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摘 要：蒸汽吞吐是稠油开发的有效方法，本文综合国内外的研究成果，论述了影响蒸汽吞吐效果的主要因素：蒸汽注入量、注汽速度、蒸汽干度、焖井时间和蒸汽吞吐周期次数等，对稠油开发以及理论研究具有积极的意义。
关键词：稠油 热采 蒸汽吞吐 影响因素
一、引言
蒸汽吞吐是一种使油井产能提高的有效强化采油方法，它的实质在于注入的蒸汽加热油层，改变油层及流体性质，从而使油层温度、压力和饱和度三者发生综合变化。蒸汽吞吐效果的好坏则取决于各种油层因素和作业因素。
二、影响蒸汽吞吐效果的主要因素
1.第一周期注汽强度
注汽强度即单位油层厚度的周期注汽量。注入量在整个吞吐阶段对开发效果都有重大影响，随着注入量的增加，加热半径增大，增产效果变好。由于吞吐阶段的主要能量来自地层压实作用，周期注入量的大小是实际地层孔隙体积和上覆地层压力来确定的，当注入量增加到一定值后，增产效果不再明显，这主要是由于随着吞吐周期增加，近井地带含水饱和度增加，注进的蒸汽大部分热量用来加热近井地带的水，加热半径难以继续扩大，采油越来越少，采水越来越多。设定一个注汽速度值，在井底干度一定的条件下，分别对第一周期的几个注汽强度进行数值模拟计算。从产油指标看，随着注汽强度增加，周期产油量增加。当注汽强度大于一定值以后，周期产油量增幅变小，曲线趋于平缓。从油气比指标看，注汽强度为一个值时，油气比最高，注入强度再增加，油气比反而下降，因此存在一个最佳第一周期注汽强度，可以通过数值模拟得出。根据稠油热采开发经验，在生产过程中，注汽强度直接影响到蒸汽吞吐的开发效果。在一定范围内，任一周期的产油量与蒸汽注入量成正比。对于具体的稠油油藏来说，蒸汽注入量有一个最优的范围。注汽量太小，周期累积产油量低；注入量越大，加热范围越大，原油产量越高。但注入量过高，使得油井停产作业时间延长，可能造成地层中原油被推向远离井底的地方，导致油汽比下降。
2.注汽速度
当蒸汽注入油层后，有许多因素影响着加热半径的扩展，其中蒸汽注入速度的影响是首要的。因此，注蒸汽速度是稠油热采工艺的重要参数，对于超稠油来说更是如此。注汽速度主要取决于水相和气相的渗透率、油层厚度、原油粘度、油层压力、注入压力以及油层的吸汽能力等，可以用改变井口注汽压力的方法来控制注汽速度。在注入量相同的情况下，注汽速度过低，将增加井筒内的热损失，减小井底蒸汽的干度，从而降低了蒸汽吞吐的效果。但注汽速度太高，又可造成油层破裂，导致注入蒸汽窜流到远离注入井的地方，而使井筒附近的地层没有得到有效地加热。在这种情况下，当油井开井生产时，由于井底压力降低，裂缝将重新闭合以及高渗透带重新压实，从而使注入到远离井筒的蒸汽凝结成水被封固在原地，发挥不了应有的作用。与此同时，由于井底附近地层加热有限，表现为周期产油量相对较少，回采水率较低。实际操作时，注汽速度必须同时考虑到蒸汽发生器的能力和油层吸汽能力的限制，在尽量采用高质量隔热油管的条件下，将注汽速度选定在一定值以上，注汽压力控制在一定范围。
