过热汽驱提高稠油油藏采收率应用实践与认识

2020-04-22张川文发旺欧阳云丽徐金华宿云国中国石油新疆油田新港公司新疆克拉玛依834000

化工管理 2020年9期

张川文发旺欧阳云丽徐金华宿云国(中国石油新疆油田新港公司，新疆克拉玛依834000)

K 油田J 区Q 组油藏平均埋深240m，砂体厚度平均38.0m，油层厚度平均13.9m。油层纵向分布集中，平面连片分布，孔隙度平均30%，渗透率平均1780×10-3µm2，属特高孔、高渗储层。原油粘温反应敏感，当温度从20℃上升到50℃时，原油粘度可从5000mPa·s 下降到400mPa·s 左右。Q 组油藏先后经历了湿蒸汽吞吐开发、湿蒸汽基础井网蒸汽驱及加密井网蒸汽驱阶段，油藏阶段采出程度47.93%，其中常规汽驱阶段采出程度30.19%。2011 年10 月转入过热蒸汽驱开发后，阶段提高采收率7%。本文通过在过热蒸汽提高采收率机理认识的基础上，分析了浅层稠油油藏常规蒸汽驱后过热汽驱的开发效果，并提出改善效果的认识。

1 过热蒸汽提高采收率机理研究

过热蒸汽是水的一种特殊状态，即温度高于相应压力下饱和温度的蒸汽，超过的温度值称为过热度。其提高采收率机理与常规蒸汽既有相同之处，又有其特别之处。

（1）高温降粘、热膨胀作用。过热蒸汽的热焓比湿蒸汽高，因此蒸汽腔内温度高，降粘作用、热膨胀作用强，降低了油水流度比和原油的渗流阻力，有利于提高蒸汽波及体积。

（2）蒸馏作用强，驱油效率高

与普通湿蒸汽相比，过热蒸汽热焓和比容值都高，蒸馏作用强。采用一维填砂管模型岩心驱替装置，填砂管内径为25mm，长度为370mm，20℃原油粘度380mPa·s 实验是在250℃的相同温度下，在热水驱的基础上转饱和蒸汽驱、再转过热蒸汽驱的实验。控制驱替速度为2.609mL/min。

（3）过热蒸汽与原油间的水热裂解反应

与过热蒸汽作用后，原油的物理性质发生了显著变化：反应后饱和烃与芳香烃增加，胶质、沥青质含量降低，反应后原油中的碳原子含量降低，氢原子含量明显增加，硫原子含量减小，表明发生了明显的水热裂解反应。

2 过热汽驱开发效果分析

（1）注汽井井下技术状况改善

据4口井温度-压力曲线测试结果分析，各井吸汽井段均为过热蒸汽，过热度12℃-60℃，井底蒸汽干度达到100%。其中9133井底压力压力0.19Mpa，平均温度139℃，过热度15℃；9016井底压力平均为0.25MPa，平均温度171℃，过热度35℃；9016井底压力0.62MPa，平均温度225℃，过热度60℃；9025井平均压力0.96MPa，平均温度191℃，过热度12℃（图1）。

图1 实测注汽井底温度-压力曲线图

（2）生产井生产平稳

由于是常规蒸汽驱后期转为过热蒸汽驱，因此其整体受效比较温和，未出现明显的产量波动和含水波动。产液水平先下降后平稳，产油水平保持平稳，含水未发生显著变化（图2）。

图2 过热蒸汽驱区域生产运行曲线

油量绝对递减率呈阶梯式下降状态，注汽后平均递减率6.0%，较2009-2011年平均递减率下降5.2%（图3）。

图3 过热蒸汽驱区域油量绝对递减率变化曲线

通过对比区域单井生产变化（图4），产量上升井184口，产量下降井51口，过热蒸汽驱后，单井产能上升，遏制了产量递减的趋势。两类井都进入产量稳定期，产量上升井目前单井产能0.8t/d，产量下降井目前单井产能0.45t/d。

图4 过热蒸汽驱区域单井产能分类曲线

（3）动用程度变化

J1区9117井的井温剖面，2014年、2015年保持温度峰值未发生上升，但温度峰值先变宽后变窄，2014年峰值变宽，表明过热蒸汽扩大了蒸汽腔范围，到2015年变窄，分析是形成了过热蒸汽窜扰通道；9042 井的井温剖面反映出，峰值深度下移5m（图5），动用程度增加。

图5 井温剖面变化曲线

（4）流体性质变化

过热蒸汽驱后，在流体性质监测的10口井中有5口井原油粘度上升，5口井原油粘度下降。原油粘度上升的5口井，原油粘度由2000mPa.s 上升到10000mPa.s 以上，表明通过注入蒸汽干度的提高，有效提高了地下难动用原油的流动性。5 口井原油粘度下降，表明前期汽驱生产时，井间的未动用原油参与流动，过热蒸汽有效的提高了蒸汽的波及范围。

3 取得的认识

过热蒸汽在哈萨克斯坦盐上油田和河南井楼油田的应用取得了较好的开发效果。分析其应用条件发现，对于过热蒸汽驱而言，适合的转驱时机和过热度对开发效果和经济效益影响较大。

（1）转驱时机

数值模拟研究结果表明，及早转为过热汽驱有利于提高采油速度，获得较高的阶段采收率。河南井楼油田是在蒸汽吞吐5-6轮后转为过热蒸汽驱，取得了比较理想的驱替效果，过热蒸汽驱蒸汽的波及范围占到井组面积的25%，是湿蒸汽的4.1倍。采收率也较湿蒸汽提高8.3%。本区域是在常规蒸汽驱后转为过热蒸汽驱，虽然错过了最佳转驱时机，但过热蒸汽的特殊性质仍可大幅降低残余油饱和度、扩大蒸汽波及体积。

（2）过热度

过热蒸汽进入地层后的变化过程可分为过热度消耗和蒸汽干度消耗2 个阶段。在注汽压力一定的情况下，过热蒸汽的温度越高，过热度越大，过热度消耗阶段（过热蒸汽→干饱和蒸汽）在油层中持续的时间越长，加热范围也越大。在相同压力下，得到过热蒸汽需要消耗的能源要多于饱和蒸汽。通过对比发现在一定压力条件下饱和蒸汽与过热蒸汽的焓值差别并不十分明显，因此从经济性角度来看，过热度不宜太高。