浅议欢喜岭某稠油油藏蒸汽吞吐周期及影响因素

杨勇

摘要：本文对辽河油田欢喜岭采油厂某稠油油藏的蒸汽吞吐周期进行分析，并总结影响蒸汽吞吐效果的主要因素。

关键词：欢喜岭;稠油油藏;蒸汽吞吐;周期

1 蒸汽吞吐的主要原理

蒸汽吞吐过程中的传热介质包含物理的、化学的、热动力学的各种现象，是一个十分复杂的综合作用过程，同时也是一个具有不同流动梯度的非稳定渗流过程。吞吐的采油原理主要包括：

1.1 稠油的突出特性是对温度非常敏感，随温度的增加粘度急剧下降，流动阻力大大减小。粘温敏感性是稠油热采的主要机理

1.2对于压力高的油层，油层的弹性能量在加热油层后充分释放出来，成为驱动能量。而且受热后原油产生膨胀，如果原来油层中存在少量的游离气，也将溶解于热原油中。加热后的容器驱的作用也很大，这也是重要的增产机理。但对饱和油藏降压开采后，在加热过程中，有利于溶解气的析出，相应还会产生溶解气驱的效果。

1.3解堵作用。注入蒸汽加热油层及原油大幅度降粘后在开井回采时改变了液流方向，油、蒸汽及凝结水在放大压差条件下高速流入井筒，将近井眼地的堵塞物排出，大大的改善了油井的渗流条件。高温蒸汽对岩石的冲刷可以解除近井地带的污染，尤其是第1周期，解堵起到了非常重要的作用。

1.4 降低界面张力，改善液阻和气阻效应（贾敏效应） ，低流动阻力。

1.5 流体和岩石的热膨胀作用（例如回采过程中，蒸汽的膨胀，以及部分高压凝结水由于突然降压闪蒸为蒸汽），使得孔隙体积减小，增加产出量。

1.6开井生产后，带走大量热量，但油层、盖顶层及夹层中蓄留一定的余热，对下一周期的吞吐起到预热作用;加热带附近的冷油缓慢补充进入降压的加热带过程中，余热将降低冷油的粘度，使原油向井底的流动可以延续很长时间，尤其是对于普通稠油（粘度小于10000 mPas），在原始油层条件下本来就具有一定的流动性，当加热温度大于原始油层温度时，在一定压力梯度下，流向井底的速度加快。

1.7吞吐降压后，地层的压实作用也是一种不可忽视的驱油机理，在委内瑞拉马拉开波湖岸重油区（压实作用驱出的油量高达15%左右）和美国加州重油区（增产的油量约5%～7%来自压实作用）该作用明显，中国尚未作系统观测和研究。

1.8地层中的原油在高温蒸汽下产生某种程度的蒸馏裂解作用，使得原油轻馏分增加，起到一定的溶剂抽提作用。

1.9对于厚油层，热原油流向井底时，除了油层压力驱动外，还受到重力驱动作用 。

1.10高温蒸汽改变岩石的润湿性，油水相对渗透率变化，增加了流向井底的可动油。

1.11某些有边水的稠油油藏，在蒸汽吞吐采油过程中，随着油层压力下降，边水向开发区推进，这虽然补充了驱动能量，但是一旦边水突破，含水率将大幅度增加，因此总的来说这种作用是弊大于利的，尤其是极不利于以后的蒸汽驱开采，因而应控制边水推进。

