遼河油田蒸汽驅(qū)井間監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用與研究

該文從井間監(jiān)測技術(shù)的基本原理入手，針對遼河齊40塊蒸汽驅(qū)開發(fā)存在的問題，通過井間示蹤監(jiān)測確定汽驅(qū)井注入蒸汽在油層平面和縱向上的推進(jìn)速度及方向，分析油層連通情況，確定注入蒸汽的波及情況，從而對汽驅(qū)井組效果進(jìn)行評價，為下步措施及方案調(diào)整提供依據(jù)。

蒸汽驅(qū)；氣體示蹤；井間監(jiān)測技術(shù)；井組地質(zhì)建模

齊40塊構(gòu)造上位于遼河斷陷盆地西部凹陷西斜坡上臺階中段，該塊開發(fā)目的層為蓮花油層，原油屬高密度、高粘度、低凝固點(diǎn)稠油。該塊目前主要的開采方式為蒸汽驅(qū)。本文意在通過對該井組監(jiān)測所取得的認(rèn)識，為該塊工業(yè)化轉(zhuǎn)驅(qū)整體評價提供一定的指導(dǎo)意義，同時也為稠油的蒸汽驅(qū)開采技術(shù)積累一些經(jīng)驗(yàn)。

1.監(jiān)測井組概況

齊40-17-028井組位于齊40塊中部偏西北方向，本次監(jiān)測包括1口示蹤劑注入井和周圍16口對應(yīng)的一二線監(jiān)測油井，其中包括齊40-16-028、齊40-17-028、齊40-18-028、齊40-16-281C等井為汽驅(qū)注汽井，開發(fā)層位為蓮2。生產(chǎn)井段位于743.4～884m之間，厚度（m）/層數(shù)區(qū)間為16.6/6～37.9/19。

2.井間示蹤監(jiān)測原理

井間示蹤技術(shù)的基本原理是參照測試井組的有關(guān)動靜態(tài)資料，設(shè)計(jì)測試方案，選擇、制備合適的示蹤劑，在測試井組的注入井中投加示蹤劑，按照制定的取樣制度，在周圍生產(chǎn)井中取樣、制樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行示蹤劑分析，獲取樣品中的示蹤劑含量；同時，繪制出生產(chǎn)井的示蹤劑采出曲線，即示蹤劑隨時間采出的變化曲線。建立測試井組的地質(zhì)模型，將測試井組的示蹤劑采出曲線和動靜態(tài)資料等相關(guān)資料輸入計(jì)算機(jī)軟件，通過擬合計(jì)算和分析，最終得到注入流體的運(yùn)動方向、推進(jìn)速度、波及情況、儲層非均質(zhì)性以及剩余油飽和度等信息資料。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)質(zhì)是將示蹤實(shí)測資料與模擬技術(shù)相結(jié)合，獲得注入流體地下運(yùn)動規(guī)律，求解地質(zhì)參數(shù)和地下流體飽和度信息等資料，為工藝措施及方案調(diào)整提供依據(jù)。

3.示蹤劑的選擇與用量計(jì)算

示蹤劑的選擇原則。目前，用于油田的示蹤劑種類很多，主要有化學(xué)示蹤劑、放射性示蹤劑、同位素示蹤劑，固體、液體、氣體示蹤劑等等，其適用范圍也各不一樣。但在具體的應(yīng)用過程中，一般選擇示蹤劑應(yīng)滿足以下幾個原則：

地層中的背景濃度低，表面吸附量小，彌散系數(shù)很小；與地層礦物不反應(yīng)，與所示蹤的流體相溶；易檢測、靈敏度高；操作簡便，化學(xué)穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性好；無毒、無放射性，安全；來源可靠、成本能夠接受；符合HSE標(biāo)準(zhǔn)，對人體無任何傷害；對其它工藝技術(shù)的開展無任何影響，不污染環(huán)境。

示蹤劑的用量計(jì)算。示蹤劑的注入量，從根本上來講，取決于被跟蹤儲層的體積和分析儀器的最低檢測限，當(dāng)本底數(shù)值較大時，示蹤劑的注入量主要由能否掩蓋本底數(shù)值來決定。Brigham等在假設(shè)按五點(diǎn)法布井、均質(zhì)地層、注采比為1∶1，注入流體和地層流體的流度比為1的條件下，考慮面積掃及的影響及示蹤劑段塞前后的稀釋作用，結(jié)合現(xiàn)場突破和彌散資料，利用Fick擴(kuò)散方程推導(dǎo)出預(yù)測水示蹤劑用量的計(jì)算公式。現(xiàn)場應(yīng)用表明，Brigham-Smith公式具有一定的準(zhǔn)確性，而且適用于對氣體示蹤劑用量的估算，但分散常數(shù)須通過實(shí)驗(yàn)重新求出。對氣體示蹤劑，Brigham-Smith公式為：Gc=14.4h SgCp 0.265L1.735

4.監(jiān)測內(nèi)容

本次氣體示蹤劑監(jiān)測的目的，是為了解齊40-17-028井組汽驅(qū)動態(tài)及周邊對應(yīng)油井的受效情況，定量研究油層的非均質(zhì)性，了解汽驅(qū)的波及情況，同時運(yùn)用氣體示蹤監(jiān)測資料跟蹤評價汽驅(qū)效果。研究內(nèi)容如下：

通過氣體示蹤監(jiān)測確定汽驅(qū)井齊40-17-028井組注汽層段的注入蒸汽在油層平面和縱向上的推進(jìn)速度及方向；分析油層連通情況；對層間非均質(zhì)性進(jìn)行描述；確定注入蒸汽的波及情況；對齊40-17-028井組汽驅(qū)效果進(jìn)行評價，為下步措施及方案調(diào)整提供依據(jù)。

