SAGD 高效開發技術在特超稠油開發中的應用

張甜甜

（中國石油遼河油田勘探開發研究院，遼寧 盤錦124000）

特超稠油作為開采潛力巨大的能源，具有十分重要的戰略意義，特超稠油的典型特征包括：膠質瀝青質含量高、黏度高[1]。由于特超稠油開發區域的火山、構造等共同作用，必然會提高特超稠油的開發難度。基于特超稠油非均質性的特點，特超稠油開發一直是能源開采中的研究難點，受到相關學者的重點關注。針對特超稠油開發研究方面，前人已進行了大量的研究，在特超稠油開發研究中，一般采用化學法、熱力采油法、物理法以及溶劑法[2]。通過研究表明，特超稠油開發具有重要意義，但通過上述方法開發特超稠油普遍存在開發采收率低的問題。在以往的研究中，由于大部分是在微觀的視角下開發特超稠油，得出結論存在極大程度上的局限性，無法適用于任何地區，且所應用的開發技術較為落后，也制約了特超稠油的開發進程。為解決特超稠油開發這一難點問題，SAGD 高效開發技術是利用蒸汽、輔助、重力和泄油對特超稠油開發的新技術，在超稠油方面，SAGD是國際發展的前沿技術。這一理論最初是基于注水采鹽原理，即淡水的注入使固鹽從鹽層中溶解，濃度大的鹽溶液因密度大而向下流動，密度較小的水溶液浮在上面，通過不斷向鹽層上部注水，采出連續的高濃度鹽溶液。作為目前國內最先進的高效開發技術，以其蒸汽輔助降粘的功能能夠很好地適用于特超稠油開發中[3]。基于此，研究SAGD 高效開發技術在特超稠油開發中的應用，希望能夠為日后特超稠油的高效開發奠定基礎。

1 SAGD 高效開發技術

SAGD 高效開發技術中，S 代表的是蒸汽；A 代表的是輔助；G 代表的是重力；D 代表的是泄油，通過重力主導泄油的方式，具有很高的開采效率[4]。SAGD 高效開發技術機理可分為四個部分，首先，通過注采井同時熱循環建立連通通道；再由汽腔上升階段，上升產量；而后進入汽腔拓展階段，保持產量穩定；最后，通過汽腔下降階段，下降產量。通過SAGD 高效開發技術機理可知，SAGD 高效開發技術能夠建立一個獨立的蒸汽腔，進而起到蒸汽輔助降粘的作用，為特超稠油開發提供良好的環境。SAGD高效開發技術作為特超稠油開發中的前沿技術，應用在特超稠油開發中是勢在必行的，SAGD 高效開發技術的篩選標準，如表1 所示。結合表1 所示，為SAGD 高效開發技術篩選標準。以此為前提，將SAGD 高效開發技術應用在特超稠油開發中，具體研究內容，如下文所述。

2 特超稠油SAGD 高效開發技術

2.1 特超稠油特征參數

表1 SAGD 高效開發技術篩選標準

為開發特超稠油，必須要利用SAGD 高效開發技術精確特超稠油開發極限控制半徑[5]。優先選用PERTEL 軟件對選區塊建立三維非均質地質模型，目的是將實際油藏數值化，使構建的三維非均質地質模型更加貼近地下裂縫性儲層的實際情況[6]。設特超稠油開發極限控制半徑為r極限，則其計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，pe是特超稠油開發中后期約束水飽和度；pw是特超稠油油藏開發中后期殘余油飽和度；k 是特超稠油開發中后期驅油效率；μ 是特超稠油選區塊裂縫水驅治理注入倍數。以得出的特超稠油開發極限控制半徑為依據，確定模擬特超稠油開發地質范圍。首先，確定特超稠油儲層地質描述范圍、平面網格及模擬層的劃分。再通過建立精細的特超稠油三維地質模型，是精準開發的關鍵，可以通過數值模擬對重點區域進行網格細致研究以提高開發效率。最后，建立特超稠油儲層平面網格，需要將每個網格塊設定指定的疊前方位各向異性地質參數，設定參數的過程就是所謂的地質平面網格描述。特超稠油儲層描述特征表，如表2 所示，為特超稠油參數描述特征。

