開采，采收率低，只能采出各個油井井點附近油層中的原油，井間留有大量的死油區，而蒸汽驅開采能夠將井區間蒸汽吞吐未波及到的原油驅動至周圍的生產井采出，擴大蒸汽的波及體積，提高原油采收率，因此是稠油油藏經過蒸汽吞吐開采后期進一步提高原油采收率的主導工藝。

1 水平井轉蒸汽驅必要性及可行性

1.1轉蒸汽驅的必要性

通過對該區塊數模研究表明，蒸汽吞吐有效加熱半徑為40～60m。加熱半徑小，井間剩余油豐富，造成大量資源浪費。蒸汽吞吐結束時采收率僅能達到14%，采收率較低。

該區塊處于構造高部，含水較低。隨著周期吞吐輪次的增加，區塊壓力下降，虧空加大，邊水將逐漸侵入。因此從油藏開發的長遠考慮，依據草20塊汽驅開發控制邊水的成功經驗，需要在該塊開展汽驅，補充能量，保持地層壓力，抑制邊水侵入。

1.2轉蒸汽驅的可行性

根據蒸汽驅的篩選標準，對比該的物性參數表明該塊除油層厚度較薄外，其他參數均滿足水平井蒸汽驅條件。但隨著水平井技術的發展，目前對于這種薄層稠油油藏的水平井開發是可以實現的。根據國內外經驗，蒸汽驅轉驅壓力3～5MPa左右效果最好。由于該塊層薄，地層能量下降快，供液能力差，周期末時壓力僅3.6MPa，正常時壓力在5MPa左右，滿足汽驅壓力要求。

2 數值模擬模型的建立

在精細地質研究的基礎上，以該區塊實際油藏參數為條件，利用CMG稠油油藏數值模擬技術建立了三維模型。模型網格步長為5m×5m，角點網格，共分為5個小層。I方向120個網格，J方向31個網格，共計18600個網格。

模型參數假設油藏為均質油藏，設計油層厚度為4m，滲透率為5000μm2度為34%。水平井位于油藏中部。水平段長度為250m，井距和排距均為150m。原油粘溫曲線依據現場提供的該塊50℃地面脫氣原油粘度曲線，相滲曲線主要采用相似區塊的相滲曲線進行模擬研究。

3 技術經濟分析

3.1經濟極限油汽比

依據現金的收入與支出平衡原則來計算經濟極限油汽比，根據勝利油田熱采井投資成本構成、噸油操作費用計算當原油價格為50美元/桶，噸油操作成本費為900元/噸時，熱采（蒸汽驅）經濟極限油汽比為0.1，采用油汽比0.1作為蒸汽驅的經濟極限油汽比。

3.2經濟極限可采儲量

根據油田該區塊館陶組油藏已投產水平井的各項成本和費用，采用靜態法計算出不同油價下水平井的熱采經濟極限累積產油量。

4 蒸汽驅技術界限優化

4.1開發方式

運用數值模擬技術，優化對比了反五點井網條件下蒸汽吞吐和蒸汽驅的開發效果。預測結果顯示，在反五點井網條件下，蒸汽吞吐到底累積產油量1.387萬噸，累計注汽2.7×10m3，采收率僅為14%。對比相同井網條件下吞吐+蒸汽驅的采收率可達27.1%，蒸汽吞吐提高13%。吞吐后轉蒸汽驅可大幅度提油藏高采收率。

4.2井網形式

由于該塊目前已投產的生產井采用了交錯型井網進行部署，因此在此基礎上接下來的轉汽驅井網設計了反五點交錯井網和反七點交錯井網進行數模優化。通過數值模擬計算，在兩種不同的井網形式下，汽驅階段的油汽比相差不大，但是反五點井網的采收率和凈采油量明顯高于反七點井網。因此，優選了反五點井網作為蒸汽吞吐后的轉驅井網形式。

4.3轉驅時機

對于中、深層稠油油藏，選擇最佳的轉驅時機非常重要。在轉驅時機優化中，主要考慮了轉驅時的油藏壓力和井間的熱連通性，優化了反五點井網下，不同轉驅時機的開發效果。綜合考慮汽驅階段油汽比、采收率和凈采油量等因素，推薦在蒸汽吞吐4周以后進行轉驅，累積產油量達到2.66萬噸，采收率27.1%，凈采油量為2.05萬噸，生產效果最好。此時的油藏平均壓力只有52MPa，滿足蒸汽驅要求。因此，推薦在第4周以后轉汽驅開發效果最好。

4.4轉驅方式

通過對該區塊相鄰的斷塊歷年水侵趨勢分析，邊水主要沿低壓、高滲帶竄入，具有明顯的方向性。結合該區塊實際建立了邊水油藏模型。利用概念模型，優化了三種不同的帶有邊水的井網類型，綜合分析任務中間一排轉汽驅井，兩側為生產井（生產井靠近邊水）的方案生產效果最理想，采收率達到31.2%，凈采油量達到5.08萬噸。

4.5注采參數

通過對該區塊館陶組的數值模擬優化研究，確定了一下主材參數指標：

注汽干度。在反五點井網條件下，數值模擬分析優化結果：注汽干度越高，采收率越高，凈采油量也越大。對于該塊這種薄層，中、深層稠油油藏蒸汽驅時，由于油藏深，油層中熱損失大，低干度蒸汽很容易變成熱水，因此在生產中應盡量提高蒸汽干度。

注汽速度。蒸汽注入速度影響著蒸汽驅的采收率。模型中分別優化了注汽速度為3t/h4th、5/h、6th和7t/h對采收率的影響。數模結果表明：隨著注汽速度的增大，采收率增大，凈采油量增高。但注汽速度增大到一定值時（注汽速度為7th）時，凈采油量不增反降。綜合考慮油汽比、凈采油量等因素，在該塊推薦的注汽速度在5～6t/h。

注汽壓力。數值模擬優化了同一注汽速度（6t/h）下，注汽壓力為14MPa、10MPa和8MPa下的地層吸氣量以及生產效果。優化結果表明：不同注汽壓力下的累積采油量、采收率和凈采油量相差不大。雖然壓力從14MPa到8MPa有所降低，但地層都能保證一定的吸氣量。因此，在現場設備滿足要求的條件下，推薦的注汽壓力為8MPa。

5 結束語

對比蒸汽驅篩選標準，該塊具備轉蒸汽驅潛力，根據數模優化結果，結合現場已鉆井資料，推薦在蒸汽吞吐后轉為反五點井網開發方式進行蒸汽驅開發。相同井網條件下，吞吐后轉蒸汽驅比蒸汽吞吐到底采收率可提高13%，結合轉驅壓力及井間熱連通情況，合理轉蒸汽驅時機為吞吐四周后轉蒸汽驅生產。轉蒸汽驅方式為靠近邊水的一側為生產井，采收率較高，蒸汽驅階段井底蒸汽干度在0.4以上，注汽速度保持在5～6th，采注比保持1.2，在蒸汽驅階段注汽壓力可以有所降低，推薦為8MPa，形成了深層稠油油藏水平井蒸汽驅經濟技術政策界限。數值模擬表明該塊水平井轉蒸汽驅提高采收率17.6%，最終采收率可達到31.6%。

作者簡介：

馮斌斌（1986-），河北霸州人，大學本科，注汽技術服務中心河口注汽大隊注汽一隊。