稠油油藏蒸汽驱提高热利用率研究

作者:许鑫;刘永建;尚策;李巍;孟菊; 刊名:特种油气藏 上传者:晏振军

【摘要】针对现有稠油油藏热利用率计算方法所得结果普遍偏低的问题,在分析油藏中汽水分布规律及热利用率与注入蒸汽干度关系的基础上,运用数值模拟方法,参考辽河油田齐40块实际生产数据,分析了含油饱和度、注采比等主控因素对油层热利用率的影响。同时,结合多层油藏蒸汽驱开发特点及各因素对热利用率所产生的影响,建立热利用率计算公式并对其进行修正,采用修正后的公式对杜229块进行针对性设计。实践结果表明:采用修正公式计算所得热利用率值较未修正值更接近生产实际;采用注汽干度为0. 8、采注比为1. 2、降注量小于15%的操控条件,能够有效保证杜229块油藏汽驱开发的经济性。该研究为改善稠油油藏蒸汽驱效果及经济性提供了技术参考。

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0引言蒸汽驱是目前在技术和经济上比较成功的稠油油藏方式转换开发技术之一[1]。储层非均质性及各生产井工作制度上的差异性造成位于髙渗透方向、高产量且注采井距小的生产井首先发生蒸汽突破现象[2-3],油藏热利用率和经济性均无法得到有效保障。目前稠油油藏热利用率的计算方法主要有威尔曼法[4]、马克斯-兰根海姆法[5]、沃格尔法[6],这些方法普遍建立在活塞式推进驱替模型的基础上,仅考虑顶底盖层的热损失,而忽略了净毛比、含水饱和度、采注比等因素所产生的影响,使得热效率的计算结果普遍偏低,不利于稠油蒸汽驱注采参数的控制以及后期开采方式的优化调整[7]。通过采用油藏工程方法与数值模拟方法相结合的方式,对蒸汽驱热效率的影响因素开展分析研究,确定各个因素对蒸汽驱不同阶段所产生的影响,从而调整注采参数,对油藏工程设计进一步优化,提高蒸汽驱开发效果及经济性。1汽水分布规律蒸汽驱驱油过程是通过向油藏中持续注入蒸汽,对油藏不断加热,从而降低原油黏度,使原油流至生产井底部而被采出。以辽河油田齐40块为例,油藏埋深为-625~-1 050 m,平均孔隙度为31. 5%,平均渗透率为2 062 m D,50℃脱气原油黏度为2 639 m Pa·s。注入油藏中的蒸汽以高温蒸汽和高温热水2种介质形式向周围生产井波及。当油藏压力为2~3 MPa时,对应的饱和蒸汽温度为212~234℃,此时驱替介质以高温蒸汽状态存在。物理模拟结果表明,当温度达到90℃且地下原油黏度低于50 m Pa·s时,原油较易发生流动,通过温度反算,从而确定热水波及的温度为90℃~210℃。利用上述标准,可以判断汽驱过程中汽水的空间分布。由于蒸汽驱油效率好于热水驱油效率,需要确定蒸汽的注入干度[8]。2注入蒸汽干度计算若使一个蒸汽驱油藏能够达到最高采出程度,需要精确估算进入至地层中的净热量(式1),从而保证注入地层中蒸汽的干度(仅考虑进入地层后的热损失,不考虑地面管线和油套环空的热损失)。Q=Qo+Qw+Qg+Qn+QL(1)(1)式中:Q为注入地层的热量,kJ; Qo为原油的吸收的热量,k J; Qw为产出液中水吸收的热量,k J; Qg为岩石骨架吸收的热量,kJ; QL为隔夹层吸收的热量,k J; Qn为顶底盖层吸收的热量,k J。随着油藏进入开发后期,产出液含水率可达80%~90%,而此时地面管线、油套环空及隔夹层等的热量损失在达到一定程度后会维持稳定[10-11]。此时,通过控制产出液的热损失可以有效地调整注入蒸汽的干度值[9]。因此,对不同注入干度下的产出液含水进行分析,可等效为对热损失进行分析。以辽河油田齐40块为例。表1为不同蒸汽干度下的产出液含水率,由表1可知,注入的蒸汽干度越大,产出液的含水率越低;当蒸汽干度大于0. 7时,产出液的含水率基本保持不变。图1为不同蒸汽干度下的热损失,由图1可知,当干度为0. 6~0. 8时热损失较小。综上所述,热利用率在注入蒸汽干度为0. 8时达到最高值。表1不同蒸汽干度下的产出液含水率蒸汽干度0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9含水率/%87. 2 86. 8 86. 4 84. 7 83. 1 81. 8 80. 5 80. 1图1不同蒸汽干度下热损失变化3热利用率影响因素分析3. 1油藏条件应用油藏工程及数值模拟方法对影响热利用率的地质类因素展开研究。研究发现,其主要影响因素包括油藏埋深、油层厚度、含水饱和度、油藏压力以及原油黏度。图2为注入相同热量时,含水饱和度分别为0. 6、0. 3时的数值模拟温度场,由图2可

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