杜210块注空气辅助蒸汽吞吐开采技术研究与应用

李峻宇

摘要：针对杜210区块高周期、高采出程度、地层压力低等情况，进一步完善并应用了注空气辅助蒸汽吞吐开采整体技术。该技术在杜210块实施后，油井周期吞吐效果得到改善，增油效果显著，为普通稠油区块中后期开发提供借鉴意义，应用前景广阔。

关键词：注空气；杜212块；辅助蒸汽吞吐；开采

前言

曙光油田以稠油开发为主，目前已经进入稠油开发中后期，“两高三低”矛盾日益突出，急需高效的辅助措施，提高油井产能。注空气辅助蒸汽吞吐开采技术2008年在曙光油田进行前期试验，试验结果表明：该项技术具有成本低、施工工艺简单的优势，能够有效补充地层能量，改善油井周期吞吐效果。尤其对于气窜不严重的低压油藏效果更加显著。

1 杜210块区块

1.1区块概况

杜210块位于曙一区西南部，是曙光油田普通稠油主力区块之一。该区块经历了基础井网实施阶段，井网加密调整阶段：产量递减阶段：2000-2012年，阶段末采油速度只有0.36%，采出程度25.94%。

1.2 区块矛盾分析

1.2.1 高周期、高采出程度、地层压力低

（1）高周期

目前区块平均吞吐周期为12.5，其中61%的油井在12周期以上，9%的油井周期在9-11周期，13%的油井在6-8周期，17%的油井在5周期以内。

（2）高采出程度

杜210块地质储量1338万吨，可采储量376万吨，目前累积采油347万吨，采出程度达到25.94%，可采储量采出程度已经达到92.43%。

（3）地层压力低

目前地层压力只有1.17Mpa，压力系数0.12，只有原始压力的11.5%。

1.2.2 低油汽比、低产能井逐年增多

杜210块目前油汽比大于0.4的油井只有9%，0.2-0.4之间的油井有17%，小于0.2的油井达到了74%。而平均日产能大于2吨的油井有16%，1-2吨的有20%，低于1吨的达到了64%。

1.2.3井况逐年变差

杜210块井下技术状况有问题总井数为123口，占总井数的52.3%。

2 注空气辅助蒸汽吞吐开采技术研究

对其增产机理进行研究，同时进行安全防控技术研究，保障现场施工安全，最后对其配套技术进行攻关，完善整体技术。

2.1 增产机理研究

在现场试验的同时，通过物模实验及理论计算，系统研究了空气助排采油技术增产机理。明确其具有增压助排、提高热效率及重力分异三项增产机理。

2.1.1 增压助排作用

注入空气具有明显的增压作用，对于5MPa的高压油藏，蒸汽和气体可使油藏压力提高5%左右；对于1MPa的低压油藏，蒸汽和气体可使油藏压力提高50%～100%；气体的增压作用与蒸汽相当；油藏开发后期采用注空气方法增压助排作用明显。

2.1.2 提高热效率作用

与注蒸汽相比，注入空气可明显增大加热腔体积和油藏压力，原因在于气体能够降低蒸汽分压及气体本身的热载体作用。采蒸汽+空气加热腔平均温度要低于蒸汽加热腔，分别为152℃和176.7℃。另外，注蒸汽+空气形成高压区体积要明显大于注蒸汽，是其3倍以上，增压效果明显。

2.2 安全防控技术研究

2.2.1 理论计算

对目前国内外氧含量爆炸极限计算方法进行统计，优选三种适合曙光油田的计算方法进行理论计算。分别是按照完全燃烧时的化学理论浓度进行计算、根據碳原子数进行计算、根据经验公式进行计算，分别计算注空气、注蒸汽-焖井阶段、开采阶段，各阶段不能发生爆炸。

2.2.2 尾气燃爆实验

进行了工况条件下氧含量爆炸极限实验，取不同区块的尾气进行燃爆试验，，结果表明：氧含量爆炸极限为12.35%。确定氧含量爆炸极限为12.35%，考虑稠油区块气窜因素，便于生产组织，确定氧含量预警值为5%。

2.3 配套技术研究

在现场试验过程中，通过与高校合作或自主研发了一系列配套技术，逐步完善了注空气辅助蒸汽吞吐开采技术。

2.3.1 研制了新型催化剂配方

开展了催化剂作用机理研究，并研制成功了新型催化剂配方。优选出催化剂的用量。

2.3.2 研制了氧含量在线监测装置

注空气强化采油技术措施实施过程中，周围油井套管气中的氧气监测是重要的安全控制点。随着措施井次的增加，监测工作量在不断加大，人力监测存在失误和监测盲点，有可能导致爆炸、中毒等事故的发生。针对以上问题，研制开发了油井套管气时时监测技术。该技术具有连续、时时监测，超标预警、通知，远程数据查询等功能。通过安全控制技术的提升消除安全隐患，并指导采油站合理利用自产气，降低天然气浪费和污染环境。

2.3.3 研制了空气剖面测试装置

通过注空气剖面和措施前、后蒸汽剖面对比，可清晰判断空气和蒸汽注入目的层，是深入研究空气增产机理、实施方案确定重要的数值依据。研制了消泡式旋翼流量压差剖面测试仪，并设计了地面校验台，进行校验，测试误差小于5%。目前现场应用状况良好。

3 现场应用及效果分析

3.1现场应用

截止目前，累计实施43井次，累注空气470×104Nm3，其中可对比38井次，同期对比净增油11591.4吨，平均单井増油305吨，増油幅度达83.7%。

3.2 典型井例

曙1-25-369井1997年投产，随着开发时间的增长，周期产油量及油汽比均大幅度下降，18周期累产油只有308吨，平均日产只有0.88吨，油汽比只有0.154，19周期实施空气助排采油技术。周期对比増油1328吨，油汽比提高0.664，平均日产提高1.64吨，注汽压力提高1.53MPa，措施效果显著。

3.3效果分析

（1）调整吸汽剖面

空气进入并暂堵低压层，提高了该区域注汽启动压力，迫使蒸汽进入中低渗透层，注蒸汽压力有所升高，对比措施前后提高0.7MPa，层间动用有所改善。

通过曙1-026-0368井措施前后吸汽剖面对比可以看出，原本不吸汽的31号层开始吸汽，而原来吸汽较强的30、36、40号层得到抑制，其他吸汽较差的层吸汽量均有所增加，调整吸汽剖面作用明显。

（2）油汽比大幅度提高

可对比的38井次，阶段油汽比由措施前的0.168提高到措施后的0.300，提高0.132，油井周期吞吐效果得到明显改善。

（3）恢复长停井

恢复长停井8口，周期对比増油4304.3吨，平均单井増油538吨，长停井恢复效果好。

4 结论及建议

（1）注空气辅助蒸汽吞吐开采技术在杜210块实施后，同期对比净增油11591.4吨，油井周期吞吐效果得到改善。

（2）研制了新型催化剂配方、空气剖面测试装置等配套技术，进一步完善了注空气辅助蒸汽吞吐开采技术。

（3）注空气辅助蒸汽吞吐开采技术成本低、施工工艺简单，经济效益可观，应用前景广阔。

参考文献

[1]齐海鹰 .注空气辅助蒸汽吞吐工艺技术浅析[J].石化技术易，2015，（8）.

[2]郎宝山.稠油注空气辅助蒸汽吞吐机理认识与实践[J].当代化工，2014，（10）.

（作者单位：中油辽河油田分公司曙光采油厂工艺研究所）