应用驱泄复合开发技术提高SAGD开发效果研究

姚 长 江

(1. 中国石油辽河油田公司， 辽宁 盘锦 124010；2. 国家能源稠(重)油开采研发中心， 辽宁 盘锦 124010)



应用驱泄复合开发技术提高SAGD开发效果研究

姚 长 江1,2

(1. 中国石油辽河油田公司， 辽宁 盘锦 124010；2. 国家能源稠(重)油开采研发中心， 辽宁 盘锦 124010)

摘要：SAGD开发成功的关键是蒸汽腔的有效形成和均匀扩展，但在开发过程中受夹层发育的影响，杜84块兴VI组部分SAGD井组存在产量低、油汽比低、油层动用程度低的问题。针对该问题，对驱泄复合开发技术进行了深入研究，进一步认识了开采机理，建立了部署界限。在兴VI组SAGD区域实施后，有效提高了油层动用程度及油汽比，为SAGD扩大实施规模提供了技术保障。

关键词：驱泄复合； 开采机理； 蒸汽腔； 部署界限

1SAGD开发基本概况

20世纪70年代，Butler根据注水采盐原理首先提出了蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)。其机理是以蒸汽为热源，由上部注汽井向油层中注入蒸汽，注入的蒸汽不断向上方及侧上方扩展，以热交换和热对流的方式加热周围油层，加热后的原油依靠重力作用流到下部生产井并被采出。目前，SAGD技术已成为超稠油油藏蒸汽吞吐后期提高采收率的主要技术，已在曙一区杜84块规模应用[1]。

曙一区杜84块构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡中段，主要开发目的层为馆陶组、兴I组和兴VI组，油藏埋深530～810 m，有效厚度14.2～78.6 m。其地质特点为[2]：(1)油层厚度大，为25～75 m；(2)发育不连续隔层；(3)储层高孔高渗，孔隙度为27%，渗透率为1 060×10-3μm2；(4)原油黏度大，平均为16.81×104mPa·s，为超稠油油藏。

目前，在杜84块兴VI组共实施SAGD井组19个，实施储量达535万t，日产油量由实施前的400 t上升到目前的652 t，取得了较好的开发效果。

2存在问题及原因分析

杜84块兴VI组SAGD开发过程中存在“三低”现象(部分SAGD井组日产油量低、油汽比低、动用程度低)。依据井组日产油量将已转的19个SAGD井组分为3类：一类井组平均日产油51 t，油汽比为0.22(6个)；二类井组平均日产油27 t，油汽比为0.18(5个)；三类井组平均日产油15 t、油汽比为0.15(8个)，占总数的42.1%。

SAGD产量公式[3]为：

(1)

式中：q—— SAGD产量，t；

N—— 泄油通道数；

Li—— 水平井段长度，m；

k—— 油层中油相有效渗透率，10-3μm2；

g—— 重力加速度，ms2；

α—— 油层热扩散系数，m2d；

φ—— 油层孔隙度，小数；

m—— 原油黏度系数；

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vs—— 原油运动黏度，m2d；

t—— 时间，d；

h—— 油层连续厚度，m；

ΔSo—— 蒸汽温度下可动油饱和度。

由式(1)知影响SAGD稳定泄油阶段产量的主控因素有：油层连续厚度、含油饱和度、泄油通道以及蒸汽腔高度。

为了明确SAGD井组开发效果存在差异的原因，从油藏条件入手，对隔层进行了精细描述(图1)。

从监测资料分析，隔层的存在，影响了蒸汽腔的扩展(图2)，导致产量存在差异[4]。

图1　杜84块兴VI组SAGD区域隔层分布图

图2　观察井测温曲线

当油藏内部无隔层发育时，蒸汽扩展顺利，曲线上高温段连续、厚度大，曲线呈箱型；当油藏内部隔层发育且较短时，蒸汽能够绕过隔层向上继续扩展，曲线呈M型；当油藏内部隔层发育且较长时，蒸汽无法超覆至隔层上部，仅在隔层下部横向扩展，隔层上部油层难以有效动用，曲线呈指型。

3驱泄复合开发技术研究

针对隔层问题，在杜84块兴VI组先导试验区平43井组进行了驱泄复合开发试验。试验结果表明，驱泄复合开发不仅提高了井组日产油量和油汽比，还提高了油层纵向动用程度，开发效果显著。本着研究 — 试验 — 再研究 — 再推广的思路，综合应用数值模拟技术、动态分析、三场分析、分类对比等油水井分析方法[5-7]，重点开展了驱泄复合开发技术再研究，实现了开采机理的再认识，建立了驱泄复合部署界限，为SAGD扩大实施规模提供了技术保障。

