厚層塊狀油藏火驅動態調控技術應用

張挺

摘要：遼河巨厚稠油藏火驅為世界首例，油層平均厚度87m，單斜傾角15-20°，是其它火驅油層厚度的6-12倍。G油田于2015年開始實施高點線性火驅，隨著火驅開發的深入，暴露出兩項關鍵問題，一是火驅區域油井注汽引效汽竄嚴重，制約火線均勻推進與效果提升;二是火驅受效井產氣量增加，導致油井舉升困難，制約了火驅開發效果的進一步提高。對此有針對性開展厚層塊狀油藏火驅動態調控技術研究與應用，解決火驅區塊注汽引效汽竄和產氣量大影響生產的問題，提高火驅開發效果。

關鍵詞：火驅開發;汽竄嚴重;油井舉升

前言

G油田火驅區塊包含G3618塊、G3塊兩個區塊，均屬于典型厚層塊狀稠油油藏，埋深1510～1850m，兩個區塊平均有效厚度分別為93m、69m，50℃脫氣原油粘度2800～4000mPa.s，石油地質儲量6088萬噸，蒸汽吞吐標定采收率23.7%。主要存在兩方面問題：一是火驅生產動態調控過程中，需通過油井注汽引效牽引火線，由于油藏非均質性強，在前期吞吐開發階段已形成大量的汽竄通道，影響了火線均勻推進和重力泄油作用的發揮。二是隨著火驅逐步受效，受效區域有60口井的日產氣在2000m3以上，套壓在0.4-1.1MPa之間，氣液比在619-3971m3/t之間，會影響油井正常生產與火驅效果持續提高。對此開展火驅吞吐井調剖技術和防氣摻油舉升技術研究，形成厚層塊狀油藏火驅動態調控技術，實現火驅油藏高效開發。

1 火驅吞吐井調剖技術

火驅油藏地層溫度較高，平均溫度在150℃左右，常規調剖劑耐溫性長，調剖效果不理想，對此優選了機械投球調剖技術和高溫氣體泡沫調剖技術進行研究。根據儲層情況，有隔夾層的井實施投球調剖技術;無隔夾層的實施高溫氣體泡沫調剖技術。

（1）機械投球調剖技術

該技術是將空心金屬選堵球裝入投球器中，注汽時，當溫度大于180℃時，投球器熔化投球，空心選堵球自動選擇封堵高滲透炮眼，實現改善吸汽剖面的目的，提高注汽效果。轉抽時，空心選堵球落到收球器中，從而實現油井投球選注調剖注汽。

技術優化：一是優化5吋井投球調剖工具，將投球器、收球器連接油管的尺寸增加至2吋，提高強度，同時在收球器上端增加扶正裝置，保證工具下入、起出時居中。二是優化投球調剖小球數量，根據油井吸汽剖面，計算出吸汽好的油層厚度，根據射孔的孔密計算出封堵目的層的炮眼數，為確保封堵效果設計小球的數量的封堵目的層炮眼數的1.2倍。三是有針對性開展分層注汽、投球調剖一體化試驗，同時解決層內、層間的吸汽矛盾。

（2）高溫氣體泡沫調剖技術

高溫氣體泡沫調剖技術是以兩種非烴類氣體為主，并輔以藥劑，充分發揮出三種介質的“協同”作用，全力提升蒸汽吞吐效果。其中二氧化碳具有補充地層能量、降低原油粘度、改善儲層滲透率的目的。氮氣能擴大油層加熱帶，加大蒸汽波及體積，同時提高回采水率、補充地層能量。發泡劑在兩種氣體作用條件下發泡，發泡的倍數一般在300-600倍之間，從而實現中高滲孔道的封堵。針對不同生產情況的措施井，開展以下三種介質組合方式研究。

