稠油蒸汽驅(qū)注采井射孔方式
石油人才網(wǎng)
發(fā)布時間: 2010/9/7 9:03:31
文章來源:中石油網(wǎng)
 
 
 
 
 
 
 
遼河油田蒸汽驅(qū)試驗始于1988年,由于當(dāng)時的油藏條件、方案設(shè)計、射孔方式、工藝技術(shù)等諸多原因,均沒取得預(yù)期效果。1998年齊40塊又開展了4個井組的蒸汽驅(qū)試驗,2001年獲得了突破性效果。2005年該塊實施工業(yè)化蒸汽驅(qū)開發(fā),至今已有150個井組的規(guī)模,形成了適合蒸汽驅(qū)的注采配套工藝技術(shù)及行之有效的調(diào)整措施。同時也暴露出一些問題。
 
    一、蒸汽驅(qū)出現(xiàn)的主要問題
 
遼河油田稠油油藏埋藏深度、油層層數(shù)及油層厚度變化較大。埋藏淺的600m左右,深達(dá)2400m,一般700~1600m之間。同時,存在著油層單一的塊狀油藏,也存在著層數(shù)從幾層到幾十層的層狀油藏。油層有效厚度薄的10m左右,厚的達(dá)100m以上,一般為15~60m。油藏主要由扇三角洲沉積砂體構(gòu)成,以扇三角洲前緣亞相為主。發(fā)育水下分流河道、河口砂壩、分流間及前緣薄層砂四種微相類型。沉積微相組合決定儲層物性好、但非均質(zhì)性嚴(yán)重。滲透率一般在0.3~2μm2,孔隙度20%~35%,具有大孔、細(xì)喉的特點,平均孔寬20~100μm。滲透率變異系數(shù)一般在0.6左右,可達(dá)0.8以上;滲透率級差一般在10左右,1750;突進(jìn)系數(shù)在2~8之間。
蒸汽驅(qū)過程中出現(xiàn)的主要問題,一是在厚油層中蒸汽超覆,二是個別高滲層過早發(fā)生蒸汽突破。
    1.蒸汽超覆
在注蒸汽過程中,由于蒸汽密度低,注入的蒸汽向油層頂部擴(kuò)散,從而形成汽液接觸面趨于頂部超覆的現(xiàn)象。在厚油層中此現(xiàn)象較為嚴(yán)重,油層中上部動用好,含油飽和度變化明顯,油層下部動用差,蒸汽的熱利用率較低。為此,對單層厚度大于5m的油層,采取了只在油層下部射孔的方式。
2.高滲層過早蒸汽突破
在熱采初期的蒸汽吞吐階段,采用一次性完井程序,即油層全部射開,各層孔密一致。結(jié)果縱向油層間動用極不均衡,因為高滲透層啟動壓差小,容易吸汽,低滲透層吸汽較少,甚至不吸汽。注汽后開井生產(chǎn),高滲層產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低滲層。蒸汽吞吐階段是利用天然能量消耗式開采,因此,高滲層壓降就越來越大于低滲層。進(jìn)入蒸汽驅(qū)開發(fā)后,這種層間動用矛盾更不斷加劇,位于沉積河道、壓力低的高滲層,易造成蒸汽過早突破。為此,曾采用過二次射孔和限流射孔方式。
 
