降低不同油藏类型稠油热采热损失的方法

河南油田分公司采油二厂

降低不同油藏类型稠油热采热损失的方法

王中生河南油田分公司采油二厂

河南油田稠油老区（井楼、古城）油藏埋深浅(300m左右)，油层薄（1～4m）、蒸汽吞吐周期较短（约4个月），属于浅薄层油藏。光油管不动管柱转抽工艺、普通油管气体辅助隔热注采一体化技术、隔热管井筒隔热工艺都能够实现重复性不动管柱转抽，减少作业工作量，经现场试验这些工艺都具有一定的适应性。中浅薄层稠油油藏，应用气体辅助隔热工艺，在600m时热损失为16.6 kcal/h，干度41.53%，可以满足开发方案要求。中深井稠油油藏，为了保证井底蒸汽干度，提高热能利用率，保证热采效果，必须采用隔热管隔热工艺。减少并预防砂卡，减少地下存水，减少地层窜流，也是提高热能利用率的有效方法。

稠油油藏；热损失；热能利用率；防砂；波及体积

1 浅薄层稠油油藏

河南油田稠油老区（井楼、古城）油藏埋深浅（300 m左右），油层薄（1～4 m）、蒸汽吞吐周期较短（约4个月），属于浅薄层油藏。从注汽时采用不同管柱的井筒热损失及干度随井深的变化曲线可以看出，在井深300m处压力5.8 MPa下的情况，3种管柱都可以满足开发方案的要求（干度大于40%）。

就现场作业方面来说，由于油层太薄，吞吐周期比较短，每年单井需注汽转抽3个轮次，隔热管隔热工艺热能利用率虽然能提高10个百分点，但注汽转抽需要两趟管柱，增加做业工作量，也增加管的费用，单井两项费用年增加15万元左右，经济上是不合算的。光油管不动管柱转抽工艺、普通油管加封隔器气体辅助隔热工艺都能够实现重复性不动管柱转抽，减少作业工作量，经现场试验这些工艺都具有一定的适应性。

2 中浅薄层稠油油藏

稠油新区新庄油田油藏埋深在600m左右，埋深相对较深，地层胶结疏松，单层厚度薄（大多在5m左右），吞吐周期短（3个月左右）。对于井深600m的热采井，注汽压力为12MPa左右。从3种管柱的井筒热损失变化曲线（10MPa）及井筒干度变化曲线可知，注压10MPa时，再采用光油管不动管柱转抽工艺井底蒸汽干度已不能满足开发要求。隔热管隔热工艺热能利用率虽然能提高12个百分点，仅注汽转抽就需要两趟管柱，增加做业工作量，也增加隔热油管的费用，单井两项费用年增加10万元左右，经济上是不合算的。应用气体辅助隔热工艺，在600m时热损失为16.6 kcal/h，干度41.53%，可以满足开发方案要求。从现场作业方面看，该工艺与光油管不动管柱转抽工艺有同样的优点，都能够实现重复性不动管柱转抽，减少作业工作量，具有一定的适应性。

3 中深井稠油油藏

河南油田下二门浅北区油藏埋深900m，杨楼油田油藏埋深700m，属于中深井油藏。从热损失看，井深800m的热采井注汽压力一般在15MPa左右。从3种管柱在注压15MPa的井筒热损失、干度随井深变化曲线可以看出，注汽时采用气体辅助隔热注采一体化工艺，干度只有8.43%，热损失高达24.335 kcal/h，已不能满足开发要求。而隔热管热损失10.22，干度可以达到47.12%，为了保证井底蒸汽干度，提高热能利用率，保证热采效果，必须采用隔热管隔热工艺。

4 减少并预防砂卡以提高热能利用率

目前在河南油田主要应用以下3种防砂技术：一是不锈钢金属毡滤砂管防砂技术。该技术防砂是将多层烧结支撑的具有滤砂功能金属毡滤砂管和辅助工具直接悬挂在井内出砂层位。该种滤砂管具有较高的渗透性能，允许地层流体通过但可以阻挡地层砂。适用于砂粒度中值大于0.07mm的井。该技术特点是投入低，防砂效果好，但对地层流动性没有改善作用，适应出砂不严重的热采井，不适应于挤压充填防砂的热采井（如离边水近的井，多层薄互层井）；二是高压挤压充填防砂技术。该技术能够解除近井地带的污染堵塞，增加供油面积，降低流动阻力，提高防砂成功率，延长防砂有效期。胜利油田的现场应用表明，高压挤压充填施工后油井产量一般提高2～5 t/d，增幅在30%以上；三是化学防砂技术。该技术目前分高温固砂和低温增效固砂，是河南油田采油二厂应用比较好的技术。针对滤砂管防砂技术和高压挤压充填防砂工艺技术的特点，在某区块中深井进行了4口井的防砂试验。试验后4口井注汽、产油量和油汽比都比防砂前有大幅度的提高，防砂后没有出现砂卡，取得了较好的防砂、注气效果。

