多层火驱地质影响因素研究

刘洁

摘要：辽河油田稠油火驱已进入规模推广阶段，其中多层火驱转驱规模大，产量占比高。针对平面火线不均、纵向动用程度低等开发难题，从地质角度出发，对地层厚度、渗透率级差、地层倾角、原油性质等参数进行分析，在此基础上对各因素的影响程度进行排序，得出D块多层火驱的主控因素，为多层火驱改善效果提供依据。

关键词：多层火驱;影响因素;地质因素;主控因素

1区块概况

辽河油田D区块油层层数多，单层厚度薄，储层非均质性较强，地层倾角7°～14°，平均孔隙度21.8%，平均渗透率644mD，平均油层厚度30.3m。50℃地面脱气原油粘度415～5000mPa·s，油品类型属普通稠油。

2多层火驱地质影响因素

2.1地层厚度

利用数值模拟方法研究不同地层厚度下火驱特征[1]，设置火驱层厚分别为20m，25m，30m，40m，研究火驱过程中的超覆现象。生产井和注气井全井段射开。在均质模型层厚20m的情况下，火驱前缘可以均匀推进至生产井，超覆不明显。而在层厚40m的情况下，距离注气井大约40m左右超覆至层厚的一半。如不考虑其他技术政策界限的情况下，需要选择20m以内的层进行火驱。因为薄互层的典型特点时砂岩和泥岩交互分布，砂岩和泥岩之间的接触面积很大，基于这种情况，基于基础模型设计2种模型对比夹层的影响：薄互层模型和中厚层模型，两个模型总厚度一样，进一步考察对火驱的影响。

对比两个模型在火驱结束后的顶层温度，薄互层模型火驱的顶层温度较高，主要由燃烧层段传导过来，火驱层段顶层下部温度255℃。中厚层模型，无夹层模型火驱的顶层温度较低，热损失较小，火驱层段顶层下部温度329℃。

可见，薄互层油藏火驱面临的主要问题不仅仅是层间差异，还有一个严峻问题就是薄互层导致的大量热损失。当前注气速度下，厚度5m的薄油层，火驱半年热损失率为50%左右。

2.2渗透率级差

研究三种渗透率模式：均质模式A，反韵律模式B和正韵律模式C，渗透率级差为3。

结果显示，模式A火线均匀推进;模式BC，受渗透率影响，渗透率高的层火线首先突破。如存在贼层，过早突破是该类型油层面临的主要问题，进而研究不同渗透率级差对驱替的影响，观察燃烧前缘发展速度。

火驱的最初1年，火线推进距离和渗透率比值一致，随着火驱的进行，该差异有所缩小（3→2.4），是由于高渗层燃烧充分，焦炭沉积量稍多导致。级差越大所形成的燃烧前缘发展速度差异越大，同样体现出，随时间延长差异有所缩小。

实际油藏由于沉积环境的影响，会存在一定的渗透率平面非均质性，为此，基于基础模型，建立三种平面非均质模型，考察其对火驱的影响程度。示踪剂测试结果显示气体沟通方向为多向多层，不同时间的测试结果对比发现，沟通方向会发生改变，多层多方向的沟通无法判断地下某一层的燃烧及火线推进情况，主要揭示了多层火驱的主要矛盾是层间的非均质性。

2.3地层倾角

基于前述基础模型，改变地层倾角建立数值模拟模型，注气井位于上倾方向，层厚30m，油藏倾角分别为5°和10°。研究地层倾角对生产动态和火驱波及的影响。

当火驱结束时，地层倾角5°时火驱未波及区域比10°倾角时要大，生产动态也能体现出较大倾角形成的重力排液和抑制超覆作用。若将注气井置于下倾方向，无疑增强了气体超覆效应。未启动区域的范围都明显大于上倾注气的情况。倾角越大，不利的影响越大。

统计不同倾角和注气井位置条件下的火驱采出程度（表1），可以发现注气井位于上倾方向时的采出程度普遍高于位于下倾方向，较大地层倾角和布置注气井于上倾方向成为主要的火驱方案布置原则。

注气井位于中间，地层倾角5°-30°，利用数值模拟方法研究最佳的下上井距比。按照同样的见气时间和幅度[2]合理作为均衡驱替的判断条件，合理地选择注气井的下上井距比，可以控制超覆，达到均衡驱替。实际应用时还应结合最终的驱替效果和采出效果综合考虑。

2.4原油性质

随剩余油饱和度的降低，油层中的燃料含量也随之减小，而饱和度过高和粘度过大的因素會导致局部高温，原油消耗量过大的问题出现，对于D块原油，考虑不同剩余油饱和度和原油粘度下的火驱，研究其对采出程度的影响。。

（1）随饱和度的增加，火驱采出程度也明显增加，火驱时饱和度过高和过低都不利于最终采出程度的提高。

（2）试验区驱前采出程度高的区域油井见效率高（表2），但数值模拟计算累产油少，增产效果差。

改变原油黏度为D块目前值的0.5，1.0，1.5，2.0倍，研究黏度和火驱效果的影响。随原油黏度的降低，火线波及范围扩大，气体指进现象趋弱。而且随着原油黏度的增加，火驱前缘推进速度也趋缓。主要原因是由于黏度增加会导致流动性变差，热传递也受到限制，所以火线推进速度会趋缓。

燃烧区温度没有明显变化，由于火烧区域范围较大和原油流动性变好，累产量相对较高。最低黏度下累产约为最高黏度累产的2倍弱。

3多层火驱主控因素

基于以上研究结果，总结D块多层火驱主控因素如表3所示。

油层厚度固然为重要因素，但是D块属于薄互层油藏，且试验区地层倾角较小，故第三位因素饱和度成为D块的一级主控因素，接下来就是黏度和级差，故D块多层火驱的主控因素确定在饱和度、黏度和级差。

参考文献：

[1]宁奎，袁士宝，蒋海岩，等.火烧油层理论与实践[M].东营：中国石油大学出版社，2010：124-126.

[2]王艳辉，陈亚平，李少池.火烧驱油特征的实验研究[J].石油勘探与开发，2000，27（1）：69-71.

[3] 关文龙，宫宇宁，唐君实，宋扬，李秋.多层油藏火驱开发模式探讨[J].特种油气藏.2020（06）.60-66