遼河中深層稠油蒸汽驅技術研究與應用

尚策

勘探開發研究院稠油所 遼寧 盤錦 124010

引言

石油是極為重要的社會資源，其能夠在工業生產、交通運輸等方面發揮不可替代的重要作用，保證石油資源開采技術的先進性及應用價值，是促進中國社會穩定發展的必然手段。我國擁有豐富的稠油油藏，但是其開采難度比常規油藏更大，因此往往得不到有效開采和利用，遼河油田對中深層稠油開采技術進行了嘗試和驗證，發現了蒸汽驅技術在中深層稠油開采中的應用價值。在這種情況下，對本課題進行深入研究，顯然具有一定的現實意義[1]。

1 研究背景

遼河油田是我國最大的稠油開采基地，已經確定的稠油儲量占據全國稠油儲量的一半以上，其稠油年產量超過全國稠油年產量的52%，對中深層稠油開采技術進行研究，有助于遼河油田自身發展、有利于我國石油資源的穩定供應。從20世紀八十年代至今，遼河油田始終采取蒸汽吞吐技術進行開采，經四十年時間其已經進入開發后期，原有的吞吐技術無法對井間大量的剩余油進行開采，時至今日蒸汽吞吐技術的實際采收率已經不足30%。而蒸汽驅技術的應用，則能夠解決這一問題，能夠對井間剩余油進行有效開采，整體采收率可達到50%左右[2]。

蒸汽驅技術是一種成型已久、具有穩定應用效果的開采技術，國外的蒸汽驅技術已經十分成熟，能夠對500m以內的淺層稠油進行有效開采，然而遼河油田稠油埋藏深度為1000m左右，屬于中深層稠油油藏，國外的蒸汽驅技術無法在遼河油田發揮應有作用。在這種情況下，遼河油田根據蒸汽驅技術原理，進行了多次蒸汽驅先導試驗，最終實現了核心技術上的突破，在齊40塊實現了工業化轉驅，從根本上保證了中深層稠油油藏的開采質量。

2 遼河中深層稠油蒸汽驅技術

2.1 蒸汽驅油藏工程優化設計

第一，確定開發層系。齊40塊蒸汽驅設計主體部位包括蓮Ⅰ、蓮Ⅱ油層2套層系，主要是因為：①開發層系的油層厚度適中，蓮Ⅰ油層一般有效厚度為15～23 m，而蓮Ⅱ油層一般有效厚度25～45 m。②各個開發層系內都有成熟且位置相對集中的油層，儲層連通性也比較可觀，其連通系數基本能達到0.8左右，具有突出的開采價值，蒸汽驅技術能夠在各開發層系間形成連通效果，保證開采效率。③開發層系間有適中的隔層，能夠避免嚴重的熱量損失。第二，確定井網井距。借助蒸汽驅優化設計策略及數值模擬分析技術等，可準確判斷齊40塊稠油油藏蒸汽驅開發井網井距，經一系列驗證計算確定蓮Ⅰ油層采用100 m井距進行開采、蓮Ⅱ油層和合采區采用70 m井距進行開采。第三，確定注采參數。結合先前成功的蒸汽驅案例和先導試驗得到的數值，確定蒸汽驅技術注氣速率為1.6～1.8 t/(d·ha·m)。因此，在井距為100m的情況下，其最佳注汽速度為每天100～140t，而在井距為70m的情況下，其最佳注汽速度為每天90～130t[3]。

2.2 蒸汽驅鉆采技術研究

第一，鉆完井技術。齊40塊油層不夠密集，因此在進行鉆井施工的時候，對表層套管的深度進行了計算，并選擇了高強度的TP120TH油層套管保證鉆井質量。另外，在利用蒸汽驅技術進行開采時，油層壓力已經不足3MPa，很容易發生稠油油藏污染，因此選用了最佳的鉆井液，并使之侵入深度保持在15mm左右，保證了鉆井的效果。第二，注汽工藝。地面注汽管道利用微孔硅酸鈣進行包裹以保證蒸汽通過后仍能維持高溫狀態，為確保保溫效果，將保溫材料厚度確定為5cm。除了外加保溫材料之外，還采取了利用真空隔熱管和封隔器隔熱的方式，避免蒸汽通過管道后大幅度降溫，該體系一經組裝完成可在未來三年內穩定發揮作用。齊40塊屬于多層稠油油藏，地層結構具有一定的非均質性，因此選擇了分層蒸汽驅技術進行開采，工作人員利用計算機對不同地層的配汽量及孔徑進行了準確計算，確保了各地層蒸汽驅開采效果。第三，舉升工藝。蒸汽驅開采技術有一定的復雜性，不同開采階段的產液溫度截然不同，遼河油田技術人員根據實際情況提出了非金屬、金屬、陶瓷3類蒸汽驅系列舉升技術，能夠保證蒸汽驅開采技術的應用效果，解決了高溫出砂帶來的一系列問題。第四，蒸汽驅高溫不壓井作業。這一技術的合理應用，使井下高溫作業問題得到了解決，其能夠在260℃、21MPa的惡劣條件下穩定運行，適應能力非常強、適用范圍廣泛，可根據實際情況進行手動控制或自動控制，在中深層稠油蒸汽驅開采過程中發揮了重要作用。

2.3 遼河中深層稠油蒸汽驅技術應用結論

齊40塊稠油油藏在蒸汽驅技術下得到了妥善開采，這證明了蒸汽驅技術經過適當改造后，能夠在中深層稠油當中發揮作用。以蒸汽驅開采技術參數界限為基礎，結合中深層稠油實際情況進行的參數優化，具有實際應用價值。隔熱注汽技術和高溫舉升技術具有一定的應用價值。與遼河油田類似的中深層稠油油藏能夠得到大規模的工業化開采[4]。

3 結束語

遼河油田是中國最大的稠油開采基地，地跨遼寧、內蒙古等省份的12個地市，整體面積十分可觀且擁有豐富的稠油儲備，經過多年發展與研究，遼河油田的中深層稠油蒸汽驅技術已經比較完善。在井網井距、注汽速度、開發層系的確定方面有著獨到經驗，同時還在舉升工藝、注汽工藝、鉆完井技術等技術中取得了突出的研究成果，以齊40塊為代表的中深層稠油蒸汽驅開采取得了喜人成就，值得進行研究與總結。