在设定注汽速度为一值、锅炉注汽压力为一定值，在锅炉出口干度大于一定值时，随着注汽速度的增加，累计产油量增加，当注汽速度大于一定值时，累计产油量增加幅度减缓。虽然注汽速度大，累计产油量增加，但考虑到稠油油藏的特点，特别是在吞吐初期，注汽速度过大，油层系速度小于蒸汽注入速度后引起井底憋压，使油层开裂缝，动用程度不匀，影响吞吐效果。因此，在保证井底蒸汽干度大于一定的前提下，不宜采用高速注汽。根据模拟结果，并结台现场试验效果评价，能够得到一个最佳注汽速度。
3.蒸汽干度
蒸汽干度是指干蒸汽的重量成分，即1kg蒸汽中所占的相对重量，由于水蒸汽有很高的汽化潜热和很大的比容，所以高干度的湿蒸汽热焓高，比容大，注入油层后加热体积大，温度高，提高蒸汽态分子的能量远远比液态分子能量高，汽态分子可以进入液态分子进入不到的“微孔隙”中。这样就大大地提高了加热效率和驱油效率。超稠油对温度变化敏感性强，因此，蒸汽干度成为开采超稠油至关重要的工艺参数之一，在相同的注汽量下，注入蒸汽的干度越高，则蒸汽所携带的热焓值越大，对应油层加热半径就越大，吞吐效果就越好，峰值产量较高，周期产量也较高。随着蒸汽干度的增加，累计产油量增加，当井底蒸汽干度大于一定值时，累计产油量增幅明显减缓。因此，优选井底蒸汽干度，在工艺技术允许的情况下，应该尽量提高蒸汽的干度，从而提高蒸汽吞吐开发效果。理论研究与大量现场实例也表明，井底蒸汽干度对吞吐效果有决定性的影响，对浅层油藏则更为显著。在保持周期总注入量与注汽速度一定的情况下，随着井底蒸汽干度的增加，周期产油量增加。在蒸汽干度变化初期增幅较大，而当蒸汽干度超过一定值时，周期产油量增幅开始变小，即周期产油量对干度的敏感性降低。因此对于超稠油油藏，在热采时必须保证井底蒸汽干度大于一定值，这样才能取得较好的周期生产效果。
4.焖井时间
注汽后的焖井，是为了把蒸汽所携带的潜热有效地传给油，把油层均匀、充分加热，防止生产时采出过多的蒸汽，以提高蒸汽的利用率。加热区的温度随焖井时间的延长而降低，如果焖井时间太短，热量难以向外传递，势必造成注入热的损失，如果焖井时间太长，加热区的温度将降低导致吞吐效率较低，因此焖井时间也应该进行优化选择。对于稠油油藏，在注汽条件一定的情况下，随着焖井时间的延长，产油量明显降低。根据计算，最佳的焖井时间约为一定值。对于超稠油油藏，为了提高蒸汽吞吐效果，应尽可能在注汽后尽快做好开井投产工作，这样可充分利用油层较高的温度和压力条件进行自喷生产，还可以借助油井自喷排除油层中存在的污染堵塞，以使油井高产。在优选注汽强度、注汽速度和井底注汽干度的基础上，分别对几个不同焖井时间的吞吐效果进行预测。可以从中得到一个最佳焖井时间。
5.蒸汽吞吐周期次数
根据对注采工艺参数所作的优化研究，对超稠油油藏蒸汽吞吐开采进行预测，在开采周期中不同原油价格下周期次数与收益的关系看出，随着吞吐周期次数的增加，周期收益逐渐降低，甚至出现负值。从第某一周期开始，周期收益明显低于前几个个周期，不同原油价格表现出同样的规律。可以认为，这一周期为该稠油油藏蒸汽吞吐开采的经济极限。
三、认识
国内外对稠油的开发做了大量研究工作，并取得了重要的研究成果，目前对稠油开发的研究，很大一部分工作都集中在室内试验和数值模拟两方面。国内外蒸汽吞吐研究表明，影响蒸汽吞吐效果的主要因素包括蒸汽注入量、注汽速度、蒸汽干度、焖井时间和蒸汽吞吐周期次数等，优选好这些参数，对高效开发稠油具有积极的意义。
参考文献
[1]刘文章.稠油主蒸汽热采工程.石油工业出版社，1997
[2]陈月明.注蒸汽热力采油.石油大学出版社，1996.
