厚层块状油藏火驱动态调控技术应用

张挺

摘要：辽河巨厚稠油藏火驱为世界首例，油层平均厚度87m，单斜倾角15-20°，是其它火驱油层厚度的6-12倍。G油田于2015年开始实施高点线性火驱，随着火驱开发的深入，暴露出两项关键问题，一是火驱区域油井注汽引效汽窜严重，制约火线均匀推进与效果提升;二是火驱受效井产气量增加，导致油井举升困难，制约了火驱开发效果的进一步提高。对此有针对性开展厚层块状油藏火驱动态调控技术研究与应用，解决火驱区块注汽引效汽窜和产气量大影响生产的问题，提高火驱开发效果。

关键词：火驱开发;汽窜严重;油井举升

前言

G油田火驱区块包含G3618块、G3块两个区块，均属于典型厚层块状稠油油藏，埋深1510～1850m，两个区块平均有效厚度分别为93m、69m，50℃脱气原油粘度2800～4000mPa.s，石油地质储量6088万吨，蒸汽吞吐标定采收率23.7%。主要存在两方面问题：一是火驱生产动态调控过程中，需通过油井注汽引效牵引火线，由于油藏非均质性强，在前期吞吐開发阶段已形成大量的汽窜通道，影响了火线均匀推进和重力泄油作用的发挥。二是随着火驱逐步受效，受效区域有60口井的日产气在2000m³以上，套压在0.4-1.1MPa之间，气液比在619-3971m³/t之间，会影响油井正常生产与火驱效果持续提高。对此开展火驱吞吐井调剖技术和防气掺油举升技术研究，形成厚层块状油藏火驱动态调控技术，实现火驱油藏高效开发。

1 火驱吞吐井调剖技术

火驱油藏地层温度较高，平均温度在150℃左右，常规调剖剂耐温性长，调剖效果不理想，对此优选了机械投球调剖技术和高温气体泡沫调剖技术进行研究。根据储层情况，有隔夹层的井实施投球调剖技术;无隔夹层的实施高温气体泡沫调剖技术。

（1）机械投球调剖技术

该技术是将空心金属选堵球装入投球器中，注汽时，当温度大于180℃时，投球器熔化投球，空心选堵球自动选择封堵高渗透炮眼，实现改善吸汽剖面的目的，提高注汽效果。转抽时，空心选堵球落到收球器中，从而实现油井投球选注调剖注汽。

技术优化：一是优化5吋井投球调剖工具，将投球器、收球器连接油管的尺寸增加至2吋，提高强度，同时在收球器上端增加扶正装置，保证工具下入、起出时居中。二是优化投球调剖小球数量，根据油井吸汽剖面，计算出吸汽好的油层厚度，根据射孔的孔密计算出封堵目的层的炮眼数，为确保封堵效果设计小球的数量的封堵目的层炮眼数的1.2倍。三是有针对性开展分层注汽、投球调剖一体化试验，同时解决层内、层间的吸汽矛盾。

（2）高温气体泡沫调剖技术

高温气体泡沫调剖技术是以两种非烃类气体为主，并辅以药剂，充分发挥出三种介质的“协同”作用，全力提升蒸汽吞吐效果。其中二氧化碳具有补充地层能量、降低原油粘度、改善储层渗透率的目的。氮气能扩大油层加热带，加大蒸汽波及体积，同时提高回采水率、补充地层能量。发泡剂在两种气体作用条件下发泡，发泡的倍数一般在300-600倍之间，从而实现中高渗孔道的封堵。针对不同生产情况的措施井，开展以下三种介质组合方式研究。

①发泡剂+二氧化碳+氮气组合方式

针对区块南部油井排水期长、原油粘度大、空白注汽产能递减速度快的井，同时配套氮气、二氧化碳，通过以上两种介质组合，实现提高注汽压力、缩短排水期、提升油井稳产水平的目的。本轮措施后，注汽压力提升至18.3MPa，排水期缩短至25天，峰值产量提升至5.1吨，生产339天产油779.3吨，明显缩短了措施井的排水期和周期产量。

②发泡剂+氮气组合方式

针对区块北部油井排水期长、有稳产能力的井，以配套氮气为主，缩短措施井排水期，减低措施投入成本。本轮措施后，注汽压力提升至11.8MPa，排水期缩短至5天，峰值产量提升至6.9吨，同期增油达239吨，达到了预期效果。

③发泡剂+二氧化碳组合方式

针对区块北部油井排水期不长、原油粘度大、油井产量递减速度快的井，以配套二氧化碳降粘气为主，提高油井稳产能力，延长周期生产时间。典型井G3-莲H608井，空白注汽压力15.14MPa，生产时间167天，周期产油量347吨，排水期6天。本轮措施后，峰值产量提升至5.6吨，同期增油达121吨。

2 防气掺油举升技术

由于火驱区块原油粘度大，现场需进行套管掺油生产，针对气大影响举升和掺油的问题，开展以下两方面技术研究。

（1）防气举升技术

离心沉降复合式气锚主要由上下接头、外筒、螺旋体（包含中心管和螺旋片）组成。分为沉降机构和离心结构，沉降结构在上部，离心结构在下部螺旋道处。外筒上有一定数量的小孔，螺旋片与中心管之间通过焊接连接一起，螺旋片内径与中心管外径之间留有一定的缝隙，形成环孔。

沉降分离：抽油泵上冲程时，油气混合流体从气锚外筒上的进油孔进入外筒与中心管之间的环空，先进行向下沉降分离，从外筒进油孔进入气锚环空的油气混合物转向180°向下沉降流动，由于回流效应，气液混合物中的气泡会上浮，通过油套环空排出.

离心分离：气液混合物经过沉降分离后，继续下行，沿着螺旋流道向下作旋转流动，由于气液密度不同，并且由于“紊流化”及离心分离作用，加速了油气混合物中小气泡的聚合，小气泡聚合成大气泡，被聚合的大气泡沿螺旋道内侧向下流动，而密度较大的带有未被分离的小气泡的液流则沿螺旋道外侧流动。沿内侧流动的大气泡不断聚合，并上升至螺旋顶部聚集后形成“气帽”，气体则以连续气流的形式从外筒上端的进油孔排出至套管环空。

（2）防气掺油技术

现场应用同心管掺油工艺，即在油套之间增加一套管柱，内部掺油、外部排气。同时在管柱顶部加装旋流分离器，将套管气带出的少量稀油进行二次分离回掺，满足产气量10000m3/d以下油井正常掺油。

3 现场应用情况

通过开展厚层块状油藏火驱动态调控技术研究与应用，现场应用各项措施45井次，火驱区块日产油量由145吨提升至目前的161吨，各措施增油达到5324吨，措施效果显著，为火驱区块高效开发提供了有效高效的技术支持。

4 结论

（1）通过现场实施不同介质组合方式的高温气体泡沫调剖技术，总结并摸索出了不同介质组合方式实施方案，提高了措施针对性的同时，降低了措施成本。

（2）通过开展防气举升、防气掺油技术研究，在不影响油井正常掺油的情况下，有效解决了火驱区块因气大影响油井举升的问题，确保了油井正常生产。

（3）通过开展厚层块状油藏火驱动态调控技术研究，明显提升了火驱区块开发效果，为同类型的火驱油藏提供了提供了技术借鉴。

参考文献

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[3] 刘强，石鑫，文小虎.氮气泡沫气举过程中的井下腐蚀失效分析[J].腐蚀与防护，2012，（4）：331～334.