SAGD 高效開發(fā)技術在特超稠油開發(fā)中的應用

張?zhí)鹛?/p>

（中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦124000）

特超稠油作為開采潛力巨大的能源，具有十分重要的戰(zhàn)略意義，特超稠油的典型特征包括：膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高、黏度高[1]。由于特超稠油開發(fā)區(qū)域的火山、構造等共同作用，必然會提高特超稠油的開發(fā)難度?；谔爻碛头蔷|(zhì)性的特點，特超稠油開發(fā)一直是能源開采中的研究難點，受到相關學者的重點關注。針對特超稠油開發(fā)研究方面，前人已進行了大量的研究，在特超稠油開發(fā)研究中，一般采用化學法、熱力采油法、物理法以及溶劑法[2]。通過研究表明，特超稠油開發(fā)具有重要意義，但通過上述方法開發(fā)特超稠油普遍存在開發(fā)采收率低的問題。在以往的研究中，由于大部分是在微觀的視角下開發(fā)特超稠油，得出結論存在極大程度上的局限性，無法適用于任何地區(qū)，且所應用的開發(fā)技術較為落后，也制約了特超稠油的開發(fā)進程。為解決特超稠油開發(fā)這一難點問題，SAGD 高效開發(fā)技術是利用蒸汽、輔助、重力和泄油對特超稠油開發(fā)的新技術，在超稠油方面，SAGD是國際發(fā)展的前沿技術。這一理論最初是基于注水采鹽原理，即淡水的注入使固鹽從鹽層中溶解，濃度大的鹽溶液因密度大而向下流動，密度較小的水溶液浮在上面，通過不斷向鹽層上部注水，采出連續(xù)的高濃度鹽溶液。作為目前國內(nèi)最先進的高效開發(fā)技術，以其蒸汽輔助降粘的功能能夠很好地適用于特超稠油開發(fā)中[3]?；诖耍芯縎AGD 高效開發(fā)技術在特超稠油開發(fā)中的應用，希望能夠為日后特超稠油的高效開發(fā)奠定基礎。

1 SAGD 高效開發(fā)技術

SAGD 高效開發(fā)技術中，S 代表的是蒸汽；A 代表的是輔助；G 代表的是重力；D 代表的是泄油，通過重力主導泄油的方式，具有很高的開采效率[4]。SAGD 高效開發(fā)技術機理可分為四個部分，首先，通過注采井同時熱循環(huán)建立連通通道；再由汽腔上升階段，上升產(chǎn)量；而后進入汽腔拓展階段，保持產(chǎn)量穩(wěn)定；最后，通過汽腔下降階段，下降產(chǎn)量。通過SAGD 高效開發(fā)技術機理可知，SAGD 高效開發(fā)技術能夠建立一個獨立的蒸汽腔，進而起到蒸汽輔助降粘的作用，為特超稠油開發(fā)提供良好的環(huán)境。SAGD高效開發(fā)技術作為特超稠油開發(fā)中的前沿技術，應用在特超稠油開發(fā)中是勢在必行的，SAGD 高效開發(fā)技術的篩選標準，如表1 所示。結合表1 所示，為SAGD 高效開發(fā)技術篩選標準。以此為前提，將SAGD 高效開發(fā)技術應用在特超稠油開發(fā)中，具體研究內(nèi)容，如下文所述。

2 特超稠油SAGD 高效開發(fā)技術

2.1 特超稠油特征參數(shù)

表1 SAGD 高效開發(fā)技術篩選標準

為開發(fā)特超稠油，必須要利用SAGD 高效開發(fā)技術精確特超稠油開發(fā)極限控制半徑[5]。優(yōu)先選用PERTEL 軟件對選區(qū)塊建立三維非均質(zhì)地質(zhì)模型，目的是將實際油藏數(shù)值化，使構建的三維非均質(zhì)地質(zhì)模型更加貼近地下裂縫性儲層的實際情況[6]。設特超稠油開發(fā)極限控制半徑為r極限，則其計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，pe是特超稠油開發(fā)中后期約束水飽和度；pw是特超稠油油藏開發(fā)中后期殘余油飽和度；k 是特超稠油開發(fā)中后期驅油效率；μ 是特超稠油選區(qū)塊裂縫水驅治理注入倍數(shù)。以得出的特超稠油開發(fā)極限控制半徑為依據(jù)，確定模擬特超稠油開發(fā)地質(zhì)范圍。首先，確定特超稠油儲層地質(zhì)描述范圍、平面網(wǎng)格及模擬層的劃分。再通過建立精細的特超稠油三維地質(zhì)模型，是精準開發(fā)的關鍵，可以通過數(shù)值模擬對重點區(qū)域進行網(wǎng)格細致研究以提高開發(fā)效率。最后，建立特超稠油儲層平面網(wǎng)格，需要將每個網(wǎng)格塊設定指定的疊前方位各向異性地質(zhì)參數(shù)，設定參數(shù)的過程就是所謂的地質(zhì)平面網(wǎng)格描述。特超稠油儲層描述特征表，如表2 所示，為特超稠油參數(shù)描述特征。

