防汽竄技術在油田生產中的應用

王虹雅

遼河油田作為開發建設40多年的老油田，產量遞減速度加快。對于采油井在蒸汽吞吐階段，隨著吞吐輪次的增加，地層壓力降低，汽竄現象越來越嚴重。已成為制約采出程度提高的主要矛盾，汽竄現象的發生，使油藏加熱不均勻。防汽竄技術的研究與應用，可以有效控制汽竄，減少產量損失，提高熱能效率，增加稠油產量。

該文主要是針對老油田油井油藏的油井汽竄產生成因、危害進行分析，對于適合稠油藏防治汽竄的方法，并對現場防治汽竄的效果進45-7闡述。

汽竄成因

當油田一相鄰井注汽時，生產井產液量會相應增加，含水量持續上升，井口溫度持續提高；而一旦汽竄嚴重，相鄰井注汽時，生產井產水量將會出現劇烈增加，甚至含水量接近100%，此時也會并伴有一定蒸汽，此為油井汽竄的典型特征。

蒸汽竄。作為具有一定開采歷史的油田區塊，由于井距普遍小，蒸汽吞吐輪次不斷增加，所涉油層形成了一道高滲透通道，蒸汽直接由注入井竄出而進入正常生產的油井，會導致汽竄現象的發生。

熱水竄。汽竄多發生在多周期吞吐后，在稠油蒸汽吞吐的過程中，蒸汽由注入井流向正常生產的油井，沿程熱量出現流失，有一部分會冷凝成水，由油井出來并形成熱水竄，有時還會出現閃蒸現象。

壓力傳導。壓力傳導是油井注汽中的又一種原因，由于相鄰油井注汽的壓力不斷增大，這樣通過高滲層傳導過來后，導致油井產液量持續上升，此時如果不進行控制，就會發生熱水竄和蒸汽竄的現象。

汽竄產生的危害

油井產量出現下降或者大幅下降：注汽效果變差，蒸汽吞吐量流失；油井出液量上升，同時溫度不斷升高，抽采過程中，容易出現出砂和卡泵等故障；儲層開采不平均，蒸汽只向單一方向進行拓展。

造成汽竄的因素

油藏因素。油井發生汽竄主要在高滲透、高孔隙、連通性較好的儲層段，原油一般在多層系合并采收，籠統注入時，層內非均質性越大，儲層特性存在較大差異的情況下油層吸汽能力差異越大，從而造成指狀汽竄，使注入蒸汽會沿著滲流阻力較小的高滲層進入。

注汽輪次。在油田開采過程中，伴隨著吞吐次數的增加和吞吐范圍的增大，在井距相對較小的情況下，井與井之間形成熱水通道，經過多個周期后容易發生汽竄現象。

遼河油田各主力稠油區塊已歷經多年開發，并采取了一系列技術措施，一些注采油井的井距相繼進行了調整，以淺海油區某區塊為例，加密前井距為167米，油井很少發生汽竄。第一次井網加密后，井距為118米，只有少數油井發生汽竄。第二次井網加密后，井距為83米，汽竄成為區塊開發的突出問題。

目前防治汽竄的措施及效果

以前防治汽竄做法。汽竄一旦發生后，現場通過采取了降低注汽速度、關閉油井停止出產和注入泡沫棒等措施能夠緩解汽竄現象，但是，一旦降低注汽速度就會損失更多的熱能，關井停產更會降低產能，都不能很好地解決汽竄問題。我們的目標是要使蒸汽朝低溫未動用區域進行滲透，提高熱效率、油汽比和采收率，擴大波及體積，全力解決這個困擾油井生產的實際難題。

防治汽竄實踐。油層非均質性強、井距小、高輪次吞吐后井間形成高含水熱通道等，是油井蒸汽吞吐階段發生汽竄的主要原因，而且這些因素很難被改變，因此，汽竄現象非常頑固，要通過大量的現場實踐，試驗以多井整體蒸汽吞吐為主、堵竄和分注為輔的治理方法，在防治汽竄中進行有效應用。

