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[摘 要]曙光油田稠油油藏已进入蒸汽吞吐开发中后期。为改善稠油老区开发效果，加强了水平井部署力度，利用井间加密水平井、叠置水平井等方式进行二次开发。随着水平井蒸汽吞吐周期的增加，出现产量递减快、水平段动用不均、井间汽窜干扰等问题，严重制约着水平井生产效果的提高。运用数字化处理、数值模拟、物理模拟等技术，揭示了影响曙光稠油水平井生产效果的根本因素，提出适宜稠油水平井开发的配套技术。
[关键词]稠油油藏；水平井；配套技术；蒸汽吞吐；对策；曙光油田
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0305-01
引言
曙光油田稠油油藏水平井2003年部署实施，平面分布在12个区块，纵向分布在兴隆台、大凌河及杜家台油层。截至2017年12月，共投产水平井208口，日产液为5030t/d，日产油为1079t/d，综合含水为78.5%。年产油为35.4×104t/a，年注汽量为107.8×104t/d，油汽比为0.31。年产油占该油田产量的17.5%。
由于油藏类型多、分布区域广、地质条件复杂，水平井的开发中暴露出各种矛盾。为有效提高水平井开发效果，开展了水平井影响因素研究，并提出相应的对策，改善了水平井的开发效果。
1 影响水平井开发效果因素研究
1.1 水平井排驱面积影响
稠油水平井的技术优势主要体现在流场形式的改变，在水平井渗流场中水平井的渗流域表现为椭圆泄流，Joshi提出排驱面积公式，在均质油藏中，水平井厚度越大，长度越长，排驱面积越大，产能越高。实际油藏的非均质性和井筒管流实际状况，上述关系并非简单正相关性。根据实际生产资料开展初步研究。
（1）油层厚度。研究表明，水平井单层厚度、长度与开发效果不成正相关性。曙光油田稠油油藏单层厚度为12～25m时油井产能较高，目的层厚度越大，生产效果越好，厚度大于25m后，产量增幅不明显。
（2）水平段长度（管流摩阻）。研究表明，水平段为300～400m时油井产能较高，水平段长度超过400m后，产量增加幅度不大。
1.2 储层物性差异影响
（1）渗透率。由于油层非均质性强，造成水平井的水平段动用不均。数模研究结果表明，水平渗透率级差大于6.95，低渗段不吸汽，蒸汽沿高渗带扩展。
（2）孔隙度。数模研究结果表明，随孔隙度的降低，储层的吸汽百分比也随之降低，孔隙度低于9%时区域几乎不吸汽。
1.3 采出程度的影响（压力水平）
研究表明，剩余油富集程度相近，压力系数低区域开发效果差。压力系数低于0.12时，区域水平井产能与直井产能相当。单控剩余储量低，压力系数低的区域开发效果差。
1.4 注汽热损失的影响
研究结果表明，地面管线干度损失0.007%～0.125%/m；井筒总传热系数越高，井筒热损失越大，目前隔热管监测干度损失为0.01%～0.022%/m；顶底盖层吸热量比例达30%～48.6%。
2 水平井研究成果应用
2.1 优化部署水平井
稠油油藏蒸汽吞吐后期存在地层压力低的问题，平均压力系数只有0.21。利用高精度高分辨率层序地层学、测井信息、随机建模技术进行剩余油研究，并优化目的层厚度及水平段长度。对于单层厚度大于25m的厚层块状油藏，部署叠置式水平井，在垂直构造等高线部署，同时采用鱼钩状轨迹设计，增加生产压差，改善因压力水平低造成的开发矛盾。
2.2 动态调整水平段注汽长度
