多層火驅地質影響因素研究

劉潔

摘要：遼河油田稠油火驅已進入規模推廣階段，其中多層火驅轉驅規模大，產量占比高。針對平面火線不均、縱向動用程度低等開發難題，從地質角度出發，對地層厚度、滲透率級差、地層傾角、原油性質等參數進行分析，在此基礎上對各因素的影響程度進行排序，得出D塊多層火驅的主控因素，為多層火驅改善效果提供依據。

關鍵詞：多層火驅;影響因素;地質因素;主控因素

1區塊概況

遼河油田D區塊油層層數多，單層厚度薄，儲層非均質性較強，地層傾角7°～14°，平均孔隙度21.8%，平均滲透率644mD，平均油層厚度30.3m。50℃地面脫氣原油粘度415～5000mPa·s，油品類型屬普通稠油。

2多層火驅地質影響因素

2.1地層厚度

利用數值模擬方法研究不同地層厚度下火驅特征[1]，設置火驅層厚分別為20m，25m，30m，40m，研究火驅過程中的超覆現象。生產井和注氣井全井段射開。在均質模型層厚20m的情況下，火驅前緣可以均勻推進至生產井，超覆不明顯。而在層厚40m的情況下，距離注氣井大約40m左右超覆至層厚的一半。如不考慮其他技術政策界限的情況下，需要選擇20m以內的層進行火驅。因為薄互層的典型特點時砂巖和泥巖交互分布，砂巖和泥巖之間的接觸面積很大，基于這種情況，基于基礎模型設計2種模型對比夾層的影響：薄互層模型和中厚層模型，兩個模型總厚度一樣，進一步考察對火驅的影響。

對比兩個模型在火驅結束后的頂層溫度，薄互層模型火驅的頂層溫度較高，主要由燃燒層段傳導過來，火驅層段頂層下部溫度255℃。中厚層模型，無夾層模型火驅的頂層溫度較低，熱損失較小，火驅層段頂層下部溫度329℃。

可見，薄互層油藏火驅面臨的主要問題不僅僅是層間差異，還有一個嚴峻問題就是薄互層導致的大量熱損失。當前注氣速度下，厚度5m的薄油層，火驅半年熱損失率為50%左右。

2.2滲透率級差

研究三種滲透率模式：均質模式A，反韻律模式B和正韻律模式C，滲透率級差為3。

結果顯示，模式A火線均勻推進;模式BC，受滲透率影響，滲透率高的層火線首先突破。如存在賊層，過早突破是該類型油層面臨的主要問題，進而研究不同滲透率級差對驅替的影響，觀察燃燒前緣發展速度。

火驅的最初1年，火線推進距離和滲透率比值一致，隨著火驅的進行，該差異有所縮?。?→2.4），是由于高滲層燃燒充分，焦炭沉積量稍多導致。級差越大所形成的燃燒前緣發展速度差異越大，同樣體現出，隨時間延長差異有所縮小。

實際油藏由于沉積環境的影響，會存在一定的滲透率平面非均質性，為此，基于基礎模型，建立三種平面非均質模型，考察其對火驅的影響程度。示蹤劑測試結果顯示氣體溝通方向為多向多層，不同時間的測試結果對比發現，溝通方向會發生改變，多層多方向的溝通無法判斷地下某一層的燃燒及火線推進情況，主要揭示了多層火驅的主要矛盾是層間的非均質性。

2.3地層傾角

基于前述基礎模型，改變地層傾角建立數值模擬模型，注氣井位于上傾方向，層厚30m，油藏傾角分別為5°和10°。研究地層傾角對生產動態和火驅波及的影響。

當火驅結束時，地層傾角5°時火驅未波及區域比10°傾角時要大，生產動態也能體現出較大傾角形成的重力排液和抑制超覆作用。若將注氣井置于下傾方向，無疑增強了氣體超覆效應。未啟動區域的范圍都明顯大于上傾注氣的情況。傾角越大，不利的影響越大。

統計不同傾角和注氣井位置條件下的火驅采出程度（表1），可以發現注氣井位于上傾方向時的采出程度普遍高于位于下傾方向，較大地層傾角和布置注氣井于上傾方向成為主要的火驅方案布置原則。

注氣井位于中間，地層傾角5°-30°，利用數值模擬方法研究最佳的下上井距比。按照同樣的見氣時間和幅度[2]合理作為均衡驅替的判斷條件，合理地選擇注氣井的下上井距比，可以控制超覆，達到均衡驅替。實際應用時還應結合最終的驅替效果和采出效果綜合考慮。

2.4原油性質

隨剩余油飽和度的降低，油層中的燃料含量也隨之減小，而飽和度過高和粘度過大的因素會導致局部高溫，原油消耗量過大的問題出現，對于D塊原油，考慮不同剩余油飽和度和原油粘度下的火驅，研究其對采出程度的影響。。

（1）隨飽和度的增加，火驅采出程度也明顯增加，火驅時飽和度過高和過低都不利于最終采出程度的提高。

（2）試驗區驅前采出程度高的區域油井見效率高（表2），但數值模擬計算累產油少，增產效果差。

改變原油黏度為D塊目前值的0.5，1.0，1.5，2.0倍，研究黏度和火驅效果的影響。隨原油黏度的降低，火線波及范圍擴大，氣體指進現象趨弱。而且隨著原油黏度的增加，火驅前緣推進速度也趨緩。主要原因是由于黏度增加會導致流動性變差，熱傳遞也受到限制，所以火線推進速度會趨緩。

燃燒區溫度沒有明顯變化，由于火燒區域范圍較大和原油流動性變好，累產量相對較高。最低黏度下累產約為最高黏度累產的2倍弱。

3多層火驅主控因素

基于以上研究結果，總結D塊多層火驅主控因素如表3所示。

油層厚度固然為重要因素，但是D塊屬于薄互層油藏，且試驗區地層傾角較小，故第三位因素飽和度成為D塊的一級主控因素，接下來就是黏度和級差，故D塊多層火驅的主控因素確定在飽和度、黏度和級差。

參考文獻：

[1]寧奎，袁士寶，蔣海巖，等.火燒油層理論與實踐[M].東營：中國石油大學出版社，2010：124-126.

[2]王艷輝，陳亞平，李少池.火燒驅油特征的實驗研究[J].石油勘探與開發，2000，27（1）：69-71.

[3] 關文龍，宮宇寧，唐君實，宋揚，李秋.多層油藏火驅開發模式探討[J].特種油氣藏.2020（06）.60-66