关键词：稠油 热采 蒸汽吞吐 影响因素
一、引言
蒸汽吞吐是一种使油井产能提高的有效强化采油方法，它的实质在于注入的蒸汽加热油层，改变油层及流体性质，从而使油层温度、压力和饱和度三者发生综合变化。蒸汽吞吐效果的好坏则取决于各种油层因素和作业因素。
二、影响蒸汽吞吐效果的主要因素
1.第一周期注汽强度
注汽强度即单位油层厚度的周期注汽量。注入量在整个吞吐阶段对开发效果都有重大影响，随着注入量的增加，加热半径增大，增产效果变好。由于吞吐阶段的主要能量来自地层压实作用，周期注入量的大小是实际地层孔隙体积和上覆地层压力来确定的，当注入量增加到一定值后，增产效果不再明显，这主要是由于随着吞吐周期增加，近井地带含水饱和度增加，注进的蒸汽大部分热量用来加热近井地带的水，加热半径难以继续扩大，采油越来越少，采水越来越多。设定一个注汽速度值，在井底干度一定的条件下，分别对第一周期的几个注汽强度进行数值模拟计算。从产油指标看，随着注汽强度增加，周期产油量增加。当注汽强度大于一定值以后，周期产油量增幅变小，曲线趋于平缓。从油气比指标看，注汽强度为一个值时，油气比最高，注入强度再增加，油气比反而下降，因此存在一个最佳第一周期注汽强度，可以通过数值模拟得出。根据稠油热采开发经验，在生产过程中，注汽强度直接影响到蒸汽吞吐的开发效果。在一定范围内，任一周期的产油量与蒸汽注入量成正比。对于具体的稠油油藏来说，蒸汽注入量有一个最优的范围。注汽量太小，周期累积产油量低；注入量越大，加热范围越大，原油产量越高。但注入量过高，使得油井停产作业时间延长，可能造成地层中原油被推向远离井底的地方，导致油汽比下降。
2.注汽速度
当蒸汽注入油层后，有许多因素影响着加热半径的扩展，其中蒸汽注入速度的影响是首要的。因此，注蒸汽速度是稠油热采工艺的重要参数，对于超稠油来说更是如此。注汽速度主要取决于水相和气相的渗透率、油层厚度、原油粘度、油层压力、注入压力以及油层的吸汽能力等，可以用改变井口注汽压力的方法来控制注汽速度。在注入量相同的情况下，注汽速度过低，将增加井筒内的热损失，减小井底蒸汽的干度，从而降低了蒸汽吞吐的效果。但注汽速度太高，又可造成油层破裂，导致注入蒸汽窜流到远离注入井的地方，而使井筒附近的地层没有得到有效地加热。在这种情况下，当油井开井生产时，由于井底压力降低，裂缝将重新闭合以及高渗透带重新压实，从而使注入到远离井筒的蒸汽凝结成水被封固在原地，发挥不了应有的作用。与此同时，由于井底附近地层加热有限，表现为周期产油量相对较少，回采水率较低。实际操作时，注汽速度必须同时考虑到蒸汽发生器的能力和油层吸汽能力的限制，在尽量采用高质量隔热油管的条件下，将注汽速度选定在一定值以上，注汽压力控制在一定范围。
在设定注汽速度为一值、锅炉注汽压力为一定值，在锅炉出口干度大于一定值时，随着注汽速度的增加，累计产油量增加，当注汽速度大于一定值时，累计产油量增加幅度减缓。虽然注汽速度大，累计产油量增加，但考虑到稠油油藏的特点，特别是在吞吐初期，注汽速度过大，油层系速度小于蒸汽注入速度后引起井底憋压，使油层开裂缝，动用程度不匀，影响吞吐效果。因此，在保证井底蒸汽干度大于一定的前提下，不宜采用高速注汽。根据模拟结果，并结台现场试验效果评价，能够得到一个最佳注汽速度。