    二、曾采用的射孔方式簡介
 
    1.二次射孔方式
生產(chǎn)井次射孔,只射開滲透率較低的中、低滲層。吞吐生產(chǎn)一段時間后,中、低滲層油層壓力下降。第二次射孔再打開高滲層,以達(dá)到調(diào)整油層壓差,使油層縱向均勻動用。但這種方式效果有限,還增加了生產(chǎn)井作業(yè)工作量。特別是第二次射孔,油層已經(jīng)降壓,壓井液易造成油層傷害。因此,二次射孔方式,做為改善油藏開發(fā)效果的一種措施,只能在局部應(yīng)用。
另據(jù)研究,目前通常采用的壁厚9.19mm套管,射孔密度在16孔/m以下時,孔眼對套管抗擠壓強(qiáng)度沒有影響。而射孔密度大于16孔/m時,套管強(qiáng)度會有所降低。所以,射孔密度一般采用16孔/m。
    2.限流射孔方式
這種技術(shù)應(yīng)用了蒸汽通過孔眼臨界流動原理,即蒸汽在臨界流動狀態(tài)下,注入蒸汽的流速受孔眼直徑和井底注入壓力的限制。所以,控制孔眼直徑、射孔孔數(shù)以及井底注入壓力,就能調(diào)整各層吸汽狀況,使高滲層不以“賊層”出現(xiàn),不會過早蒸汽突破。對于完井井段較長的注入井,隨著深度的增加,蒸汽干度會有所降低。但在臨界流動狀態(tài)下,蒸汽干度的這種分布,對井段上下油層相對熱量注入沒有影響,即限流射孔技術(shù)具有熱平衡效應(yīng)。但由于目前在深井和現(xiàn)有工藝技術(shù)條件下,井下蒸汽很難達(dá)到臨界流動狀態(tài)。另外,限流射孔用于調(diào)整層間動用矛盾的作用是很有限的,對于滲透率極差太大的油藏,難以達(dá)到應(yīng)有的效果。
 
    三、新注采井射孔方式
 
二次射孔和限流射孔各有其局限性。二次射孔對壓降過大的油藏,容易造成污染。限流射孔在埋藏較深的油藏,難以達(dá)到臨界流動狀態(tài)。遼河油田新蒸汽驅(qū)方案設(shè)計,對井況較差、吞吐時間較長的稠油老區(qū),注汽井全部更新、生產(chǎn)井選擇性更新。油層部位采用壁厚17.4mm套管,并確定了新的注采井射孔方式。
    1.新注汽井射孔方式
(1)單層厚度大于10m的油層射開下部1/3,單層厚度在5~10m之間的油層射開下部1/2;單層厚度在2~5m之間的油層射開下部2/3。    
(2)射孔密度按油層滲透率級差確定。射孔層滲透率與射孔井段內(nèi)滲透率級差大于4時,孔密16孔/m;滲透率級差3~4時,孔密12孔/m;滲透率級差2~3時,孔密8孔/m;滲透率級差1~2時,孔密4孔/m。
(3)對于油層縱向動用較好的注汽井,嚴(yán)格按滲透率級差確定射孔密度。油層縱向動用較差的注汽井,個別與生產(chǎn)井油層連通的差層要增加射孔密度,原來動用較差的層20孔/m,原來沒動用的層24孔/m。
    2.新生產(chǎn)井射孔方式
(1)生產(chǎn)井射孔井段與注汽井必須完全對應(yīng)。
(2)單層厚度大于10m的油層射開下部1/2,單層厚度在5~10m之間的油層射開下部2/3;單層厚度小于 5.0m的油層,全部射開。
(3)射孔密度正常為16孔/m。對個別與注汽井射孔層連通的差層增加射孔密度,原來動用較差的層20孔/m,原來沒動用的層24孔/m。
    3.新射孔方式的優(yōu)勢
(1)在注汽井上,對單層厚度大于2m的油層,避射頂部。有效控制了蒸汽超覆,提高了蒸汽波及效率。
(2)注汽井射孔密度按油層滲透率級差確定,高滲層小孔密4孔/m。避免了高滲層過早蒸汽突破。
(3)由于采取了新型壁厚的套管,可對差層(即吞吐階段動用較差的油層)增加射孔密度??酌茉黾拥?4孔/m,使差層充分動用起來。
 
    四、結(jié)論
 
(1)稠油油藏在經(jīng)歷蒸汽吞吐后轉(zhuǎn)入蒸汽驅(qū)開發(fā),注采井射孔時應(yīng)立足蒸汽驅(qū)開采機(jī)理,按蒸汽驅(qū)注采井射孔方式實施射孔。
(2)測井解釋的油層厚度及滲透率資料,對確定注采井射孔方式至關(guān)重要。尤其注汽井滲透率的解釋結(jié)果,將決定注汽井各油層的射孔密度。而注汽井油層射孔的合理與否,對蒸汽驅(qū)效果影響很大。
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