2.2 轉SAGD 時機優(yōu)選

在完成特超稠油特征參數(shù)描述的基礎上，應用SAGD 高效開發(fā)技術進行轉SAGD 時機優(yōu)選[7]。通過三維非均質(zhì)地質(zhì)模型的數(shù)值模擬跟蹤表明，利用轉SAGD 時機優(yōu)選，能夠提高特超稠油開發(fā)的采收率?；赟AGD 高效開發(fā)技術，轉SAGD 時機優(yōu)選的具體流程為：首先，在循環(huán)預熱階段，建立蒸汽腔，再通過在特超稠油開發(fā)吞吐1.2.3 周期后直接轉SAGD 生產(chǎn)。在此過程中，轉SAGD 時機能夠直接影響特超稠油的開發(fā)采收率，通過SAGD高效開發(fā)技術計算井筒熱損失，選擇特超稠油開發(fā)中井筒熱損失最小的時間段為最佳轉SAGD 時機。設井筒熱損失為l，其計算公式，如公式（2）所示。

表2 特超稠油儲層特征描述

在公式（2）中，D 是油汽質(zhì)量比；v 是SAGD 高效開發(fā)技術下特超稠油開采速度；C 是SAGD 高效開發(fā)技術蒸汽腔的采注比；w是注汽干度；t 是水平井預熱階段的吞吐預熱注汽量。通過公式（2），結合特超稠油開發(fā)實際，選定在特超稠油開發(fā)吞吐2 周期后直接轉SAGD 生產(chǎn)，進而確保特超稠油開發(fā)的采收率最大化。

2.3 定位特超稠油開發(fā)點

轉SAGD 時機優(yōu)選后，定位特超稠油開發(fā)點。通過分析特超稠油開發(fā)信號頻散性，明確SAGD 高效開發(fā)技術下吞吐預熱注汽量傳播的速度，會由于頻率的變化而發(fā)生不同的變化[8]。為在特超稠油開發(fā)中獲得高精準的特超稠油開發(fā)點，提高開發(fā)采收率，就必須最大限度上減小特超稠油開發(fā)中的熱損失，盡量保證特超稠油開發(fā)點的聲發(fā)射信號是完整、有效的[9]。根據(jù)SAGD高效開發(fā)技術分析的特超稠油開發(fā)點，可通過廣義的群速度與頻率之間關系變換的表達式得到各固有模態(tài)函數(shù)。設固有模態(tài)函數(shù)為GET，則其具體表達式，如公式（3）所示。

3 實例分析

3.1 實驗準備

為構建實例分析，實驗對象選取某待開發(fā)的特超稠油，并對不同注采井距條件下主要參數(shù)變化加以設定。某待開發(fā)的特超稠油不同注采井距條件下主要參數(shù)，如表3 所示。

表3 某待開發(fā)的特超稠油不同注采井距條件下主要參數(shù)

結合表3 所示，此次實例分析選取的對比指標為特超稠油開發(fā)采收率，采收率作為衡量油田開發(fā)水平高低的關鍵指標，能夠有效反映出油田開發(fā)效率，開發(fā)采收率越高代表特超稠油開發(fā)的效率越高。首先，使用設計開發(fā)方法對特超稠油基于SAGD 高效開發(fā)技術進行開發(fā)，通過核查工具-Qacenter 測得其開發(fā)采收率，設置為實驗組。再使用傳統(tǒng)開發(fā)方法對特超稠油進行開發(fā)，同樣通過核查工具-Qacenter 測得其開發(fā)采收率，設置為對照組。為避免偶然現(xiàn)象的出現(xiàn)，在此次的實例分析中,共進行8 次實驗。針對核查工具-QAcenter 測得的開發(fā)采收率，記錄實驗結果。

圖1 特超稠油開發(fā)采收率對比圖

3.2 實驗結果與分析

采集上述實驗數(shù)據(jù)，收集以上實驗數(shù)據(jù)，對比兩種開發(fā)方法下的開發(fā)采收率和特超稠油開發(fā)采收率，如圖1 所示。通過圖1可得出如下的結論：設計的開發(fā)方法開發(fā)采收率最高可達89.96%，對照組僅為25.78 %。設計的開發(fā)方法開發(fā)采收率明顯高于對照組，特超稠油開發(fā)的效率更高。通過實驗結果證明，所設計的開發(fā)方法其各項功能均可以滿足特超稠油開發(fā)總體要求，可以廣泛應用于特超稠油開發(fā)方面。

結束語

通過SAGD 高效開發(fā)技術在特超稠油開發(fā)中的應用，能夠取得一定的應用成果，解決傳統(tǒng)特超稠油開發(fā)中存在的問題。由此可見，設計的開發(fā)方法是具有現(xiàn)實意義的，能夠指導特超稠油開發(fā)方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應加大設計方法在特超稠油開發(fā)中的應用力度。目前，國內(nèi)外針對SAGD 高效開發(fā)技術在特超稠油開發(fā)中的應用研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進一步對特超稠油開發(fā)優(yōu)化方法進行深入研究，為提高特超稠油開發(fā)的采收率提供參考。