蒸汽驅(qū)汽竄機理分析及現(xiàn)狀評價

符永江(歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

蒸汽驅(qū)汽竄機理分析及現(xiàn)狀評價

符永江(歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

在稠油熱采特別是蒸汽驅(qū)過程中，蒸汽突破即采油井汽竄作為開發(fā)過程中普遍存在且對區(qū)塊開發(fā)效果存在較大影響的因素，一直是各項熱采項目研究中的重點，本文通過對汽竄機理研究入手，進行目的區(qū)塊汽竄現(xiàn)狀評價，進而針對該問題進行較為明確的注采調(diào)控，對蒸汽驅(qū)中后期開發(fā)技術(shù)調(diào)控具備較為重要的指導意義。

蒸汽驅(qū);汽竄;注采調(diào)整

1 汽竄的發(fā)生特點

(1)地層傾角大井組汽竄比例明顯偏高 該區(qū)域位于齊40塊的主體部位北部和西部被斷層所包圍，該區(qū)域內(nèi)地層傾角為10°.25°，該塊汽竄比例明顯超出全區(qū)的井組汽竄比例，說明高傾角區(qū)的井組更容易發(fā)生汽竄現(xiàn)象。

(2)低傾角區(qū)井組的汽竄方向與沉積的主河道方向一致 低傾角區(qū)汽竄井組的沉積主河道效應表現(xiàn)明顯，井組在主河道方向上油層發(fā)育好，滲透性相對較高，油層連通系數(shù)大于0.85，注入蒸汽在高滲流方向上推進速度快。通過該井組蒸汽突破汽竄發(fā)生的方向與沉積主河道方向一致。

(3)注采井間汽竄發(fā)生時間差異較大 注采井間的汽竄多發(fā)生在轉(zhuǎn)驅(qū)后2.3年，少數(shù)發(fā)生在轉(zhuǎn)驅(qū)后1.2年，個別注采井間會因連通好、采油井井底地層虧空嚴重而在轉(zhuǎn)驅(qū)后1年內(nèi)突破，并且隨著開采程度的不斷增加，汽竄情況日益嚴重。鑒于汽竄發(fā)生具有以上特點，分析導致汽竄發(fā)生的油藏條件和操作條件，探討汽竄特征不同的井組控竄方法，對于整個區(qū)塊的汽竄控制工作具有十分重要的指導意義。

2 齊40塊典型井組汽竄機理分析

(1)沉積主河道效應導致蒸汽前緣單向突進 當注入流體與被驅(qū)替流體的流度相同時，橢圓的長軸和短軸的比例保持不變。但是如果前者的流度大于后者的流度時，橢圓的長軸和短軸的比例將會不斷加大，即橢圓會變得越來越扁。這一現(xiàn)象發(fā)生在反九點井網(wǎng)中時，會出現(xiàn)方向性汽竄，油藏中主流線方向和非主流線方向的受熱嚴重不均，不斷注入的熱量大部分用來加熱蒸汽已經(jīng)掃過的油藏，只有很少一點熱量去加熱低溫未動用地帶。

(2) 縱向滲透率級差大使蒸汽在高滲層突破 在蒸汽驅(qū)生產(chǎn)階段由于儲層滲透率級差較大，加之蒸汽和水及原油又存在很大的密度差，在儲層縱向非均質(zhì)性和蒸汽超覆作用的共同作用下導致注入的蒸汽在縱向上受效程度嚴重不均，通過數(shù)值模擬展示的吸汽狀況可以看出隨著滲透率級差的加大單層吸汽強度降低，當滲透率級差在4.0以上時基本不吸汽。顯然，滲透率越高注入流體越容易發(fā)生竄流，造成油層在平面上和縱向上吸汽不均，從而導致油井汽竄發(fā)生。同時，汽竄又將加劇地層出砂，當生產(chǎn)井壓降漏斗內(nèi)有蒸汽注入時，這部分蒸汽就會推動地層砂不斷地向井底運移，彼此相互影響，相互促進，使出砂和汽竄問題日益嚴重。