(1)深化机理认识，剖析驱泄复合开采过程。

从模拟结果分析，隔层所处的位置不同其开采机理截然不同，见图3。当隔层延伸长度为12注采井距时，隔层没有起到遮挡作用，被加热的原油和冷凝液绕过隔层依靠重力泄到水平生产井；当隔层延伸长度为34注采井距时，隔层没有完全起到遮挡作用，上部原油加热后，一部分被驱到了垂直生产井，另一部分绕过隔层依靠重力作用泄到了水平生产井；当隔层延伸长度为1倍注采井距时，隔层起到了遮挡作用，隔层上部被加热的原油，全部被驱到了垂直生产井，隔层下部被加热的原油仍然依靠重力作用泄到了水平生产井。

(2)应用数值模拟方法，建立驱泄复合开发部署界限。

应用CMG数值模拟软件，对隔层长度、宽度、厚度的界限进行了研究。从模拟结果看，当隔层长度大于3倍注采井距，宽度超过35 m时，SAGD井组采出程度和油汽比降幅最大；当隔层厚度为0.5 m时，蒸汽无法突破隔层，完全被遮挡仅在隔层下部横向扩展。在此基础上，依据隔层发育状况建立了驱泄复合开发部署原则，选择在油层连续厚度大于12 m、驱泄复合厚度大于 22 m、隔层延伸长度大于3倍井距、夹层宽度大于 35 m、夹层厚度大于 0.5 m的区域进行驱泄复合部署。

图3　不同隔层延伸长度驱泄复合开采机理温度场图

(3)采用井组分类评价方法，进行驱泄复合扩大部署。

首先选取隔层个数、连续油层厚度等5个关键参数，建立井组分类标准，见表1。

表1　井组分类标准参数表

然后依据井组分类结果，进行个性化设计。对于I类井组，由于无隔层发育或隔层发育不连续，其对SAGD影响较小，因此注采井别不变，保持SAGD原注采设计；对于ⅡⅢ类井组，由于隔层发育连续，需增加注汽、采油井点，主要做法是将连续隔层上部油层射开。

在此基础上按照分类统筹、上下兼顾的思路，整体部署24个驱泄复合井组，注汽井69口，生产井 49口。

4应用效果及前景分析

杜84块兴Ⅵ组新转的14个井组均实施了驱泄复合开发，23口直井生产，单井组日产液181.0 t，日产油30.6 t，油汽比达到0.3，同期生产效果好于先导试验区，大幅度提高了日产油量和油汽比。

驱泄复合开发技术是解决辽河油田深层油藏吞吐后提高采收率的有效接替技术，经初步筛选，适合驱泄复合开发的稠油油藏有5个，地质储量8 319万t，可实施储量4 186万t，预计提高采收率15%，增加可采储量628万t。

5结语

驱泄复合开发技术适合隔层发育区的开发，可大幅度提高油藏采收率；驱泄复合驱开发技术的形成，为辽河油田II类油藏大幅度提高采收率提供了技术支撑。

参考文献

[1] 张方礼,张丽萍,鲍君刚,等.蒸汽辅助重力泄油技术在超稠油开发中的应用[J].特种油气藏,2007,14(2):70-72.

[2] 刘尚奇,包连纯,马德胜.辽河油田超稠油油藏开采方式研究[J].石油勘探与开发，1999，26(4)：80-81.

[3] DONNELLY K J．Hilda Lake a Gravity Drainage Success[G]．SPE54039,1999.

[4] 嫣旭.SAGD开发影响因素研究[J].甘肃科技,2011,27(4):49-50.

[5] 刘福余.曙一区超稠油开采特征与开发对策[J].特种油气藏,2002,9(6):1-5.

[6] 窦宏恩.稠油热采应用SAGD技术的探讨[J].石油技术论坛,2003(4):50-53.

[7] 刘文章.热采稠油油藏开发模式[M].北京:石油工业出版社,1998:220-240.

Application of Steam Flooding and Gravity Drainage in SAGD to Enhance Development Efficiency

YAOChangjiang1,2

(1.Liaohe Oilfield Company, PetroChina, Panjin Liaoning 124010, China;2. National Energy Dense (Heavy) Oil Exploitation Research and Development Center,Panjin Liaoning 124010, China)

Abstract:The key of successful SAGD is effective shaping and extending of steam chamber, while due to the inter-bed, a part of SAGD well pattern in block Du84 Xing IV group has low production rate, low OSR and using degree. To solve this problem, this paper carried further study on steam flooding and gravity drainage to release its mechanism and built allocation threshold. OSR and using degree of SAGD in Xing IV group have been improved effectively after application of steam flooding and gravity drainage. All the above can provide a powerful technology reference for enlarging scale of SAGD.

Key words:steam flooding and gravity drainage; recovery mechanism; steam chamber; allocation threshold

收稿日期：2015-08-06

基金项目：中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“辽河油田原油千万吨持续稳产关键技术研究”(2012E-30)

作者简介：姚长江(1982 — )，男，硕士，工程师，研究方向为油气田开发工程。

中图分类号：TE357

文献标识码：A

文章编号：1673-1980(2016)03-0037-03