2.2 轉SAGD 時機優選

在完成特超稠油特征參數描述的基礎上，應用SAGD 高效開發技術進行轉SAGD 時機優選[7]。通過三維非均質地質模型的數值模擬跟蹤表明，利用轉SAGD 時機優選，能夠提高特超稠油開發的采收率。基于SAGD 高效開發技術，轉SAGD 時機優選的具體流程為：首先，在循環預熱階段，建立蒸汽腔，再通過在特超稠油開發吞吐1.2.3 周期后直接轉SAGD 生產。在此過程中，轉SAGD 時機能夠直接影響特超稠油的開發采收率，通過SAGD高效開發技術計算井筒熱損失，選擇特超稠油開發中井筒熱損失最小的時間段為最佳轉SAGD 時機。設井筒熱損失為l，其計算公式，如公式（2）所示。

表2 特超稠油儲層特征描述

在公式（2）中，D 是油汽質量比；v 是SAGD 高效開發技術下特超稠油開采速度；C 是SAGD 高效開發技術蒸汽腔的采注比；w是注汽干度；t 是水平井預熱階段的吞吐預熱注汽量。通過公式（2），結合特超稠油開發實際，選定在特超稠油開發吞吐2 周期后直接轉SAGD 生產，進而確保特超稠油開發的采收率最大化。

2.3 定位特超稠油開發點

轉SAGD 時機優選后，定位特超稠油開發點。通過分析特超稠油開發信號頻散性，明確SAGD 高效開發技術下吞吐預熱注汽量傳播的速度，會由于頻率的變化而發生不同的變化[8]。為在特超稠油開發中獲得高精準的特超稠油開發點，提高開發采收率，就必須最大限度上減小特超稠油開發中的熱損失，盡量保證特超稠油開發點的聲發射信號是完整、有效的[9]。根據SAGD高效開發技術分析的特超稠油開發點，可通過廣義的群速度與頻率之間關系變換的表達式得到各固有模態函數。設固有模態函數為GET，則其具體表達式，如公式（3）所示。

3 實例分析

3.1 實驗準備

為構建實例分析，實驗對象選取某待開發的特超稠油，并對不同注采井距條件下主要參數變化加以設定。某待開發的特超稠油不同注采井距條件下主要參數，如表3 所示。

表3 某待開發的特超稠油不同注采井距條件下主要參數

結合表3 所示，此次實例分析選取的對比指標為特超稠油開發采收率，采收率作為衡量油田開發水平高低的關鍵指標，能夠有效反映出油田開發效率，開發采收率越高代表特超稠油開發的效率越高。首先，使用設計開發方法對特超稠油基于SAGD 高效開發技術進行開發，通過核查工具-Qacenter 測得其開發采收率，設置為實驗組。再使用傳統開發方法對特超稠油進行開發，同樣通過核查工具-Qacenter 測得其開發采收率，設置為對照組。為避免偶然現象的出現，在此次的實例分析中,共進行8 次實驗。針對核查工具-QAcenter 測得的開發采收率，記錄實驗結果。

圖1 特超稠油開發采收率對比圖

3.2 實驗結果與分析

采集上述實驗數據，收集以上實驗數據，對比兩種開發方法下的開發采收率和特超稠油開發采收率，如圖1 所示。通過圖1可得出如下的結論：設計的開發方法開發采收率最高可達89.96%，對照組僅為25.78 %。設計的開發方法開發采收率明顯高于對照組，特超稠油開發的效率更高。通過實驗結果證明，所設計的開發方法其各項功能均可以滿足特超稠油開發總體要求，可以廣泛應用于特超稠油開發方面。

結束語

通過SAGD 高效開發技術在特超稠油開發中的應用，能夠取得一定的應用成果，解決傳統特超稠油開發中存在的問題。由此可見，設計的開發方法是具有現實意義的，能夠指導特超稠油開發方法優化。在后期的發展中，應加大設計方法在特超稠油開發中的應用力度。目前，國內外針對SAGD 高效開發技術在特超稠油開發中的應用研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進一步對特超稠油開發優化方法進行深入研究，為提高特超稠油開發的采收率提供參考。