整體多井蒸汽吞吐

技術原理。整體多井蒸汽吞吐就是利用多臺注汽鍋爐，以頻繁汽竄的井組為單元集中注汽，采取相同的射孔層位，利用注汽壓力相互封堵汽竄通道，以減少汽竄發生，從而提高蒸汽吞吐效果。

工藝管柱設計。多井整體蒸汽吞吐雖說從理論上可以利用注汽壓力封堵汽竄通道，但若只采取籠統注汽的模式，仍不能有效抑制蒸汽大量進入高滲透層段，減小蒸汽的波及體積，影響吞吐開發效果。因此，我們根據井下套管的完好情況設計了兩套工藝實施方案：

第一套：以分注II型管柱配合同注同采

技術原理分析：為實現II型分層定量注汽而設計的II型定量注汽管柱，分別由分注密封器、熱償器、定量注汽閥、下分注密封器等機構組成。其工作原理是在管柱的原始狀態時，下部注汽單元注汽通道全部關閉，上部單元通道即時開啟，所注入蒸汽全部通過上部注汽通道注入地層，待上部達到預定注汽量后，即時投入鋼球，在主線上迅速封閉注汽的通道，從而在注汽壓力的作用下，推動定量注汽閥下行，同時實現上部注汽單元的關閉和下部注汽單元的開啟，完成下部單元的注汽流程。

第二套：以投球選注配合同注同采

技術原理分析：根據油區井位各油層的滲透率、需要堵層的厚度以及射孔數量，確定需要堵球的數量，在注汽管柱的安裝同時，將收球器、投球器及選堵球分別下至油層上界和下界相應高度處，在注汽過程中，及時向井內投入一定數量、規格的合金球，在蒸汽的推動下，使它們優先進入高滲透層段，強迫低滲透層段吸汽。在注汽過程中，選堵球由汽、水為攜帶液，自動有選擇地封堵吸汽（水）速度高的滲透層炮眼，達到注汽壓力升高、低滲透層啟動的效果，實現大部分蒸汽向中、低滲透層進入，從而達到調整和改善油層的吸汽（水）面，有效封堵油井汽竄，通過啟動中、低滲透層油藏，使所注油井的各個不同層位達到均衡開采，從而達到提高熱采效果及采收率的目的。

適用條件：套管有一定變形，因此無法分別注汽的油井。

化學封竄

工藝原理。以有機物為載體，在地層內形成交聯，無機及有機固體顆粒作為骨架材料，防止顆粒運移；同時通過顆粒在地層中封堵高滲透層和高出水層通道，增加低滲透層的吸汽量。

2008-2009年實施效果。通過現場和室內實驗，相繼完善了凝膠類高溫堵劑，將聚丙烯酰胺、不溶于水的固體顆粒按一定的濃度分散到水溶液中，加入一定量的分散劑、交聯劑、助凝劑和不溶于水的抗高溫固體顆粒，配制成調剖劑，注入地層，在地層溫度下，形成穩定的樹脂復合凝膠，通過物理、化學方式封堵高滲透率地層通道，達到封竄目的。

在蒸汽吞吐中后期，利用恒量配氣、分注II型管柱、投球選注等多個方案相互配合，同注汽同采收，并通過調整蒸汽面，從而實現多井整體蒸汽吞吐等有效方法是目前防治汽竄的成功做法。

化學防竄是生產條件不允許的情況下抑制汽竄的一種有效的補充。將聚丙烯酰胺、不溶于水的固體顆粒按一定的濃度分散到水溶液中，加入一定量的分散劑、交聯劑、助凝劑和不溶于水的抗高溫固體顆粒，配制成調剖劑，注入地層，在地層溫度下，形成穩定的樹脂復合凝膠，通過物理、化學方式封堵地層高滲透率通道，達到堵水封竄的目的。