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摘要:稠油油藏蒸汽驱阶段随着注汽量的增加和注汽速度的提高,汽窜现象的出现是制约采出程度提高的主要矛盾,一旦发生汽窜,就会出现油藏加热不均匀,从而导致蒸汽波及体积小热效率低,经济效益差等问题。本文对汽窜发生原因进行了分析,分析表明,蒸汽驱汽窜的发生与油藏条件、原油和蒸汽本身的物性以及蒸汽吞吐轮次、蒸汽驱井网的完善程度、井距选择、射孔位置和孔密的确定均有着密切的关系,沉积主河道效应以及储层纵向上渗透率级差大更是加剧了汽窜的发生。
关键词:稠油油藏;蒸汽驱;汽窜
稠油在世界油气资源中占有较大的比例,目前注蒸汽开采是公认的开采重质原油最有效的方法。但在蒸汽驱过程中,蒸汽、油和水三相渗流时,由于蒸汽与油和水密度的悬殊差异,蒸汽的重力分离造成注入蒸汽在油藏中的“超覆”流动。即蒸汽进入油层上部流动,不能在整个油层厚度上均匀推进,此种现象随油层厚度的增加而加剧, 导致注入蒸汽大量损失和体积波及系数的降低,大大影响蒸汽驱的采收率。为了从根本上防治汽窜的发生,必须从油藏工程角度对汽窜发生的原因进行分析,进而正确认识汽窜现象,能够对不同稠油油藏做出有针对性的防治措施,最终提高稠油开采效益。
1汽窜发生的特征
汽窜发生时,油层加热严重不均,蒸汽波及体积小,热效率低,油汽比小,采收率低,经济效益差。对于注汽井而言,造成注入蒸汽窜入邻井,周围油层没有得到动用,下泵后即供液差,而汽窜井由于蒸汽的窜入含水急剧上升,严重时导致油井井喷。
随着蒸汽驱时间的延长,汽窜发生的特征主要表现为以下几方面:
(1)汽窜无明显的方向性。
(2)井间压力差较大区域汽窜较为严重。
(3)相邻油井发生汽窜后,注汽井注汽压力一般下降1~3MPa。
(4)油井发生汽窜后,受窜井液量上升,含水上升,油量下降,井口温度上升,一般表现为明显的喷势。
(5)注汽井不但注汽时易造成邻井汽窜,在焖井、放喷乃至下泵后也可造成邻井汽窜。
2汽窜发生的原因
(1)沉积主河道效应导致蒸汽前缘单向突进
(2)纵向渗透率级差大使蒸汽在高渗层突破
储层渗透率级差较大,加之蒸汽和水及原油又存在很大的密度差,在储层纵向非均质性和蒸汽超覆作用的共同作用下导致注入的蒸汽在纵向上受效程度严重不均。
(3)原油粘度大引发蒸汽和热水指进
(4)多轮次蒸汽吞吐已形成部分窜流通道
吞吐轮次过高使地下亏空严重,地下亏空严重井与注汽井的生产压差大,导致蒸汽在该方向上推进速度快,蒸汽前缘发育不均衡。另外,吞吐的地层伤害造成孔道渗透性差异大,导致大孔道中窜流现象的发生。
(5)注入蒸汽的超覆现象引发汽窜
(6)注采参数不合理使蒸汽前缘发育不均衡
蒸汽驱进入驱替阶段时,注采井间已经基本形成了热连通,生产井的含水率逐渐上升。出于热利用的考虑,蒸汽注汽速度过慢,热量在加热上下夹层时大量耗费,蒸汽就会变成热水,无法实现加热原油和降粘的效果。但是,出于抑制汽窜的考虑,注汽速度过快会使大量蒸汽迅速沿着大孔道流入到生产井底,蒸汽的热量不能充分地传递给中低渗油层,因此注汽速度存在最优值,如果选取不合理将会导致汽窜的过早发生。
3汽窜控制原则