3.蒸汽干度
蒸汽干度是指干蒸汽的重量成分，即1kg蒸汽中所占的相对重量，由于水蒸汽有很高的汽化潜热和很大的比容，所以高干度的湿蒸汽热焓高，比容大，注入油层后加热体积大，温度高，提高蒸汽态分子的能量远远比液态分子能量高，汽态分子可以进入液态分子进入不到的“微孔隙”中。这样就大大地提高了加热效率和驱油效率。超稠油对温度变化敏感性强，因此，蒸汽干度成为开采超稠油至关重要的工艺参数之一，在相同的注汽量下，注入蒸汽的干度越高，则蒸汽所携带的热焓值越大，对应油层加热半径就越大，吞吐效果就越好，峰值产量较高，周期产量也较高。随着蒸汽干度的增加，累计产油量增加，当井底蒸汽干度大于一定值时，累计产油量增幅明显减缓。因此，优选井底蒸汽干度，在工艺技术允许的情况下，应该尽量提高蒸汽的干度，从而提高蒸汽吞吐开发效果。理论研究与大量现场实例也表明，井底蒸汽干度对吞吐效果有决定性的影响，对浅层油藏则更为显著。在保持周期总注入量与注汽速度一定的情况下，随着井底蒸汽干度的增加，周期产油量增加。在蒸汽干度变化初期增幅较大，而当蒸汽干度超过一定值时，周期产油量增幅开始变小，即周期产油量对干度的敏感性降低。因此对于超稠油油藏，在热采时必须保证井底蒸汽干度大于一定值，这样才能取得较好的周期生产效果。
4.焖井时间
注汽后的焖井，是为了把蒸汽所携带的潜热有效地传给油，把油层均匀、充分加热，防止生产时采出过多的蒸汽，以提高蒸汽的利用率。加热区的温度随焖井时间的延长而降低，如果焖井时间太短，热量难以向外传递，势必造成注入热的损失，如果焖井时间太长，加热区的温度将降低导致吞吐效率较低，因此焖井时间也应该进行优化选择。对于稠油油藏，在注汽条件一定的情况下，随着焖井时间的延长，产油量明显降低。根据计算，最佳的焖井时间约为一定值。对于超稠油油藏，为了提高蒸汽吞吐效果，应尽可能在注汽后尽快做好开井投产工作，这样可充分利用油层较高的温度和压力条件进行自喷生产，还可以借助油井自喷排除油层中存在的污染堵塞，以使油井高产。在优选注汽强度、注汽速度和井底注汽干度的基础上，分别对几个不同焖井时间的吞吐效果进行预测。可以从中得到一个最佳焖井时间。
5.蒸汽吞吐周期次数
根据对注采工艺参数所作的优化研究，对超稠油油藏蒸汽吞吐开采进行预测，在开采周期中不同原油价格下周期次数与收益的关系看出，随着吞吐周期次数的增加，周期收益逐渐降低，甚至出现负值。从第某一周期开始，周期收益明显低于前几个个周期，不同原油价格表现出同样的规律。可以认为，这一周期为该稠油油藏蒸汽吞吐开采的经济极限。
三、认识
国内外对稠油的开发做了大量研究工作，并取得了重要的研究成果，目前对稠油开发的研究，很大一部分工作都集中在室内试验和数值模拟两方面。国内外蒸汽吞吐研究表明，影响蒸汽吞吐效果的主要因素包括蒸汽注入量、注汽速度、蒸汽干度、焖井时间和蒸汽吞吐周期次数等，优选好这些参数，对高效开发稠油具有积极的意义。
参考文献
[1]刘文章.稠油主蒸汽热采工程.石油工业出版社，1997
[2]陈月明.注蒸汽热力采油.石油大学出版社，1996.