(3)多輪次蒸汽吞吐已形成部分竄流通道 ①吞吐階段井距小鄰井互竄。齊40塊蒸汽吞吐階段井距逐漸變小，汽竄機率不斷加大，加之沉積主河道的影響引起滲透率在平面的兩個不同方向上差異較大，因此經(jīng)過多輪次吞吐后，吞吐步調(diào)不一致的鄰井間就會發(fā)生汽竄現(xiàn)象。

②超破裂壓力注汽使地層形成微裂縫。當注汽壓力大于地層所能承受的壓力時，會使油層破裂產(chǎn)生微裂縫，蒸汽注入微裂縫，在注入量充足的情況下，蒸汽沿微裂縫極易被推至生產(chǎn)井，造成汽竄。

式中：H為油層埋深880m；A為油層壓縮系數(shù)取值0.4435；Pi

為原始地層壓力8.8MPa，計算得到齊40塊油層880m處的破裂壓力為13.86 MPa。

蒸汽吞吐階段，單井日注汽量在270～350 t/d，由于原油粘度大，油層開發(fā)初期吸汽能力差，在1～3個輪次時注汽壓力大都在15MPa以上，有的甚至達到20MPa以上，這種超破裂壓力注汽在一定時間內(nèi)會在近井地帶形成微小裂縫甚至中長裂縫，而這些裂縫一旦與高滲通道相互溝通，汽竄發(fā)生的幾率將會大大增加。

③吞吐輪次過高使地下虧空嚴重。區(qū)塊平均吞吐9個輪次，單井吞吐輪次差異很大，吞吐輪次最多的18-26C井共計吞吐26個輪次，單井累積產(chǎn)油27752 t，吞吐低于5個輪次的單井其平均累積產(chǎn)油不足3000 t。全區(qū)吞吐結(jié)束時的采出程度為32.1%，累積采注比1.22，采多注少使注汽壓力隨著吞吐輪次增加而降低，統(tǒng)計吞吐輪次為12輪次的單井，平均注汽壓力由首輪次的15.5MPa逐漸下降至7.8MPa。井組轉(zhuǎn)驅(qū)時，單井井底壓力差異大，平均為2.7MPa，最大為4.5 MPa，最小的僅為0.9 MPa，地下虧空嚴重井與注汽井的生產(chǎn)壓差大，導致蒸汽在該方向上推進速度快，蒸汽前緣發(fā)育不均衡。

3 齊40塊蒸汽驅(qū)汽竄現(xiàn)狀評價

3.1 生產(chǎn)井單井突破

(1)井口產(chǎn)液溫度達到90℃以上，井底溫度達到160℃ 以上，有蒸汽產(chǎn)出；(2)產(chǎn)出水分析為注入水；(3)單井采液量和產(chǎn)油量急劇下降，含水快速上升至90%以上；

3.2 注采井組整體突破

(1)井組注入孔隙體積倍數(shù)0.6以上；(2)井組2口以上生產(chǎn)井平均井口產(chǎn)液溫度達到90℃以上，井底溫度160℃以上；(3)井組蒸汽驅(qū)階段，可動油采出程度達到40%以上；(4)井組同時發(fā)生液、油大幅度遞減趨勢；

4 結(jié)語

低傾角區(qū)蒸汽驅(qū)井組的汽竄主要受沉積主河道的影響，平面上的粘性指進導致蒸汽在驅(qū)替前緣突破，小井距、多輪次蒸汽吞吐過程中的超破裂壓力注汽以及地層傷害使地層在轉(zhuǎn)入蒸汽驅(qū)前已經(jīng)形成了部分竄流通道，地下虧空大、壓力差異大促使注入的蒸汽在井組各方向的推進不均衡，隨著開采時間的推進，蒸汽主流道方向的生產(chǎn)井汽竄就會發(fā)生。