重力泄水辅助蒸汽驱技术研究与应用

姚长江

（1.中国石油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124010；2.国家能源稠（重）油开采研发中心，辽宁 盘锦 124010）

重力泄水辅助蒸汽驱技术研究与应用

姚长江1,2

（1.中国石油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124010；2.国家能源稠（重）油开采研发中心，辽宁 盘锦 124010）

立足深层稠油油藏开发方式转换需求，从制约深层稠油开发的难点入手，综合应用物理模拟和数值模拟等研究手段，紧密结合油藏特点，创新形成了重力泄水辅助蒸汽驱技术，揭示了开采机理，明确了合理的注采井网和注入参数范围，建立了重力泄水辅助蒸汽驱油藏筛选标准，对深层稠油油藏进一步提高采收率具有重要的指导意义。

深层稠油;井网模式;重力泄水辅助蒸汽驱;筛选标准

本研究针对油藏埋深大于900m的深层稠油油藏尚无成熟的方式转换技术、常规蒸汽驱/SAGD技术难以达到深层稠油油藏开发方式转换的要求，重点攻关了井网设计、机理揭示、油藏工程优化等研究内容，解决了深层稠油蒸汽驱井底干度低、蒸汽腔不发育、排液能力差等诸多难题，使深层稠油方式转换成为可能，为深层稠油有效开发、进一步提高采收率提供了技术支撑。

1 开采理念及机理揭示

深层稠油方式转换主要面临四大开发难点：一是油藏埋藏深，井底干度低；二是汽腔体积小，驱油效率低；三是油层压力低，压力保持率低于20%；四是采注比低，油井排液能力差。研究表明，当油藏埋深由900m增至1400m时，井底干度由50%降至30%，采注比也大幅下降。

为破解上述难点，以设计全新的井网组合形式为出发点，以平面产生驱替作用、冷凝液能及时排出、保证蒸汽腔发育正常为突破口，创新形成了重力泄水辅助蒸汽驱井网模式[1]，其主要采用直井水平井组合立体井网，在油层中上部形成平面蒸汽驱替、底部形成纵向重力泄水复合作用下进行开发。

从物理模拟结果看，转驱初期，蒸汽先向上扩展，汽腔体积较小，冷凝水向油层下部渗流；当冷凝水流至下水平井时形成泄水通道，汽腔快速发育；蒸汽在向上超覆的同时也向周围直井扩展，当汽腔扩展到直井射孔井段后蒸汽突破，驱替结束。

2 油藏工程优化设计研究

为保证重力泄水辅助蒸汽驱取得较好的开发效果，基于W块油藏地质特点和实际基本参数（储层物性、相渗曲线、粘温曲线，以及注采井网设置、注采参数等），建立了地质模型[2-3]，开展了注采参数优化设计和主控因素研究，确保了现场试验的顺利实施。

2.1 开展注采参数优化设计，明确了合理的井网组合和参数范围

应用CMG数值模拟软件，对重力泄水辅助蒸汽驱的直井射孔位置、直井井距、水平井水平段长度、水平井纵向位置等参数进行了优化研究，从模拟结果看：直井射孔位置应正对及中点以下、直井井距最好小于100m、水平井段长度一般在300～400m之间、注汽水平井纵向位置在层厚度的0.45～0.65比例间、地层倾角一般小于10°。

对重力泄水辅助蒸汽驱的注采参数进行了研究，在确定地质条件、注采井网条件下，注汽速度在300t/d～350t/d、蒸汽干度在70%以上、注汽强度在1.4～1.6t/d.ha.m、采注比1.1～1.2左右，重力泄水辅助蒸汽驱整体开发效果较好。

2.2 开展主控因素影响研究，建立了重力泄水辅助蒸汽驱油藏筛选标准

基于建立的地质模型，开展了地质条件对重力泄水辅助蒸汽驱开发效果影响研究，确定了重力泄水辅助蒸汽驱临界地质条件（孔隙度、渗透率、含油饱和度、Kv/Kh比值、油藏压力、原油粘度等），初步建立了重力泄水辅助蒸汽驱油藏筛选标准，将蒸汽驱深度界限由原来的1000m扩展至1600m，原油黏度由10000mpa·s拓展至200000mpa·s，为筛选适合油藏开发提供了依据。

3 应用效果及前景

W块2009年开始实施重力泄水辅助蒸汽驱，已实施井组8个，井组转驱后产量持续上升，转驱井组日产油由初期的30t上升目前的200t/d，规模不断扩大；目前日产油204吨，瞬时油汽比0.23，累积油汽比0.16，阶段增产原油18.39万吨，新增产值6.28亿元，分成净现值4.33亿元，实施效果显著。

经初步筛选，辽河油田适合重力泄水辅助蒸汽驱稠油油藏有9个，石油地质储量1.5亿吨，预计提高采收率18%，增加可采储量2664万吨，应用前景广阔。

4 取得的主要认识

通过以上研究，取得以下三点认识：

（1）重力泄水辅助蒸汽驱技术是具有辽河自主知识产权的深层稠油开发新技术，与蒸汽驱、SAGD开发技术相比，适用油藏深度更大，将稠油方式转换深度界限由1000m拓展到1600m，原油黏度由10000mpa·s拓展至200000mpa·s。

（2）机理研究表明：重力泄水辅助蒸汽驱形成了以“平面驱替，纵向排液”为特色的立体开发新模式，提高了蒸汽波及体积和采注比，保证了深层稠油油藏汽腔的形成与扩张。

（3）合理的井网组合、注采参数是深层稠油开发方式转换成功的核心条件。

[1]任芳祥.油藏立体开发探讨.石油勘探与开发，2012，39 (3)：320～325.

[2]龚姚进,李培武,王平.洼60块稠油油藏吞吐后期二次开发研究与实践.石油地质与工程，2008，22(6)：1～3.

[3]海东明.深层块状特稠油油藏蒸汽吞吐后期转换开发方式研究.科学技术与工程，2012，12(25)：6314～6318.

本文受中国石油天然气股份有限公司基金支持项目“辽河油田原油千万吨持续稳产关键技术研究”（编号：2012E-3007）资助。

姚长江(1982-)，男，2009年毕业于中国地质大学（北京）油气田开发专业、获得硕士学位，现工作于辽河油田公司科技处，主要从事稠油开发及科技管理工作。