SAGD技術在S油田開發中的應用

摘要：根據S油田稠油油藏物性特點、開發特征、地質特征研究及開發方式研究成果，在對國內外稠油油藏的分類、開發歷程及開發技術現狀進行全面的調研的基礎上，進行了SAGD基本理論研究，適應性及篩選分析，井筒多相管流模擬研究以及產能預測，對S油田的稠油油藏的生產具有十分重要的意義。

關鍵詞：SAGD ?研究應用 ?產能預測 ?多相管流

1 基本概況

近年來，將水平井技術與熱采技術相結合的蒸汽輔助重力泄油（SAGD），作為開采稠油油藏的一項極具潛力的開采技術，對比于以驅動機理為主的其它方式，SAGD優點在于充分利用了蒸汽驅替過程的蒸汽超覆作用，克服了驅替前沿的指進現象與不穩定現象。SAGD生產時，蒸汽腔通過不斷聚集蒸汽而逐漸膨脹，泄油面積會逐漸擴大;同時稠油被加熱后泄流至水平生產井，依然保持著較大的熱量，提供了超稠油油藏開采的理想流動條件，可大幅度提高采收率。

2 SAGD適應性研究及篩選

在選擇先導試驗區時，應該遵循如下原則：①油層條件在油藏中具備一定代表性;②必須具備SAGD的條件，如油層純厚度大于15m，油層在縱向上連續分布，不存在連續的泥巖夾層;③先導試驗區應該選擇在蒸汽吞吐周期高，累產油量高的部位;④先導試驗區應該選擇在構造的有利部位以及油水關系相對簡單的部位，不允許與頂水層溝通;⑤先導試驗區邊界相對封閉，便于試驗結果分析與評價;⑥井下舉升條件與地面處理條件具備。

3 多相管流模擬研究

SAGD稠油油藏開發采用水平井的開采方式，鑒于SAGD生產井的井眼軌跡特殊性，選用Beggs-Brill方法來進行井筒內的壓力分布計算，同時考慮到原油的高粘性，在計算壓力時對粘度的計算進行必要的修正;在考慮了液相因摩擦生熱引起的溫度升高和考慮焦耳—湯姆森效應條件下，建立了SAGD井筒溫度分布的預測數學模型。

3.1 多相管流壓力梯度預測

Beggs-Brill方法是基于流型判別的壓降計算方法，其流型的不同對壓降計算的影響主要是通過壓降計算方程式中的某些特征參數來體現的，不同的流型下對應特征參數的取值不同，但總的壓降計算基本方程是一樣的。

Beggs-Brill方法根據機械能守恒原理，假定氣液混合物與外界不存在能量的交換，那么單位質量的氣液混合物在穩定流動時，其機械能守恒方程有：

建立SAGD生產井井筒內壓力分布數學模型，在油井的原始數據基礎上，結合流體性質參數和流動參數，計算出相關中間變量，對井筒內流體進行流型判斷，計算出稠油生產井水平段與垂直段的多相管流持液率、沿程摩阻系數，再通過傾斜校正系數對傾斜管流進行角度修正，計算出對應的壓力損失，這里采用壓力增量程序迭代的方法計算SAGD井筒內的流體壓力分布。

3.2 ?多相管流溫度分布預測

SAGD生產時，井筒內為油、氣、水多相流體，井筒內的溫度計算十分復雜。氣相和液相在井筒中除了通過油管、套管等介質向周邊地層進行傳熱外，同時還存在氣相與液相間的能量與質量交換。基于質量守恒定律、動量守恒定律、能量守恒定律及以及井筒徑向傳熱理論，在考慮了液相因摩擦生熱引起的溫度升高和考慮焦耳—湯姆森效應條件下，建立了SAGD井筒溫度分布的預測數學模型。在進行模擬時，滿足如下的假設條件：

①地層的傳熱過程為不穩定傳熱，服從Remay的無因次時間函數;

②井筒內的傳熱過程為穩定傳熱，流體處于穩定流動狀態;

結合上述各方程，得井筒內流溫梯度數學模型為：

4 SAGD產能預測

雙水平井重力泄油過程中，在油層的底部布置一口生產水平井，在其上方布置一口注汽水平井，在向地層注蒸汽的初始過程中，蒸汽腔縱向上升的同時向周圍油藏擴展，在蒸汽腔擴展至油層頂端后，逐漸向四周擴展。

5 認識與結論

（1）依據蒸汽輔助重力泄油技術使用的油藏條件，確立了試驗區的選擇原則。

（2）通過分析蒸汽輔助重力泄油生產井井眼軌跡，確定了選用Beggs-Brill方法來計算SAGD生產井的井筒壓力分布規律。同時，明確了蒸汽輔助重力泄油油井產能預測的方法，確定的雙水平井重力泄油數學模型其計算結果與實際區塊的生產實際擬合較好，驗證了數學模型的正確性。

參考文獻：

[1] 帕拉茨.熱力采油.第一版.北京：石油工業出版社，1989：1-14.

[2] 韓軍. 熱力采油新技術的研究與應用[D].東北石油大學，2010.

作者簡介：朱嬋，男，1987年生，工程師，2012年畢業于長江大學，現于中石油遼河油田勘探開發研究院從事油氣田開發工程工作。