曙光油田稠油復合選配注技術的研究與應用

郭洪軍

（中國石油遼河油田公司曙光采油廠，遼寧盤錦 124109）

曙光油田稠油復合選配注技術的研究與應用

郭洪軍

（中國石油遼河油田公司曙光采油廠，遼寧盤錦 124109）

隨著曙光油田稠油油藏開發時間延長，受油層發育非均質性的影響，油層縱向動用不均衡，開發過程中存在著諸多矛盾，嚴重制約了油井的產能發揮。稠油復合選配注工藝正是為了解決這些矛盾而提出的，該技術將稠油選配注技術和化學處理技術有機結合，綜合應用到不同開發矛盾的油井上，精細油層處理，使措施更具有針對性，有效提高了油井生產時率和吞吐效果，達到經濟高效開發稠油油藏的目的。

曙光油田；稠油熱采；配注技術；管柱結構

曙光油田稠油縱向自下至上，從中上元古界的古潛山到館陶組的繞陽河油層，共有6套含油層系。油藏類型按油層厚度分為塊狀、厚互層狀及薄互層狀稠油油藏，按中國稠油分類標準可劃分為超稠油、特稠油及普通稠油。曙光熱采稠油含油面積41.09 km2，地質儲量36 366.26×104t，主要包括興隆臺、館陶油層的超稠油區塊，大凌河油層的杜210塊、杜239塊、曙1-7-5塊，杜家臺油層的杜66塊、杜48塊、杜84塊及部分蓮花、古潛山油層的零散區塊。目前，曙采共有熱采稠油井2 582口，開井1 557口，日產液17 725 t，日產油4 278 t，綜合含水75.7%，采油速度0.73%，采出程度18.72%，日注汽水平13672 t。2011年累注汽為429.6×104t，年產油為142.3×104t，是曙光油田主力產量組成部分。

1 主要開發矛盾與技術現狀

隨著曙光油田稠油油藏開發時間延長，區塊采出程度提高，地層壓力下降，油井吞吐周期增加，層間物性差異大、縱向儲量動用程度不均成為開發的主要矛盾［1］。超稠油油藏地層發育好，膠結疏松，地層破裂壓力低，油層縱向及平面上非均質性嚴重等因素，造成注汽壓力居高不下，生產周期短，回采水率低，油井出砂、汽竄、出水等等。以興隆臺油層為例。興隆臺油層屬超稠油高孔、中高滲互層狀油藏，縱向非均質性嚴重，在注汽過程中，層間動用不均的矛盾突出。根據近年的吸汽剖面監測資料結合現場生產情況統計，強吸汽層集中在1～2個高滲層，其余油層動用較差，油層平均動用程度為72.3%。普通稠油以杜66區塊為例。該區塊是典型的薄互層狀稠油油藏，根據杜66塊歷年監測資料統計，油層平均動用程度僅為62.4%。由此可知，目前縱向動用程度差異制約著稠油區塊的整體開發水平，使得曙光油田稠油整體開發難度加大［2］。

為了改善稠油注汽效果，往往會配套實施解堵、助排、注二氧化碳等輔助注汽措施，目前這些工藝大多數采用的是籠統注入方式，針對性差。當需要選層注入時，需要對完井的熱采管柱注少量蒸汽，讓熱敏封隔器受熱座封，之后再停爐，在高溫高壓條件下實施解堵或助排的工藝措施。這種方式存在現場組織難度大，熱敏封隔器低溫密封效果不好，影響措施工藝效果，延誤生產時率等問題。另外目前在規模實施了選注技術后，沒有配套規模實施選采技術，這對選注效果影響較大，尤其是層間差異大，主力層高含水的油井，當非主力層選注動用時，主力層會倒灌，影響非主力層的動用；對主力層位于油層上部的油井，這種影響更嚴重。因此為了細化解堵、助排、注二氧化碳等輔助注汽措施，研發了稠油復合選配注技術，以解決油井開發后期存在的矛盾，進一步提高油層動用程度，改善油井吞吐效果［3］。