（1）划分水平段注汽单元，实施分段注汽。根据上述研究结果，对于水平段长度大于300m的油井，根据水平渗透率级差、周围直井动用程度及压降漏斗大小将其分为2个或多个注汽单元。共实施水平井分段注汽46井次，平均单井增油243t。
（2）水平井双管注汽技术。双管注汽管柱主要由外、内注汽管组成，油套环空采用氮气隔热，通过合理设计出汽口位置，实现对水平段不同部位的同时注汽，且可以根据吸汽情况对水平段注汽量进行动态调整，改善水平井段吸汽不均状况。实施双管注汽后，平均单井增油546t。
（3）动态设计出汽口位置。由于储层非均质性的存在，水平井有效排驱面积是由一个个糖葫芦状小椭圆组成，动态设计出汽口位置，可以分段改善水平段动用不均。调整出汽口位置差距超过50m的共30井次，通过周期对比，增油3414t，动用程度提高19.8%。
2.3 运用多种方式，治理汽窜干扰
研究表明，热蒸汽在水平段内延高孔隙度、高渗透段、低压力方向窜流。
2.3.1 区域组合注汽，抑制汽窜干扰
在小井组范围内，低压力区采用轮替注汽技术和一注多采技术，利用汽窜增油，高压力区采取生产井在水平井注汽期间关井，同采减少汽窜损失；在大区域内，将油井相对集中的区块划分为17个单元，其余区域划分为10个注汽单元。
2.3.2 优选注汽速度及强度设计，防止汽窜发生
在注汽压力不高于破裂压力的前提下，逐步提高注汽速度；控制注汽强度，在最大加热半径内防止汽窜干扰及出砂，减少热量损失。数模优化结果见表1。
2.3.3 运用氮气+磺酸盐泡沫等调剖技术防窜
氮气+磺酸盐泡沫调剖剂主要原理是利用贾敏效应改变蒸汽流渗流方向，防止汽窜，改善吸汽剖面。近2a共实施调剖措施20余井次，实施井汽窜干扰降低75%。
2.4 补充地层压力
向油井加入不同比例的CO2、氮气、空气催化氧化剂等气体或药剂，利用气体的膨胀性和油溶性等，起到降黏及补充能量、提高驱替能力的作用。近2a水平井共实施CO2吞吐11井次，氮气助排13井次，空气催化氧化2井次，均取得了较好效果。
2.5 水平井配套技术
（1）水平井氮气隔热技术。在注汽过程中，采取氮气隔热技术和措施，在油井套管中起到隔热作用，减少热量损失。合理控制生产压差，防止油层激动出砂。（2）水平井高压砾石填充防砂。针对水平井出砂问题开展高压砾石填充防砂工艺试验。对3口水平井实施高压砾石填充防砂技术，平均检泵周期由30d提高到120d，防砂效果明显。（3）稠油水平井空气催化氧化。水平井因地层压力水平低，产量递减快，通过开展注空气催化氧化试验，地层能量得到有效补充，周期生产效果明显改善。
3 结论
（1）影响水平井开发效果因素包括储层参数、采出状况、地层吸热及储层伤害等因素。
（2）划分水平段注汽单元，动态调整出汽口位置，可以改善水平段动用不均矛盾。
（3）优化注汽强度、注汽速度，采取组合式注汽方式，利用泡沫调剖是治理井间汽窜干扰的有效手段。
（4）高采出程度区域水平井，利用气体复合吞吐补充地层能量，可有效提高驱油效率。
（5）氮气隔热助排、合理的采液强度控制可减少注汽热量损失及储层伤害。
（6）利用水平井砾石防砂技術、空气催化氧化技术等水平井配套技术可以有效改善水平井开发效果。
参考文献
[1]赵春梅.辽河油区热采稠油产量递减规律研究[J].特种油气藏，2004，26（3）：76～79.
[2]李秀娈.蒸汽吞吐水平井的完井评价[G]//李景芹.国际稠油开采技术论文集. 北京：石油工业出版社，2002：323～325.
[3]张弦，等.低渗透轻质油油藏热采室内模拟实验研究[J].特种油气藏，2007，16（2）：83～86.
