辽河中深层稠油蒸汽驱技术研究与应用

尚策

勘探开发研究院稠油所 辽宁 盘锦 124010

引言

石油是极为重要的社会资源，其能够在工业生产、交通运输等方面发挥不可替代的重要作用，保证石油资源开采技术的先进性及应用价值，是促进中国社会稳定发展的必然手段。我国拥有丰富的稠油油藏，但是其开采难度比常规油藏更大，因此往往得不到有效开采和利用，辽河油田对中深层稠油开采技术进行了尝试和验证，发现了蒸汽驱技术在中深层稠油开采中的应用价值。在这种情况下，对本课题进行深入研究，显然具有一定的现实意义[1]。

1 研究背景

辽河油田是我国最大的稠油开采基地，已经确定的稠油储量占据全国稠油储量的一半以上，其稠油年产量超过全国稠油年产量的52%，对中深层稠油开采技术进行研究，有助于辽河油田自身发展、有利于我国石油资源的稳定供应。从20世纪八十年代至今，辽河油田始终采取蒸汽吞吐技术进行开采，经四十年时间其已经进入开发后期，原有的吞吐技术无法对井间大量的剩余油进行开采，时至今日蒸汽吞吐技术的实际采收率已经不足30%。而蒸汽驱技术的应用，则能够解决这一问题，能够对井间剩余油进行有效开采，整体采收率可达到50%左右[2]。

蒸汽驱技术是一种成型已久、具有稳定应用效果的开采技术，国外的蒸汽驱技术已经十分成熟，能够对500m以内的浅层稠油进行有效开采，然而辽河油田稠油埋藏深度为1000m左右，属于中深层稠油油藏，国外的蒸汽驱技术无法在辽河油田发挥应有作用。在这种情况下，辽河油田根据蒸汽驱技术原理，进行了多次蒸汽驱先导试验，最终实现了核心技术上的突破，在齐40块实现了工业化转驱，从根本上保证了中深层稠油油藏的开采质量。

2 辽河中深层稠油蒸汽驱技术

2.1 蒸汽驱油藏工程优化设计

第一，确定开发层系。齐40块蒸汽驱设计主体部位包括莲Ⅰ、莲Ⅱ油层2套层系，主要是因为：①开发层系的油层厚度适中，莲Ⅰ油层一般有效厚度为15～23 m，而莲Ⅱ油层一般有效厚度25～45 m。②各个开发层系内都有成熟且位置相对集中的油层，储层连通性也比较可观，其连通系数基本能达到0.8左右，具有突出的开采价值，蒸汽驱技术能够在各开发层系间形成连通效果，保证开采效率。③开发层系间有适中的隔层，能够避免严重的热量损失。第二，确定井网井距。借助蒸汽驱优化设计策略及数值模拟分析技术等，可准确判断齐40块稠油油藏蒸汽驱开发井网井距，经一系列验证计算确定莲Ⅰ油层采用100 m井距进行开采、莲Ⅱ油层和合采区采用70 m井距进行开采。第三，确定注采参数。结合先前成功的蒸汽驱案例和先导试验得到的数值，确定蒸汽驱技术注气速率为1.6～1.8 t/(d·ha·m)。因此，在井距为100m的情况下，其最佳注汽速度为每天100～140t，而在井距为70m的情况下，其最佳注汽速度为每天90～130t[3]。

2.2 蒸汽驱钻采技术研究

第一，钻完井技术。齐40块油层不够密集，因此在进行钻井施工的时候，对表层套管的深度进行了计算，并选择了高强度的TP120TH油层套管保证钻井质量。另外，在利用蒸汽驱技术进行开采时，油层压力已经不足3MPa，很容易发生稠油油藏污染，因此选用了最佳的钻井液，并使之侵入深度保持在15mm左右，保证了钻井的效果。第二，注汽工艺。地面注汽管道利用微孔硅酸钙进行包裹以保证蒸汽通过后仍能维持高温状态，为确保保温效果，将保温材料厚度确定为5cm。除了外加保温材料之外，还采取了利用真空隔热管和封隔器隔热的方式，避免蒸汽通过管道后大幅度降温，该体系一经组装完成可在未来三年内稳定发挥作用。齐40块属于多层稠油油藏，地层结构具有一定的非均质性，因此选择了分层蒸汽驱技术进行开采，工作人员利用计算机对不同地层的配汽量及孔径进行了准确计算，确保了各地层蒸汽驱开采效果。第三，举升工艺。蒸汽驱开采技术有一定的复杂性，不同开采阶段的产液温度截然不同，辽河油田技术人员根据实际情况提出了非金属、金属、陶瓷3类蒸汽驱系列举升技术，能够保证蒸汽驱开采技术的应用效果，解决了高温出砂带来的一系列问题。第四，蒸汽驱高温不压井作业。这一技术的合理应用，使井下高温作业问题得到了解决，其能够在260℃、21MPa的恶劣条件下稳定运行，适应能力非常强、适用范围广泛，可根据实际情况进行手动控制或自动控制，在中深层稠油蒸汽驱开采过程中发挥了重要作用。

2.3 辽河中深层稠油蒸汽驱技术应用结论

齐40块稠油油藏在蒸汽驱技术下得到了妥善开采，这证明了蒸汽驱技术经过适当改造后，能够在中深层稠油当中发挥作用。以蒸汽驱开采技术参数界限为基础，结合中深层稠油实际情况进行的参数优化，具有实际应用价值。隔热注汽技术和高温举升技术具有一定的应用价值。与辽河油田类似的中深层稠油油藏能够得到大规模的工业化开采[4]。

3 结束语

辽河油田是中国最大的稠油开采基地，地跨辽宁、内蒙古等省份的12个地市，整体面积十分可观且拥有丰富的稠油储备，经过多年发展与研究，辽河油田的中深层稠油蒸汽驱技术已经比较完善。在井网井距、注汽速度、开发层系的确定方面有着独到经验，同时还在举升工艺、注汽工艺、钻完井技术等技术中取得了突出的研究成果，以齐40块为代表的中深层稠油蒸汽驱开采取得了喜人成就，值得进行研究与总结。