5.綜合分析解釋

地質(zhì)建模。在該井組地質(zhì)建模中，平面上選取以測試井組為中心的一個矩形范圍為研究范圍，從平面上來看，所選的矩形區(qū)域左右長度為354.2m，上下長度為359.3m，研究區(qū)域平面上共0.127km2。針對齊40-17-028井組的示蹤劑測試進(jìn)行了分析，對示蹤劑產(chǎn)出曲線進(jìn)行了擬合，在產(chǎn)出濃度曲線符合較好的情況下得到了地層參數(shù)（大孔道）分布情況。

平面上注汽狀況分析。在本次示蹤監(jiān)測期間，共有12口監(jiān)測井檢測到示蹤劑產(chǎn)出，四口井未檢測到示蹤劑產(chǎn)出。從注汽推進(jìn)速度來看，各井之間差異很大，最快的齊40-18-28井，推進(jìn)速度達(dá)到了18m/d，而齊40-19-291井，只有6.17m/d，多數(shù)井的蒸汽推進(jìn)速度在10-16m/d之間。分析其原因，可能是由于熱的傳播規(guī)律造成：熱汽往往向高處推進(jìn)，注入的蒸汽也一樣，井組的北部及西北部，構(gòu)造相對較高，東南部構(gòu)造位置較低，因此，蒸汽注入后，主要向北部及西北部方向推進(jìn)，速度也比較快，形成了北部見效比較明顯，南部見效較差的現(xiàn)象。

縱向上注汽狀況分析。第1層：該層在齊40-17-028井的測井劃分中對應(yīng)11號小層，該層的相對吸汽量只有2.76%，吸汽量很小，只有東部和南部的4口井存在注汽流線，并且只是一種趨勢，目前來看，還難以形成注汽見效。壓力分布上來看，井組北部的壓力相對比較低。

第2層：該層在齊40-17-028井的測井劃分中對應(yīng)13號小層，與第一層一樣，該層的吸汽量也很小，只有6.11%，難以形成注汽見效；除了西北角的三口井和南部四口井外，該層其它井都存在蒸汽流線趨勢，如果增加該層的注汽量，這些井將容易見到注汽效果；該層壓力分布呈現(xiàn)齊40-17-028井周圍壓力較高，向四周逐漸均勻降低的現(xiàn)象。

第3層：該層在17-028井的測井劃分中對應(yīng)16、17、18號小層，該層的厚度較大，整體上平面分布也相對穩(wěn)定，流線分布上，除了距離較遠(yuǎn)的齊40-19-291井外，其它15口監(jiān)測井都存在蒸汽流線；其相對吸汽量為24.95%，但從目前的情況來看，還沒有形成蒸汽突破，如果適當(dāng)增加該層的注汽量，該層將最容易見效。壓力分布方面，該層在注入井齊40-17-028井周圍用力較高，其它部位由注入井向四周均勻下降，下降的幅度不是很大。

第4層：對應(yīng)齊40-17-028井的第19號小層，該層分布范圍廣且比較穩(wěn)定，厚度大，滲透率高，其相對吸汽量達(dá)到了57.96%，占了全井吸汽量的近五分之三，從擬合的結(jié)果來看，本次示蹤劑突破的12口井，都是在該層突破的。由于該層滲透率高，連通性好，注入的蒸汽在大孔道中快速突破到一線生產(chǎn)井，甚至到達(dá)了二線的生產(chǎn)井。一方面，可以使各井注汽見效，提高油井產(chǎn)量；另一方面，蒸汽快速突破，產(chǎn)生汽竄，也容易降低蒸汽的驅(qū)替效率。

第5層：對應(yīng)齊40-17-028井的第20號小層，該層在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，射開生產(chǎn)的油井不是很多，主要集中在南部，因此，蒸汽流線波及到6口井，從吸汽剖面上看，該層相對吸汽量也只有8.22%，與第一、二層一樣，吸氣量較少，目前也沒有蒸汽突破井。壓力分布上，該層注入井周圍壓力較高，南部壓力相對來說較高，北部壓力較低。

6.結(jié)論與建議

在本次齊40-17-028井組的井間氣體示蹤監(jiān)測中，16口監(jiān)測井有12口井見到了示蹤劑顯示，為進(jìn)一步開展汽驅(qū)動態(tài)分析及措施調(diào)整提供了理論依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了示蹤監(jiān)測的目的。因此，建議如下：

目前齊40-17-028井約三分之二的注入蒸汽都流入了19號小層，使該層蒸汽突破較快，大部分井都產(chǎn)生了汽竄現(xiàn)象，一方面影響了注入蒸汽的效率，另一方面，縱向上其它層因吸汽量較少，特別是第一、二、五這三層，很難實(shí)現(xiàn)注汽見效，第三層目前雖然有一定的吸汽量，但還沒有見到蒸汽突破，因此，建議對17-028井實(shí)施分層注汽，加強(qiáng)第一、二、五層的注汽量，適當(dāng)增加第三層注汽量，控制第四層注汽量，以實(shí)現(xiàn)縱向上均衡開發(fā)。

從本次示蹤的結(jié)果來看，蒸汽構(gòu)造高處流動有一定規(guī)律，因此，建議對比一下其它注汽井的情況，在今后選定注汽井的時候，盡量選擇構(gòu)造低點(diǎn)，讓蒸汽向高處推進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)更多井注汽見效。

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