2 稠油復合選配注技術

稠油復合選配注技術是把分注選注技術和其他的化學技術措施綜合應用到稠油井況復雜的油井上，根據油井實際情況和需要設計井下配套管柱，把稠油油層進一步細化分類，配套應用化學技術，包括化學助排、解堵、二氧化碳等輔助注汽措施等工藝，解決油井開發后期存在的矛盾［4］。

2.1 稠油復合選配注管柱組成

稠油復合選配注管柱主要由雙密封熱采封隔器、定壓爆破裝置和注汽分配器等工具組成。可根據油井的實際需要，優化設計管柱結構，實現油井分層處理和精細注汽。

2.1.1雙密封熱采封隔器

雙密封熱采封隔器（圖1）是多功能稠油井熱采管柱中的技術關鍵。雙密封熱采封隔器主要由上接頭、中心管、液缸、液缸外套、錐形脹體、密封膠筒、壓帽、下接頭等組成。雙作用封隔器配用了兩套不同材質的密封膠筒，分別可以實現低溫、高溫兩種狀態下的密封要求。

圖1 雙密封熱采封隔器結構原理

（1）主要技術參數：最大外徑：144 mm；最小內徑：62 mm；坐封壓力：8～12 MPa；坐封溫度：200℃；耐溫：-40～300℃；耐壓：≥17 MPa。

（2）工作原理：將封隔器下入設計位置后，從油管內加液壓，液壓經下接頭的小孔作用在活塞上，活塞推動鎖套剪斷銷釘使密封環上移壓縮膠筒，使膠筒直徑變大封隔油套環型空間。雙作用完成封隔器首次坐封，實現低溫狀態下的密封封堵放掉油管壓力，因鎖套和卡瓦上的倒馬牙扣鎖在一起，使膠筒不能彈回。注汽時，當注汽溫度達到200℃時，高溫密封件配套的液缸內裝有膨脹藥劑，藥劑在高溫的作用下其體積迅速增加，缸筒內的壓力升高，推動活塞運動，活塞推動錐體擴脹膠筒，再次封隔油套環空。

（3）室內實驗：模擬井下環境對封隔器及整套管柱進行坐封、解封、及耐壓差實驗，液缸施加壓8 MPa，封隔器坐封完畢，打上、下壓差20 MPa，穩壓10 min，壓降小于0.1 MPa，均滿足設計要求，卸掉泵壓后，上提解封成功，技術指標完全達到現場應用的要求。

2.1.2定壓爆破裝置

定壓爆破裝置主要由上接頭、限壓片、定位套、外套、下接頭等組成（圖2）。主要技術參數：最大外徑：148 mm；最小內徑：50 mm；爆破壓力：≤15MPa；耐溫：350℃；耐壓：≥17 MPa。

圖2 定壓爆破裝置結構示意

工作原理：定壓爆破裝置在爆破打開之前處于關閉狀態，在雙密封熱采封隔器通過打壓座封時，起到憋壓作用，使封隔器座封。當油管壓力達到開啟壓力時，限壓片開啟，管柱形成通道。另外通過爆破（15 MPa）產生瞬時的水力沖擊，對油層還具有一定的解堵作用。當定壓爆破裝置打開后，油管內高壓液體以強大的動能進入套管油層段，與油層井段的液體撞擊產生水擊現象，使油層井段產生高壓脈沖，可以在一定程度上解除油層堵塞的問題，從而實現提高油層導流能力的目的，如果配合化學解堵可以達到更好的解堵效果。爆破后的孔可以作為注采一體管柱沉積物進入尾管的入口，避免物體在封隔器上部的沉積。

