SAGD 技術開采稠油及影響因素分析

王延平

摘要：SAGD技術是超稠油油藏吞吐后大幅度提高采收率核心技術，在稠油油田開發中后期發揮了極大的優勢，可改善開采難度大的問題，使其產量大幅提高。文章介紹了SAGD技術原理，布井方式，實施過程及SAGD 注采工藝參數的影響因素。

關鍵詞：SAGD;井網;操作參數

稠油具有粘度高、密度大、流動難等特點，稠油油藏開采過程中大多使用熱采降粘以增加流動性的方法，但常規熱采的缺點是效率低、成本高、消耗大。蒸汽輔助重力泄油技術簡稱 SAGD，是稠油熱采的一項前沿接替性技術，近年來在我國各油田已經逐步開始使用。

1 SAGD技術

1.1 SAGD 技術機理

SAGD 機理是在注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆在地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及側面擴展。蒸汽腔向上及側面擴展與油層中的原油發生熱交換。被加熱的原油降低粘度和蒸汽冷凝水在重力作用下向下流動從水平生產井中來出。蒸汽腔持續擴展，占據原油的體積。SAGD 特點當蒸汽腔上升階段，油產量隨時間增加而增加，當蒸汽腔上升到油層頂部時，油產量達到高峰值;蒸汽腔沿油層頂部向外擴展，油產量保持穩定;當蒸汽腔擴展到油藏邊界或者井組控制邊界時，蒸汽腔沿邊界下降，油井產量也隨之下降，當原油產量達到經濟極限時，開采過程結束。

1.2 SAGD 油井組合方式

目前 SAGD的布井方式主要有兩種：雙水平井SAGD 技術在加拿大等國稠油開采中已經得到廣泛應用，在我國亦逐步開始實施。其原理就是在靠近油藏底部位置鉆一對上下平行的水平井， 經油層預熱形成熱連通后，上部水平井注汽，注入的蒸汽向上超覆在地層中形成蒸汽腔并不斷向上及側面擴展，與原油發生熱交換， 加熱的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄流到下部的生產井中產出，其生產特點是利用蒸汽的汽化潛熱加熱油藏， 以重力作為驅動原油的主要動力。直井與水平井組合方式是水平井作為生產井在其正上方或側上方鉆幾口垂直注汽井。

1.3 SAGD實施過程

（1）SAGD預熱階段。首先是上部直井或水平井與下部水平井同時吞吐生產，各自形成獨立的蒸汽腔（循環預熱階段）;隨著被加熱原油和冷凝水的不斷采出以及吞吐輪次的增加，蒸汽腔不斷擴大，直至相互連通（降壓生產階段），之后進入 SAGD生產階段。通過頂熱方式使注采井間形成熱連通。

（2）SAGD 生產階段。上方的直井或水平井轉為注汽井，持續向油藏內注入蒸汽，蒸汽向上，向下及四周流動，最終形成一個連通的、完整的蒸汽腔，蒸汽在蒸汽腔內表面冷凝，通過傳導，對流及潛熱形式向周圍油藏釋放熱量，加熱油藏中的原油，原油和冷凝水在重力作用下被驅向水平生產井。隨著受熱原油的流走加熱前緣向油藏內部推進，這樣，既可保持油藏的壓力及驅動力， 又可提高蒸汽波及范圍。因此，SAGD比蒸汽吞吐的采收率要高。生產過程的后期，蒸汽腔會逐漸到達油層的頂部， 此時熱擴散則在上覆巖層下面的四周進行。

（3）SAGD操作階段。 注汽井連續注汽，生產井連續采油，生產井井底溫度低于水的沸點溫度 5℃～10℃。一般注采壓差 0.2～0.5 MPa。用示蹤劑監測吸汽剖面和產液剖面。對注采井進行壓力溫度監測，以了解蒸汽腔室的形成與擴展。對產出流體進行礦化度監測，監測油藏邊水，底水，定水影響。

2 SAGD 注采工藝參數的影響

水平井 SAGD 成功的關鍵取決于蒸汽腔的形成與良好擴展， 并保證液體最大程度地泄流到生產井筒，該階段注汽干度、注汽速度、排液速度等參數的選取是 SAGD操作成功與否的關鍵因素。

2.1注入蒸汽干度影響。

蒸汽的干度是指單位體積飽和蒸汽中干蒸汽所占的百分數。對于超稠油油藏，高溫、高干度是關系到蒸汽干度控制蒸汽腔的形成與擴展，通過水平井或垂直井向油藏注入蒸汽，在油藏中形成蒸汽腔室。隨著蒸汽的不斷注入，蒸汽腔室逐漸擴大，采出的原油體積與蒸汽腔室的體積密切相關。SAGD階段，注入蒸汽中只有潛熱部分用于原油加熱，而凝積水則以幾乎相同的溫度從生產井中采出，對原油的加熱不起任何作用，反而增加飽和水占據地層孔隙體積分量，致使油井含水上升，原油產量降低。因此，SAGD操作階段必須保證注入較高干度的蒸汽。

2.2采注比的影響。

采注比指采出物（油、氣、水）的地下體積與注入劑（水或氣）的地下體積之比。它是反映衡量階段注采狀況的一個指標。注汽速度取決于注入井的注入壓力、吸汽能力、生產井排液能力和油層中蒸汽腔的大小，在 SAGD 階段，注入蒸汽中除一小部分用于填充地層， 大部分將以凝積水的形式被采出，為保證蒸汽腔擴展和汽液界面平穩，要有一個適當的采注比。當產量太高時，熱液體面向下靠近生產井，因為重力驅的油不能補償產量，如果這種情況得不到控制，就會發生蒸汽穿透，導致成對井停產，并可能造成完井傷害;當產量太低時，液面上升，來自腔室壁的重力驅油不能停留在腔室的低部腔室的形狀受到影響，總的驅油能力降低，產量控制至關重要， 它不僅影響即時產量還影響到成對井的長期驅油潛力。

2.3排液速度的影響。

生產井排液能力對 SAGD影響很大，排液能力太小，就會導致冷凝液體在生產井上方聚集，汽液界面逐漸上升，蒸汽腔壓力也隨之上升;排液能力太大（大于重力泄油速度），汽液界面隨之下降，蒸汽被直接采出，一方面蒸汽進入抽油泵閃蒸后會嚴重降低泵效， 另一方面大量蒸汽的產出會降低熱利用率。合理的排液速度應該與蒸汽腔的泄油速度相匹配，使汽液界面恰好在生產井上方，這時洗油效率和熱效率可以達到最高。汽液界面的控制可以通過調節排液量及注汽速度控制水平生產井內流體溫度和壓力來實現，為防止蒸汽突破到水平生產井，需要保持生產井井底的流體溫度低于該壓力下的飽和蒸汽溫度 20～40℃。

2.4注入壓力的影響。

注汽壓力維持較高的操作壓力可提高注氣溫度，增大蒸汽攜帶潛熱;但太高壓力，會使注入的蒸汽突破到生產井，造成油井生產汽竄，影響產油量。因此控制穩定的注氣壓力有利于SAGD穩定生產。

3 結束語

SAGD技術是開采稠油的一種有效開發方式，而且具有經濟、高效的特點，應該加強室內和礦場先導試驗研究，逐步推廣工業化開采應用。

參考文獻：

[1] 尚策.稠油油田SAGD采油技術的應用[J].化工管理.2021（17）.193-194