SAGD 技术开采稠油及影响因素分析

王延平

摘要：SAGD技术是超稠油油藏吞吐后大幅度提高采收率核心技术，在稠油油田开发中后期发挥了极大的优势，可改善开采难度大的问题，使其产量大幅提高。文章介绍了SAGD技术原理，布井方式，实施过程及SAGD 注采工艺参数的影响因素。

关键词：SAGD;井网;操作参数

稠油具有粘度高、密度大、流动难等特点，稠油油藏开采过程中大多使用热采降粘以增加流动性的方法，但常规热采的缺点是效率低、成本高、消耗大。蒸汽辅助重力泄油技术简称 SAGD，是稠油热采的一项前沿接替性技术，近年来在我国各油田已经逐步开始使用。

1 SAGD技术

1.1 SAGD 技术机理

SAGD 机理是在注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展。蒸汽腔向上及侧面扩展与油层中的原油发生热交换。被加热的原油降低粘度和蒸汽冷凝水在重力作用下向下流动从水平生产井中来出。蒸汽腔持续扩展，占据原油的体积。SAGD 特点当蒸汽腔上升阶段，油产量随时间增加而增加，当蒸汽腔上升到油层顶部时，油产量达到高峰值;蒸汽腔沿油层顶部向外扩展，油产量保持稳定;当蒸汽腔扩展到油藏边界或者井组控制边界时，蒸汽腔沿边界下降，油井产量也随之下降，当原油产量达到经济极限时，开采过程结束。

1.2 SAGD 油井组合方式

目前 SAGD的布井方式主要有两种：双水平井SAGD 技术在加拿大等国稠油开采中已经得到广泛应用，在我国亦逐步开始实施。其原理就是在靠近油藏底部位置钻一对上下平行的水平井， 经油层预热形成热连通后，上部水平井注汽，注入的蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔并不断向上及侧面扩展，与原油发生热交换， 加热的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄流到下部的生产井中产出，其生产特点是利用蒸汽的汽化潜热加热油藏， 以重力作为驱动原油的主要动力。直井与水平井组合方式是水平井作为生产井在其正上方或侧上方钻几口垂直注汽井。

1.3 SAGD实施过程

（1）SAGD预热阶段。首先是上部直井或水平井与下部水平井同时吞吐生产，各自形成独立的蒸汽腔（循环预热阶段）;随着被加热原油和冷凝水的不断采出以及吞吐轮次的增加，蒸汽腔不断扩大，直至相互连通（降压生产阶段），之后进入 SAGD生产阶段。通过顶热方式使注采井间形成热连通。

（2）SAGD 生产阶段。上方的直井或水平井转为注汽井，持续向油藏内注入蒸汽，蒸汽向上，向下及四周流动，最终形成一个连通的、完整的蒸汽腔，蒸汽在蒸汽腔内表面冷凝，通过传导，对流及潜热形式向周围油藏释放热量，加热油藏中的原油，原油和冷凝水在重力作用下被驱向水平生产井。随着受热原油的流走加热前缘向油藏内部推进，这样，既可保持油藏的压力及驱动力， 又可提高蒸汽波及范围。因此，SAGD比蒸汽吞吐的采收率要高。生产过程的后期，蒸汽腔会逐渐到达油层的顶部， 此时热扩散则在上覆岩层下面的四周进行。

（3）SAGD操作阶段。 注汽井连续注汽，生产井连续采油，生产井井底温度低于水的沸点温度 5℃～10℃。一般注采压差 0.2～0.5 MPa。用示踪剂监测吸汽剖面和产液剖面。对注采井进行压力温度监测，以了解蒸汽腔室的形成与扩展。对产出流体进行矿化度监测，监测油藏边水，底水，定水影响。

2 SAGD 注采工艺参数的影响

水平井 SAGD 成功的关键取决于蒸汽腔的形成与良好扩展， 并保证液体最大程度地泄流到生产井筒，该阶段注汽干度、注汽速度、排液速度等参数的选取是 SAGD操作成功与否的关键因素。

2.1注入蒸汽干度影响。

蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数。对于超稠油油藏，高温、高干度是关系到蒸汽干度控制蒸汽腔的形成与扩展，通过水平井或垂直井向油藏注入蒸汽，在油藏中形成蒸汽腔室。随着蒸汽的不断注入，蒸汽腔室逐渐扩大，采出的原油体积与蒸汽腔室的体积密切相关。SAGD阶段，注入蒸汽中只有潜热部分用于原油加热，而凝积水则以几乎相同的温度从生产井中采出，对原油的加热不起任何作用，反而增加饱和水占据地层孔隙体积分量，致使油井含水上升，原油产量降低。因此，SAGD操作阶段必须保证注入较高干度的蒸汽。

2.2采注比的影响。

采注比指采出物（油、气、水）的地下体积与注入剂（水或气）的地下体积之比。它是反映衡量阶段注采状况的一个指标。注汽速度取决于注入井的注入压力、吸汽能力、生产井排液能力和油层中蒸汽腔的大小，在 SAGD 阶段，注入蒸汽中除一小部分用于填充地层， 大部分将以凝积水的形式被采出，为保证蒸汽腔扩展和汽液界面平稳，要有一个适当的采注比。当产量太高时，热液体面向下靠近生产井，因为重力驱的油不能补偿产量，如果这种情况得不到控制，就会发生蒸汽穿透，导致成对井停产，并可能造成完井伤害;当产量太低时，液面上升，來自腔室壁的重力驱油不能停留在腔室的低部腔室的形状受到影响，总的驱油能力降低，产量控制至关重要， 它不仅影响即时产量还影响到成对井的长期驱油潜力。

2.3排液速度的影响。

生产井排液能力对 SAGD影响很大，排液能力太小，就会导致冷凝液体在生产井上方聚集，汽液界面逐渐上升，蒸汽腔压力也随之上升;排液能力太大（大于重力泄油速度），汽液界面随之下降，蒸汽被直接采出，一方面蒸汽进入抽油泵闪蒸后会严重降低泵效， 另一方面大量蒸汽的产出会降低热利用率。合理的排液速度应该与蒸汽腔的泄油速度相匹配，使汽液界面恰好在生产井上方，这时洗油效率和热效率可以达到最高。汽液界面的控制可以通过调节排液量及注汽速度控制水平生产井内流体温度和压力来实现，为防止蒸汽突破到水平生产井，需要保持生产井井底的流体温度低于该压力下的饱和蒸汽温度 20～40℃。

2.4注入压力的影响。

注汽压力维持较高的操作压力可提高注气温度，增大蒸汽携带潜热;但太高压力，会使注入的蒸汽突破到生产井，造成油井生产汽窜，影响产油量。因此控制稳定的注气压力有利于SAGD稳定生产。

3 结束语

SAGD技术是开采稠油的一种有效开发方式，而且具有经济、高效的特点，应该加强室内和矿场先导试验研究，逐步推广工业化开采应用。

参考文献：

[1] 尚策.稠油油田SAGD采油技术的应用[J].化工管理.2021（17）.193-194