(1)部署井网时考虑高倾角地层蒸汽超覆现象所导致的井组高、低部位蒸汽波及效率差异大,井组高、低部位注采井距要相应做到大、小不一,并根据地质条件进行优化。射孔也要充分考虑蒸汽超覆的影响,射孔位置和孔密的优选将利于降低渗透率级差,保证纵向上的均匀受效。
(2)优先考虑注采参数是否合理,要保证注入蒸汽的热能在注汽井和汽窜井间的油层中更为有效地传递,从而达到提高蒸汽热利用率的目的。
(3)如注采参数优化后汽窜还不能得到有效控制,就要对注汽井采取防窜措施,如在井况好且汽窜层位确定的情况下,可采取分层注汽措施,汽窜层位不确定同时又受井况制约的情况下,可采取调剖注汽措施,抓好注汽井的蒸汽注入,有效抑制汽窜的发生[14]。
(4)积极探讨间歇注汽、氮气辅助蒸汽驱、水平井与直井交错井网、水汽交替注入、热水驱等开发方式的适用性,抓好蒸汽驱开发后期替代开发方式的实施时机,从控制汽窜入手,提高蒸汽驱的开发效果。
(5) 以上防窜措施实施不见效或汽窜现象已发生的情况下,要积极控制汽窜井的产出,及时封堵汽窜层,严重时关闭汽窜井,从而达到抑制汽窜的目的。
4结论
(1)沉积主河道效应是,汽窜的主要原因,吞吐轮次高导致的地层压力分布不均衡、纵向上渗透率级差大以及蒸汽前缘的粘性指进加剧了汽窜的发生。
(2)开发过程中注汽速度大、井组内各方向的采注比分布不均衡人为引发了汽窜的发生,通过优化注汽速度、注汽干度和采注比可以促进蒸汽前缘的均衡发育。
(3)治理汽窜井组时,要将调整注汽井注汽量和采油井封窜相结合,在注采井间形成合理的压差,保证各向驱替动力的均衡性。
参考文献
[1] 鄢旭. 曙一区杜84兴隆台油层汽窜研究及实施效果[J]. 西部探矿工程,2005(S1)
[2] 吴润桐,穆伦,丁一铭,王亮. 注蒸汽稠油油藏汽窜防治技术[J]. 内蒙古石油化工,2012(04)
[3] 蒲均. 锦 91块汽窜特征及其防治措施研究[D]. 大庆石油大学,2006
作者简介:李莹莹,1992年8月出生,现在中国石油大学(北京)石油工程学院读硕士。联
关键词:稠油油藏;蒸汽驱;汽窜
稠油在世界油气资源中占有较大的比例,目前注蒸汽开采是公认的开采重质原油最有效的方法。但在蒸汽驱过程中,蒸汽、油和水三相渗流时,由于蒸汽与油和水密度的悬殊差异,蒸汽的重力分离造成注入蒸汽在油藏中的“超覆”流动。即蒸汽进入油层上部流动,不能在整个油层厚度上均匀推进,此种现象随油层厚度的增加而加剧, 导致注入蒸汽大量损失和体积波及系数的降低,大大影响蒸汽驱的采收率。为了从根本上防治汽窜的发生,必须从油藏工程角度对汽窜发生的原因进行分析,进而正确认识汽窜现象,能够对不同稠油油藏做出有针对性的防治措施,最终提高稠油开采效益。
1汽窜发生的特征
汽窜发生时,油层加热严重不均,蒸汽波及体积小,热效率低,油汽比小,采收率低,经济效益差。对于注汽井而言,造成注入蒸汽窜入邻井,周围油层没有得到动用,下泵后即供液差,而汽窜井由于蒸汽的窜入含水急剧上升,严重时导致油井井喷。
随着蒸汽驱时间的延长,汽窜发生的特征主要表现为以下几方面:
(1)汽窜无明显的方向性。
(2)井间压力差较大区域汽窜较为严重。
(3)相邻油井发生汽窜后,注汽井注汽压力一般下降1~3MPa。
(4)油井发生汽窜后,受窜井液量上升,含水上升,油量下降,井口温度上升,一般表现为明显的喷势。