[4]张锐.稠油热采技术[M].北京：石油工业出版社，1999：244～247.
作者简介
向进（1986-），男，助理工程师，2008年毕业于中国地质大学（北京）资源勘查工程专业，现从事油田开发研究工作。
[关键词]稠油油藏；水平井；配套技术；蒸汽吞吐；对策；曙光油田
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0305-01
引言
曙光油田稠油油藏水平井2003年部署实施，平面分布在12个区块，纵向分布在兴隆台、大凌河及杜家台油层。截至2017年12月，共投产水平井208口，日产液为5030t/d，日产油为1079t/d，综合含水为78.5%。年产油为35.4×104t/a，年注汽量为107.8×104t/d，油汽比为0.31。年产油占该油田产量的17.5%。
由于油藏类型多、分布区域广、地质条件复杂，水平井的开发中暴露出各种矛盾。为有效提高水平井开发效果，开展了水平井影响因素研究，并提出相应的对策，改善了水平井的开发效果。
1 影响水平井开发效果因素研究
1.1 水平井排驱面积影响
稠油水平井的技术优势主要体现在流场形式的改变，在水平井渗流场中水平井的渗流域表现为椭圆泄流，Joshi提出排驱面积公式，在均质油藏中，水平井厚度越大，长度越长，排驱面积越大，产能越高。实际油藏的非均质性和井筒管流实际状况，上述关系并非简单正相关性。根据实际生产资料开展初步研究。
（1）油层厚度。研究表明，水平井单层厚度、长度与开发效果不成正相关性。曙光油田稠油油藏单层厚度为12～25m时油井产能较高，目的层厚度越大，生产效果越好，厚度大于25m后，产量增幅不明显。
（2）水平段长度（管流摩阻）。研究表明，水平段为300～400m时油井产能较高，水平段长度超过400m后，产量增加幅度不大。
1.2 储层物性差异影响
（1）渗透率。由于油层非均质性强，造成水平井的水平段动用不均。数模研究结果表明，水平渗透率级差大于6.95，低渗段不吸汽，蒸汽沿高渗带扩展。
（2）孔隙度。数模研究结果表明，随孔隙度的降低，储层的吸汽百分比也随之降低，孔隙度低于9%时区域几乎不吸汽。
1.3 采出程度的影响（压力水平）
研究表明，剩余油富集程度相近，压力系数低区域开发效果差。压力系数低于0.12时，区域水平井产能与直井产能相当。单控剩余储量低，压力系数低的区域开发效果差。
1.4 注汽热损失的影响
研究结果表明，地面管线干度损失0.007%～0.125%/m；井筒总传热系数越高，井筒热损失越大，目前隔热管监测干度损失为0.01%～0.022%/m；顶底盖层吸热量比例达30%～48.6%。
2 水平井研究成果应用
2.1 优化部署水平井
稠油油藏蒸汽吞吐后期存在地层压力低的问题，平均压力系数只有0.21。利用高精度高分辨率层序地层学、测井信息、随机建模技术进行剩余油研究，并优化目的层厚度及水平段长度。对于单层厚度大于25m的厚层块状油藏，部署叠置式水平井，在垂直构造等高线部署，同时采用鱼钩状轨迹设计，增加生产压差，改善因压力水平低造成的开发矛盾。
2.2 动态调整水平段注汽长度
（1）划分水平段注汽单元，实施分段注汽。根据上述研究结果，对于水平段长度大于300m的油井，根据水平渗透率级差、周围直井动用程度及压降漏斗大小将其分为2个或多个注汽单元。共实施水平井分段注汽46井次，平均单井增油243t。
