改善蒸汽吞吐效果技术研究及应用

摘要：受注汽压力高、出砂严重影响，G区块蒸汽吞吐开发效果逐年变差，低产低效井日益增多，造成储量无法有效动用，为此开展改善注汽效果技术研究，包括超临界注汽技术、降压注汽技术以及化学冷采技术等，现场应用70井次，阶段累增油1.69万吨，平均单井次增油241.4吨，效果显著，低油价下实现提质增效目的。

关键词：稠油油藏;超临界注汽;降压注汽;化学冷采

1.概况

G区块为复杂断块稠油油藏，构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡中部，主力开发目的层为沙河街组沙一、二段油层，含油面积4.55平方公里，石油地质储量885.5万吨，原油性质为普通稠油，20℃地面原油密度0.9425g/cm3，50℃脱气原油粘度2500～5000mPa.s，采用蒸汽吞吐开发，共有油井140口，开井105口，日产液量511.4吨，日产油量202吨，综合含水60.5%，采油速度0.83%，采出程度15.6%，累油汽比0.32。

2.开发存在问题

经过20多年开发历程，G区块蒸汽吞吐开发中存在主要问题有三方面：

一是注汽压力高，蒸汽吞吐效果差。G区块储层砂性以砂砾石为主，粘土含量12.5%，在高温高压下，粘土成分发生转变，蒙脱石含量增加，注汽吸水后膨胀堵塞储层，注汽压力提高，蒸汽吞吐效果变差，如表1所示，区块注汽压力高于18MPa井数55口，占开井数52.4%，平均油汽比仅0.15。

表1  G区块注汽压力情况统计表

二是注汽后出砂严重，影响油井正常生产。首先是区块储层岩石成熟度低，胶结物主要为泥质、钙质，胶结较疏松，注汽后出砂加剧;其次是蒸汽吞吐属于地层能量衰竭式开发，随着吞吐轮次增加，地层能量亏空严重，储层岩石骨架被坏，导致出砂严重。区块共有出砂井40口，占总井数28.6%，其中因注汽后出砂导致低产、关井、捞油井32口，占出砂井数的80%，影响日产油量约50吨。

三是低产低效井数多，所控制储量无法有效动用。受注汽压力高、出砂严重影响，G区块共有低产低效井（日产油小于1吨）52口，占总井数37.1%，控制储量265万吨，采出程度仅10.5%，剩余可采储量47.7万吨。

3.技术对策研究

3.1 超临界注汽技术

当水蒸汽温度为374.3 ℃、压力达到22.05MPa时，成为超临界蒸汽，其具备气体和液体双重特点，即高压、高密度、高热焓值，且粘度低，能快速扩散至地层，增大吞吐半径，改善蒸汽吞吐效果。具体锅炉在参数如下：注汽锅炉额定工作压力35MPa，额定蒸汽温度400℃，额定蒸发量11.2t/h，设计热效率92%。

为满足超临界注汽要求，需要对相关配套设施进行优化设计，首先是注汽井口，关键部件采用锻件，部分零件采用高温合金结构钢，密封件采用进口石墨密封圈和杯状模压密封环，满足高温高压要求（400℃、35MPa）;其次是地面活动管线，材质选用35GrMo，耐压等级为35MPa，采用法兰及高强螺栓连接，柔性石墨密封，确保高温下的机械性能和可靠密封;三是隔热管材质，由常规N80管材优化为P110管材，耐温强度由350℃提高至400℃以上。

3.2降压注汽技术

对于粘土矿物吸水膨胀后导致注汽压力高问题，常规酸化效果差，主要原因是无法解决有机质堵塞，为此研究出集孔道保护、深穿透解堵、有机清洗、储层防膨保护于一体的降压注汽技术，其技术机理主要有两方面：一是解堵技术，解堵药剂体系由有机质清除剂、强穿透剂、孔道保护剂组成，其中有机清除剂溶解有机堵塞物，溶解率可达92%以上，强穿透剂使渗透时间由5.5s下降至2.5s，有效降低酸液流动阻力，增大酸化处理半径，孔道保护剂在孔道壁形成光滑保护膜，降低二次堵塞率，延长酸化有效期。二是储层保护技术，研制出由季铵盐、羟基铝和无机盐构成新型防膨剂，具有无机盐耐高温和有机盐抗膨能力强的双重特点，耐温340℃以上，且抗冲刷能力较强，能达到一轮防膨、多轮受效的效果。

3.3 化学冷采技术

化学冷采技术借助稠油稀化降粘、活性助排以及低碳酸解堵等特性，将各药剂性能优点有机结合起来，借助特殊工艺过程，形成具有解堵、降粘、助排作用的化学采油技术，其主要特性包括多相泡沫暂堵特性、稀化降粘特性、迅速补充地层能量以及防破乳和润湿转向等。

3.4 现场应效果

2020年以来，G区块共实施各类改善注汽效果措施70井次，阶段累增油1.69万吨，效果显著，主要表现在三方面：一是实施超临界注汽35井次，阶段累增油0.85万吨，平均单井次增油242.8吨，吨油成本由165元降至125元;二是实施降压注汽25井次，阶段累增油0.58万吨，平均单井增油232吨，平均单井注汽压力下降3.5MPa;三是实施冷采技术10井次，阶段累增油0.26吨，平均单井增油量260吨，与超临界注汽相比，平均单井停产时间缩短12天，排水期縮短3天，单井节约成本25万元，提高油井生产时率。

4.结论

本文针对G区块注汽吞吐过程中存在问题，开展改善注汽效果技术研究，包括超临界注汽、降压注汽以及化学冷采技术等，现场应用70井次，阶段累增油1.69万吨，平均单井次增油241.4吨，效果显著，可为其它油藏提供借鉴经验。

参考文献：

[1]曾玉强等.稠油蒸汽吞吐开采技术研究概述[J].特种油气藏.2006（06）.

[2] 任芳祥等.辽河油田稠油开发技术与实践[J].特种油气藏.2012（01）.

作者简介：

穆磊，女，1983年9月出生辽宁，汉族，工程师，2009年毕业于大庆石油学院，现就职于中国石油辽河油田分公司从事基建管理工作。