新型SAGD技术在稠油开采中的应用

王辛

摘要：随着该技术的应用，其缺点也逐渐显现。由于蒸汽消耗量大，SAGD技术的实现需要消耗大量的水资源，而且会造成二氧化碳的排放，并在薄油藏SAGD技术的储层，物性差，边底水，热效率低层，开采效果差。为了提高应用效果和SAGD技术的适应性，各种变体SAGD技术的出现。目前，主要集中在两个方向发展：一是SAGD技术的双水平井注采模式的几何变化，包括SAGD技术，SAGD技术和U型井快速单井SAGD技术；二是提高注入介质的物理和化学性质，包括蒸汽和冷凝水的凝析气推进技术（SAGP），溶剂蒸汽辅助重力泄油技术（SA-SAGD）和化学剂蒸汽辅助重力泄油技术（CA-SAGD）等。

关键词：新型SAGD技术；稠油开采；应用

1 水平井单井SAGD技术

1.1 技术原理

水平井单井SAGD技术提出较早。起初对单井SAGD技术的研究主要是针对深层稠油油藏（深度>1000m），由于早期钻井技术的限制，在储层中布置两口紧挨的水平井技术上不可行，所以提出了仅采用一口水平井的单井SAGD技术。与双水平井SAGD技术不同，单井SAGD技术采用同一口水平井完成蒸汽的注入和原油的采出。在典型的单井SAGD工艺中，蒸汽通过隔热连续油管（ICCT）注入并从井底释放，蒸汽向上超覆加热井筒周围的油藏，蒸汽腔从水平井趾端向跟端扩展，被加热的原油在重力作用下排采至井底，通过生产油管举升至地面。典型的单井SAGD工艺管柱结构以及流体流动情况见图1。

1.2 技术特点

1）单井SAGD技术适用油层更薄，可用于储层厚度为10～15m的薄层稠油油藏的开采。薄层稠油油藏纵向上往往没有足够的空间布置两口水平井，采用单井SAGD技术可显著降低钻井风险和施工成本。因此，单井SAGD技术比双水平井SAGD技术具有更强的适用性，一般用于双水平井无法开采或开采难度大的薄层区块。2）与传统SAGD技术将水平井布置在油藏底部不同，单井SAGD技术中水平井位于油层中部时开采效果更好。3）在启动阶段，单井SAGD技术能更快形成热循环通道，早期产量更高。但是生产后期产油量递减快，应该与其它开采方式相结合以提高最终采收率。

2 快速SAGD技术

该技术综合了常规SAGD技术与蒸汽吞吐技术的特点。首先，一个在水库常规SAGD水平井的布局，然后安排在威尔斯身边的偏见，威尔斯和水平井SAGD平行且相隔一定距离，作为蒸汽吞吐威尔斯的工艺流程，如图2所示。正常生产的第一个SAGD威尔斯，抵消威尔斯关闭。当蒸汽室到达水库顶部，蒸汽注入偏移，和注水压力和注汽速率高于SAGD井，但低于地层破裂压力，以免压裂形成的。从偏置井注汽可以加速蒸汽腔的横向扩展，当井间区域被充分加热，这与蒸汽室和威尔斯威尔斯的偏见SAGD蒸汽室连通，偏置井由注汽井转为生产井进行原油开采。

从应用效果来看，快速SAGD技术能够显著提高原油产量，增大油汽比，降低钻井成本和操作成本，以较少的井数获得较高的产能。与常规SAGD技术相比，快速SAGD技术热效率提高24%，产能提高35%，并且在原油累计产量相同的情况下，所消耗的蒸汽和操作时间更少。为了评价快速SAGD技术的生产效果，进行室内物理模拟实验，对比了常规SAGD技术和快速SAGD技术的生产效果，实验所用模型尺寸87.4cm×5cm×22.7cm。实验数据表明，与常规SAGD技术相比，快速SAGD技术累计产油量更高，累计油汽比更低。采用数值模拟方法对比快速SAGD技术和SAGD技术在Alberta三大典型油砂中的应用情况，结果表明，快速SAGD技术在开采渗透率较低的Clearwater和Bluesky油砂时消耗的蒸汽更少，产量更高，经济效益更好。快速SAGD技术的经济性和有效性已经得到了数值模拟和室内实验的证实，其应用效果需要更多的现场测试数据进行验证。

3 U型井SAGD技术

“U”型井技术是将两口不同位置的水平井与直井、定向井与水平井、定向井与定向井或水平井与水平井在同一目的层相连通的特殊钻完井技术，因井连通后呈U形而得名，该技术也称为水平连通井技术。ENI公司提出了一种采用U型井开采稠油油藏的新型热采工艺，通过将不同方向钻穿同一油藏的两口水平井以适当的方式（尾管或套管）连接起来，形成U型井，从而与地面设施构成蒸汽或热流体的闭合回路，利用热流体所携带的热量加热油藏和原油，黏度降低后的热油在重力作用下流入井底从而被采出。U型井SAGD技术的主要目标是形成蒸汽或热流体循环的闭合回路，从而将热流体的注入与原油的采出进行分离。为了实现这个闭合回路，需要综合考虑地面设施布置、钻井设计、水平井连通以及油套管下入等各方面因素。U型井的应用模式主要有两种：1）热流体在U型井中从一个分支到另一个分支的直接循环。兩口井均安装油管，油管末端下至水平段并允许自由膨胀以减小热应力的影响。在这种完井模式中，U型井仅用于将热量从地面传导至地下，加热后的原油则从附近的生产井采出。2）热流体从U型井的一个分支注入、循环，原油从另一个分支采出，其对应的完井方式见图3-b）。热流体注入井（A井）采用特殊设计的完井管柱，热流体注入后从油套环空回收，经地面设施加热后继续循环。原油被加热后在重力作用下流入井底，从采油井（B井）被举升至地面。

4 结论

双水平井SAGD技术对油藏筛选条件要求较高，多种变型SAGD技术被提出以适应于更加复杂的地质情况，单井SAGD技术就是其中之一。水平井单井SAGD技术可以适应储层更薄的油藏，直井单井SAGD技术最大限度地削弱了储层纵向非均质性的影响，而U型井SAGD技术能够形成热流体的闭合回路，提高蒸汽热效率。

参考文献

[1]周琦.螺杆泵采油技术在稠油开采中的应用研究[D].东北石油大学，2015.

[2]林晶，宋朝晖，罗煜恒，刘灵.SAGD水平井钻井技术[J].新疆石油天然气，2009，03：56-60+68+7.