（2）水平井双管注汽技术。双管注汽管柱主要由外、内注汽管组成，油套环空采用氮气隔热，通过合理设计出汽口位置，实现对水平段不同部位的同时注汽，且可以根据吸汽情况对水平段注汽量进行动态调整，改善水平井段吸汽不均状况。实施双管注汽后，平均单井增油546t。
（3）动态设计出汽口位置。由于储层非均质性的存在，水平井有效排驱面积是由一个个糖葫芦状小椭圆组成，动态设计出汽口位置，可以分段改善水平段动用不均。调整出汽口位置差距超过50m的共30井次，通过周期对比，增油3414t，动用程度提高19.8%。
2.3 运用多种方式，治理汽窜干扰
研究表明，热蒸汽在水平段内延高孔隙度、高渗透段、低压力方向窜流。
2.3.1 区域组合注汽，抑制汽窜干扰
在小井组范围内，低压力区采用轮替注汽技术和一注多采技术，利用汽窜增油，高压力区采取生产井在水平井注汽期间关井，同采减少汽窜损失；在大区域内，将油井相对集中的区块划分为17个单元，其余区域划分为10个注汽单元。
2.3.2 优选注汽速度及强度设计，防止汽窜发生
在注汽压力不高于破裂压力的前提下，逐步提高注汽速度；控制注汽强度，在最大加热半径内防止汽窜干扰及出砂，减少热量损失。数模优化结果见表1。
2.3.3 运用氮气+磺酸盐泡沫等调剖技术防窜
氮气+磺酸盐泡沫调剖剂主要原理是利用贾敏效应改变蒸汽流渗流方向，防止汽窜，改善吸汽剖面。近2a共实施调剖措施20余井次，实施井汽窜干扰降低75%。
2.4 补充地层压力
向油井加入不同比例的CO2、氮气、空气催化氧化剂等气体或药剂，利用气体的膨胀性和油溶性等，起到降黏及补充能量、提高驱替能力的作用。近2a水平井共实施CO2吞吐11井次，氮气助排13井次，空气催化氧化2井次，均取得了较好效果。
2.5 水平井配套技术
（1）水平井氮气隔热技术。在注汽过程中，采取氮气隔热技术和措施，在油井套管中起到隔热作用，减少热量损失。合理控制生产压差，防止油层激动出砂。（2）水平井高压砾石填充防砂。针对水平井出砂问题开展高压砾石填充防砂工艺试验。对3口水平井实施高压砾石填充防砂技术，平均检泵周期由30d提高到120d，防砂效果明显。（3）稠油水平井空气催化氧化。水平井因地层压力水平低，产量递减快，通过开展注空气催化氧化试验，地层能量得到有效补充，周期生产效果明显改善。
3 结论
（1）影响水平井开发效果因素包括储层参数、采出状况、地层吸热及储层伤害等因素。
（2）划分水平段注汽单元，动态调整出汽口位置，可以改善水平段动用不均矛盾。
（3）优化注汽强度、注汽速度，采取组合式注汽方式，利用泡沫调剖是治理井间汽窜干扰的有效手段。
（4）高采出程度区域水平井，利用气体复合吞吐补充地层能量，可有效提高驱油效率。
（5）氮气隔热助排、合理的采液强度控制可减少注汽热量损失及储层伤害。
（6）利用水平井砾石防砂技術、空气催化氧化技术等水平井配套技术可以有效改善水平井开发效果。
参考文献
[1]赵春梅.辽河油区热采稠油产量递减规律研究[J].特种油气藏，2004，26（3）：76～79.
[2]李秀娈.蒸汽吞吐水平井的完井评价[G]//李景芹.国际稠油开采技术论文集. 北京：石油工业出版社，2002：323～325.
[3]张弦，等.低渗透轻质油油藏热采室内模拟实验研究[J].特种油气藏，2007，16（2）：83～86.
[4]张锐.稠油热采技术[M].北京：石油工业出版社，1999：244～247.
作者简介
向进（1986-），男，助理工程师，2008年毕业于中国地质大学（北京）资源勘查工程专业，现从事油田开发研究工作。