2.1.3注汽分配器

注汽分配器（圖3）主要由限位滑套、閥球、剪斷銷釘、外殼等組成。注汽分配器在投球之后可以關閉化學堵水井段的通道，打開需要注汽井段的通道。主要技術參數：最大外徑：106 mm；耐溫：350℃；耐壓：≥17 MPa。

圖3 注汽分配器結構示意

2.2 稠油復合選配注管柱技術原理

將稠油復合選配注管柱（圖4）下至設計位置后，通過地面打壓使雙密封熱采封隔器第一次坐封，繼續打壓，定壓爆破裝置爆破，此時根據需要對目的層實施相應的化學處理。注汽時，當溫度達到200℃時封隔器第二次坐封，保證封隔器高溫下密封，同時對目的層實施分層定量注汽。根據油井實際需要，通過優化管柱結構，可進行選配注與化學助排、解堵、暫堵技術、氮氣助排等技術組合應用，有效地解決油井的實際問題，達到油井增產的目的。

3 應用情況與效果分析

圖4 稠油復合選配注管柱示意

稠油復合選配注技術現場實施65井次，措施有效率100%，累計增油16 562 t，平均單井增油254.8 t。措施總投入195萬元，創經濟效益2 540萬元，投入產出比為1∶14，取得了良好的經濟效益和社會效益，應用前景廣闊。

曙1-043-036井，2010年3月第六周期注汽，注汽壓力13.5 MPa，周期生產247 d，周期產油219 t，平均日產油僅為0.9 t。根據該井動態、靜態資料分析，認為該井油層近井地帶污染嚴重，且縱向動用不均衡，因此決定實施選注解堵復合措施，以提高該井縱向動用程度，改善吞吐效果。2011年1月實施解堵選注措施，注汽壓力由上周期的13.5 MPa下降到本周期的10.6 MPa，下降了2.9 MPa。1月27日下泵生產后，已正常生產44天，階段產油147 t，平均日產油3.34 t，目前日產油4.6 t，取得良好效果。

4 結論

（1）研制了雙密封熱采封隔器，可實現低溫、高溫兩種狀態下的封隔器的密封要求，填補了稠油熱采封隔器的一項空白。

（2）稠油復合選配注技術實現了一次管柱完成多種措施的功能，具有減少作業環節、降低措施費用、提高生產時率的優點。

（3）改變了以往解堵、助排等輔助注汽措施的籠統施工方式，實現了有目的性的選層施工方式，提高了該類措施的針對性和有效性。

（4）稠油復合選配注技術施工簡單、成本低、安全可靠，有效改善了油井吞吐效果，具有推廣應用價值。

［1］ 宋向華.稠油化學采油技術概述［J］.特種油氣藏，2004，11（1）：1-4.

［2］ 凌建軍.底水稠油油藏熱力開采文獻綜述［J］.特種油氣藏，1996，3（4）：55-58.

［3］ 李士倫.注氣提高石油采收率技術［M］.成都：四川科學技術出版社，2001：31-32.

［4］ 萬仁溥.采油技術手冊［M］.北京：石油工業出版社，1993：67-69.

With the time extension of heavy oil reservoir development，many problems have been occurred，such as the effect of oil layers heterogeneity and imbalance of producing degree in vertical direction，which has become an important obstacle for oil well production.The injection-allocation technology is therefore put forward to solve these problems.Combined the heavy oil injection-allocation technology and chemical processing technology together，the new technology is comprehensively applied to oil wells and effectively improve the oil well production rate and the stimulation effect，and achieves economic efficient development of heavy oil reservoirs in purpose.

105 Research and application of heavy oil injection and allocation technology in Shuguang oilfield

Guo Hongjun（Shuguang Production Plant of Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin，Liaoning 124109）

Shuguang oilfield；heavy oil thermal recovery；injection-allocation technology；string structure

TE345

A

1673-8217（2012）06-0105-03

2012-06-12

郭洪軍，工程師，1971年生，2003年畢業于大慶石油學院石油工程專業，現從事采油工藝技術研究與推廣工作。

李金華