(5)注汽井不但注汽时易造成邻井汽窜,在焖井、放喷乃至下泵后也可造成邻井汽窜。
2汽窜发生的原因
(1)沉积主河道效应导致蒸汽前缘单向突进
(2)纵向渗透率级差大使蒸汽在高渗层突破
储层渗透率级差较大,加之蒸汽和水及原油又存在很大的密度差,在储层纵向非均质性和蒸汽超覆作用的共同作用下导致注入的蒸汽在纵向上受效程度严重不均。
(3)原油粘度大引发蒸汽和热水指进
(4)多轮次蒸汽吞吐已形成部分窜流通道
吞吐轮次过高使地下亏空严重,地下亏空严重井与注汽井的生产压差大,导致蒸汽在该方向上推进速度快,蒸汽前缘发育不均衡。另外,吞吐的地层伤害造成孔道渗透性差异大,导致大孔道中窜流现象的发生。
(5)注入蒸汽的超覆现象引发汽窜
(6)注采参数不合理使蒸汽前缘发育不均衡
蒸汽驱进入驱替阶段时,注采井间已经基本形成了热连通,生产井的含水率逐渐上升。出于热利用的考虑,蒸汽注汽速度过慢,热量在加热上下夹层时大量耗费,蒸汽就会变成热水,无法实现加热原油和降粘的效果。但是,出于抑制汽窜的考虑,注汽速度过快会使大量蒸汽迅速沿着大孔道流入到生产井底,蒸汽的热量不能充分地传递给中低渗油层,因此注汽速度存在最优值,如果选取不合理将会导致汽窜的过早发生。
3汽窜控制原则
(1)部署井网时考虑高倾角地层蒸汽超覆现象所导致的井组高、低部位蒸汽波及效率差异大,井组高、低部位注采井距要相应做到大、小不一,并根据地质条件进行优化。射孔也要充分考虑蒸汽超覆的影响,射孔位置和孔密的优选将利于降低渗透率级差,保证纵向上的均匀受效。
(2)优先考虑注采参数是否合理,要保证注入蒸汽的热能在注汽井和汽窜井间的油层中更为有效地传递,从而达到提高蒸汽热利用率的目的。
(3)如注采参数优化后汽窜还不能得到有效控制,就要对注汽井采取防窜措施,如在井况好且汽窜层位确定的情况下,可采取分层注汽措施,汽窜层位不确定同时又受井况制约的情况下,可采取调剖注汽措施,抓好注汽井的蒸汽注入,有效抑制汽窜的发生[14]。
(4)积极探讨间歇注汽、氮气辅助蒸汽驱、水平井与直井交错井网、水汽交替注入、热水驱等开发方式的适用性,抓好蒸汽驱开发后期替代开发方式的实施时机,从控制汽窜入手,提高蒸汽驱的开发效果。
(5) 以上防窜措施实施不见效或汽窜现象已发生的情况下,要积极控制汽窜井的产出,及时封堵汽窜层,严重时关闭汽窜井,从而达到抑制汽窜的目的。
4结论
(1)沉积主河道效应是,汽窜的主要原因,吞吐轮次高导致的地层压力分布不均衡、纵向上渗透率级差大以及蒸汽前缘的粘性指进加剧了汽窜的发生。
(2)开发过程中注汽速度大、井组内各方向的采注比分布不均衡人为引发了汽窜的发生,通过优化注汽速度、注汽干度和采注比可以促进蒸汽前缘的均衡发育。
(3)治理汽窜井组时,要将调整注汽井注汽量和采油井封窜相结合,在注采井间形成合理的压差,保证各向驱替动力的均衡性。
参考文献
[1] 鄢旭. 曙一区杜84兴隆台油层汽窜研究及实施效果[J]. 西部探矿工程,2005(S1)
[2] 吴润桐,穆伦,丁一铭,王亮. 注蒸汽稠油油藏汽窜防治技术[J]. 内蒙古石油化工,2012(04)
[3] 蒲均. 锦 91块汽窜特征及其防治措施研究[D]. 大庆石油大学,2006
作者简介:李莹莹,1992年8月出生,现在中国石油大学(北京)石油工程学院读硕士。联