①發泡劑+二氧化碳+氮氣組合方式

針對區塊南部油井排水期長、原油粘度大、空白注汽產能遞減速度快的井，同時配套氮氣、二氧化碳，通過以上兩種介質組合，實現提高注汽壓力、縮短排水期、提升油井穩產水平的目的。本輪措施后，注汽壓力提升至18.3MPa，排水期縮短至25天，峰值產量提升至5.1噸，生產339天產油779.3噸，明顯縮短了措施井的排水期和周期產量。

②發泡劑+氮氣組合方式

針對區塊北部油井排水期長、有穩產能力的井，以配套氮氣為主，縮短措施井排水期，減低措施投入成本。本輪措施后，注汽壓力提升至11.8MPa，排水期縮短至5天，峰值產量提升至6.9噸，同期增油達239噸，達到了預期效果。

③發泡劑+二氧化碳組合方式

針對區塊北部油井排水期不長、原油粘度大、油井產量遞減速度快的井，以配套二氧化碳降粘氣為主，提高油井穩產能力，延長周期生產時間。典型井G3-蓮H608井，空白注汽壓力15.14MPa，生產時間167天，周期產油量347噸，排水期6天。本輪措施后，峰值產量提升至5.6噸，同期增油達121噸。

2 防氣摻油舉升技術

由于火驅區塊原油粘度大，現場需進行套管摻油生產，針對氣大影響舉升和摻油的問題，開展以下兩方面技術研究。

（1）防氣舉升技術

離心沉降復合式氣錨主要由上下接頭、外筒、螺旋體（包含中心管和螺旋片）組成。分為沉降機構和離心結構，沉降結構在上部，離心結構在下部螺旋道處。外筒上有一定數量的小孔，螺旋片與中心管之間通過焊接連接一起，螺旋片內徑與中心管外徑之間留有一定的縫隙，形成環孔。

沉降分離：抽油泵上沖程時，油氣混合流體從氣錨外筒上的進油孔進入外筒與中心管之間的環空，先進行向下沉降分離，從外筒進油孔進入氣錨環空的油氣混合物轉向180°向下沉降流動，由于回流效應，氣液混合物中的氣泡會上浮，通過油套環空排出.

離心分離：氣液混合物經過沉降分離后，繼續下行，沿著螺旋流道向下作旋轉流動，由于氣液密度不同，并且由于“紊流化”及離心分離作用，加速了油氣混合物中小氣泡的聚合，小氣泡聚合成大氣泡，被聚合的大氣泡沿螺旋道內側向下流動，而密度較大的帶有未被分離的小氣泡的液流則沿螺旋道外側流動。沿內側流動的大氣泡不斷聚合，并上升至螺旋頂部聚集后形成“氣帽”，氣體則以連續氣流的形式從外筒上端的進油孔排出至套管環空。

（2）防氣摻油技術

現場應用同心管摻油工藝，即在油套之間增加一套管柱，內部摻油、外部排氣。同時在管柱頂部加裝旋流分離器，將套管氣帶出的少量稀油進行二次分離回摻，滿足產氣量10000m3/d以下油井正常摻油。

3 現場應用情況

通過開展厚層塊狀油藏火驅動態調控技術研究與應用，現場應用各項措施45井次，火驅區塊日產油量由145噸提升至目前的161噸，各措施增油達到5324噸，措施效果顯著，為火驅區塊高效開發提供了有效高效的技術支持。

4 結論

（1）通過現場實施不同介質組合方式的高溫氣體泡沫調剖技術，總結并摸索出了不同介質組合方式實施方案，提高了措施針對性的同時，降低了措施成本。

（2）通過開展防氣舉升、防氣摻油技術研究，在不影響油井正常摻油的情況下，有效解決了火驅區塊因氣大影響油井舉升的問題，確保了油井正常生產。

（3）通過開展厚層塊狀油藏火驅動態調控技術研究，明顯提升了火驅區塊開發效果，為同類型的火驅油藏提供了提供了技術借鑒。

參考文獻

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