5 减少地下存水以提高热能利用率

目前河南油田稠油开采老区的地层压力保持水平一般都在40%以下，地层能量的严重不足是回采水率低、地下存水增加的主要原因之一。经过数年的攻关和探索认为，除加强生产管理外，利用非凝析气体提高回采水率是可行的。该油田研发的稠油热采增效技术采用了尿素和降黏剂为主剂的复合配方，不仅对原油有较高的降黏效果，并且可以在地层中产生大量的非凝析气体。尿素溶液在150℃高温下发生分解反应，释放出二氧化碳和氨气。由其反应方程式可以看出，尿素能化合蒸汽中的冷凝水，有利于保持蒸汽干度。二氧化碳气体溶于原油中，既增加原油在油层中的流动性，又增加了回采时的弹性驱动能量。数模研究表明，在相同的注汽速度下，增效段塞的注入能使注汽期间平均地层压力升高0.5～1.05MPa。氨水能和稠油中的环烷酸、长链脂肪酸发生化学反应，生成具有表面活性的皂类物质，也具有乳化降黏作用。这样既可以降低原油的黏度，提高周期原油产量，也可以增加驱动能量，提高油井的产液能力和回采水率，有利于下周期注汽时，减少蒸汽热损失。该技术在研发阶段现场试验19口井，油汽比平均提高146%，采注比平均提高144%，采收率提高7～13个百分点。现场试验之后，进行了较大规模的推广应用，截至目前累计实施110井次，单就回采水率方面而言，项目累计施工74井次，地层存水减少10 793.7 t。因此，采用该项技术来提高回采水率，减少地下存水，提高热能利用率是可行的。

6 减少地层窜流以提高热能利用率

解决稠油热采中的严重汽窜，增大注入蒸汽的波及体积，是提高蒸汽热利用率的关键环节之一。目前该方面的技术发展比较快，种类比较多，但多以颗粒类堵剂为主，这里介绍一种具有代表性的选择性调剖堵窜技术。选择性调剖堵窜技术中的调剖堵窜剂是以工业废料苛化泥、粉煤灰为主剂，配以多种化学物质制成，由于粉煤灰和苛化泥密度相对较小，易悬浮，能优先进入高渗透层或大孔道，利用堵剂本身的选择性和选择性的施工工艺。对中低渗透层进行保护，使堵剂进入高渗透层或大孔道，形成不熔、不溶的固体物质，堵塞地层孔道，降低高渗透层带的渗透性，起到封死地层汽窜通道、调整高低渗透层带间的吸汽差异、改变注入蒸汽走向、扩大蒸汽波及体积、提高热效率的作用。该技术近年先后在井楼、古城稠油区块进行现场施工26口井（29井次），施工前对应油井137口，其中汽窜井有59口，施工后仅剩汽窜井9口，有效封堵率达84.7%，油汽比由施工前的平均0.176提高到施工后的0.311，增加了43个百分点。如BQ10区G501和G503井组，现场进行调剖堵窜后，注入压力上升3～3.5 MPa，6个主要汽窜方向被有效封堵，开发效果得到了明显改善，累计增油1 984.6 t。从现场应用来看，对汽窜严重井采用封窜技术，提高油汽比，进而提高热能利用率是一项行之有效的措施。

7 结论及建议

（1）光油管重复性不动管柱转抽工艺由于能实现多轮次不动管柱转抽，具有工艺简单、成本低的特点，当井浅时，注汽时热能在井筒中损失的总量相对较小，可用于300m以下的浅薄层油藏的开采；普通油管气体辅助隔热注采一体化技术相对于光油管注汽较大程度地降低了井筒热损失，相对于隔热管隔热工艺，具有成本低、投资小的特点，同时可实现多轮次重复不动管柱注汽转抽，适应中浅薄层稠油（600m以内）蒸汽吞吐开采；隔热管井筒隔热工艺具有隔热效果好，热损失小的特点，对于中深油藏（超过600 m），必须采用此隔热工艺，才能达到降低井筒的热损失，提高热能利用率，保证注汽质量的目的；对于超稠油，因为不仅考虑注汽时的热损失，还要考虑采出时井筒的保温，因此，可以采用隔热光油管加环空注氮气隔热的注采一体化管柱。

（2）采用不锈钢金属毡滤砂管防砂和高压挤压充填防砂工艺技术显著提高了中深井疏松稠油油藏蒸汽热利用率，改善了热采效果；该技术为河南油田动用同类型稠油油藏提供了有力的技术支持，具有较好的推广价值；对于粉细砂岩或泥质含量高的油藏，建议应重点研究化学防砂技术。

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.012