1.12放大压差作用，这是蒸汽吞吐开采机理发挥效力的必要条件。

从总体上来讲，蒸汽吞吐开采属于依靠天然能量开采，只是在人工注入一定数量的蒸汽后，使油层温度升高，产生了一系列的强化采油机理，但其主要原理是原油加热降粘的作用。

2 蒸汽吞吐开采稠油影响因数研究

2.1油藏地质参数

2.1.1.原油粘度

原油粘度对蒸汽吞吐的效果影响很大，原油粘度越高，吞吐效果越差。原油粘度越低，吞吐的峰值产量以及周期累积产油量都增大，增产期也相应地延长。一方面，的粘度随着温度的升高而降低，但当油层温度高到某一程度，高粘度原油的粘度仍比低粘度原油的粘度高，高粘度原油的流动阻力较大;另一方面，在同样的蒸汽加热半径内，低粘度原油的泄油半径大，供油量多，而高粘度原油的泄油半径小，供油量少。当原油粘度高到不加热不能流动时，冷原油很难进入泄油区，因而产出量有限。原油粘度不仅影响蒸汽吞吐时原油的产量，而且影响原油的累积产量和最终采收率。

2.1.2.油层厚度

油层越厚，吞吐效果越好;油层越薄，效果越差。由于油层越厚，注入的热能向上下层的热损失越大，油层中的气油比越小，从而热能利用率越高，使的吞吐效果越好。

油层渗透率

对于稠油油藏，渗透率越高，越有利于稠油的开采，吞吐效果越好。这主要是因为：渗透率的增大提高了原油流度。

2.1.3.含油饱和度

油層含油饱和度越高，增产效果越好，蒸汽吞吐的峰值产量越高，反之亦然。这主要是由于油层含油饱和度较低时，相对来说油层中可动油量和可动油相饱和度较小，水相饱和度较大，由相对渗透率曲线可以知道，水相渗透率增大，产出水量较大。此外，由于水的比热容比原油大很多，在相同热量情况下，加热的半径就比较小。

2.2注气工艺参数

2.2.1.蒸汽干度

蒸汽干度是影响蒸汽吞吐开采效果的主要因素。在总蒸汽量相同的条件下，蒸汽干度越高，回采期原油峰值产量越大，而且整个回采期的累积产油量也越高。因此，在现场操作中应尽可能保证注入蒸汽的干度较高。

2.2.2.注入汽量

在其他因素条件相同时，注入蒸汽量增加，吞吐产油量也增加，但原油蒸比下降。对于某一具体油藏，注入汽量越大，肯定是加热范围越大，热油产量也越高。然而注入的蒸汽量如果太大的话原油蒸汽比下降，油井停产作业时间将延长，对生产不利。注汽量也不能太小，否则峰值产量低，增产周期短，周期累积产量低。在现场生产中一般认为注汽强度的最优范围是每米80—120t蒸汽。

2.2.3.注汽速度

井底蒸汽干度以及地层破裂压力是控制蒸汽吞吐中注汽速度的两个主要因素。如果注汽速度过小，将会增加井筒的热损失量，

从而导致井底干度的降低，使得吞吐效果变差。如果注汽速度过大，注入地蒸汽就会压裂地层，造成裂缝性气窜，使下一周期地蒸汽吞吐以及后续的蒸汽驱开采效果恶化。在油层破裂压力范围内，注汽速度高，可以提高蒸汽干度，缩短油井停产注汽时间，有利于提高吞吐效果。此外，注汽速度还受地层的吸气能力所控制，吸气能力主要取决于原油粘度、油层厚度、油层压力以及水气相渗透率。

2.2.4.注汽压力

注气压力对蒸汽吞吐效果的影响比较复杂。在较低的注汽压力下，蒸汽注入压力对吞吐效果具有明显的影响;而在高的注汽压力下，注汽压力对吞吐效果的影响主要取决于生产压差的大小，增大生产压差，有利于提高蒸汽吞吐效果。

2.2.5.焖井时间

注完蒸汽后需要关井一段时间，就是所谓的焖井时间，其目的是使注入油层的蒸汽与孔隙介质中的原油充分进行热交换，以避免降低开井回采时热能利用率。但焖井时间太长，将会增加油层热量向上下层损失量，降低了热能的利用率。然而焖井时间过短，不能充分加热油层，使油层的加热面积不能达到最大化，降低了采油量。因此，焖井时间要合理控制。