SAGD開發中低物性段改造措施研究

王 猛，王國棟

(1.東北石油大學，黑龍江 大慶 163000;2.中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

1 油藏概況

1.1 地質概況

曙一區杜84塊館陶組油層為巨厚塊狀邊、頂、底水的超稠油油藏［1－2］，整體構造形態為一向南東方向傾斜的單斜構造［3］，地層傾角為2～3°，構造單一，區內無斷層發育，與下覆地層呈不整合接觸;油藏埋深530～640 m，平均油層厚度為106 m，平均孔隙度為36.3%，滲透率為5.54 μm2，粒度中值為0.44 cm，屬高孔、高滲、中—強非均質性儲層。20℃脫氣原油密度為1.007 g/cm3，50℃地面原油黏度為23.19×104mPa·s，膠質瀝青質含量為52.9%。探明含油面積為1.92 km2，石油地質儲量為2626×104t。研究區域含油面積為0.55 km2，石油地質儲量為791×104t。

1.2 開發歷程

館陶油藏自2000年開始部署70 m井距正方形直井井網進行開發，依靠產能建設實現區塊的上產，2003年產量達到高峰，高峰產量達到20×104t，隨后產能建設完成，區塊產量進入快速遞減階段，2005年為彌補產量遞減，在館陶油藏開展SAGD先導實驗，2009年區塊全部轉入SAGD開發，共有8個SAGD井組，形成了18×104t的生產規模，采油速度為2.0% ～2.5%，通過開發方式轉換扭轉了產油量區塊遞減趨勢，實現了重新上產、穩產。

2 存在問題分析

2.1 存在問題

杜84塊館陶油藏經過多年SAGD開發，井組生產效果逐漸變差。先導試驗區4個SAGD井組實施SAGD后單井產量逐漸上升，至2008年單井產量達到高峰，日產油達到120 t/d，但隨開發深入，井組產量逐漸遞減，至目前單井日產油僅為55 t/d，生產效果逐漸變差。

與之對應的是館陶油藏蒸汽腔2008年高度達到40 m，隨后上升停止，SAGD開發進入蒸汽腔橫向擴展階段，該階段SAGD蒸汽熱效率下降，產量也進入下降階段［2］。

2.2 原因分析

針對蒸汽腔不上升的問題，結合測井及巖心資料對油藏地質體進行了重新評價，發現在油藏內存在多個巖性為泥質粉砂巖的低物性段。低物性巖層沉積厚度為0.2～2.0 m，粒度中值為0.12 mm，沉積粒度較細，孔隙度為15% ～25%，平均滲透率為200×10－3～400 ×10－3μm2之間，含油飽和度在40%左右，在電測解釋上表現為低微電極幅度差、中—高聲波時差、高感應值和低中子伽馬的測井響應特征［4］。

館陶油藏屬陸相濕型沖積扇扇中亞相沉積，受古地形、水體能量變化等沉積環境的控制，在垂向上呈多旋回疊置發育特征［5］。從巖心及測井曲線上可以看出，油藏內由于周期性水流能量的強弱變化及平面上沉積差異性，發育多套低物性巖層，其中以640、600、565 m三套低物性巖層發育最為明顯，對SAGD開發的影響最大。綜合各種資料定性描述了油藏低物性巖層平面及空間分布情況［6］:在垂向上發育了多套低物性巖層，平面上連續性較好，橫向展布距離大，局部存在天窗。低物性段的發育，是導致館陶SAGD蒸汽腔上覆受阻、生產效果大幅下降的根本原因。

3 開發技術對策研究

3.1 低物性段改造的可行性分析

館陶油藏內部發育的低物性夾層為泥質粉砂巖沉積，滲透率在200×10－3～400×10－3μm2之間，具有一定的滲透性 (表1)。超稠油對于溫度的敏感性極高，隨著溫度的降低，黏度快速降低，溫度升高到240℃時，原油黏度降至12 mPa·s，流動摩擦阻力較小，但由于低物性段儲層粒度中值小、滲透率低，雖然原油已被加熱至可流動溫度，但重力仍小于表面張力、黏滯力及原油流動后的負壓效應之和，導致原油仍無法泄入下部蒸汽腔中［7］。

表1 杜84塊館陶油層低物性段物性統計

3.2 技術對策研究

分析認為，幾年來低物性段上方原油經蒸汽腔持續烘烤已達到較高溫度，具備一定的流動能力，但原油的重力仍不足以克服流動阻力，因此決定借鑒蒸汽驅的開發理念，在低物性段上方射孔、注汽，提高低物性段上方與蒸汽腔的壓差，將原油驅替至下部的蒸汽腔中。

同時對SAGD井組的開發歷程進行研究及評價，生產歷史也證實了通過射孔可有效動用低物性段上方原油。先導試驗區館平10～13井組注汽直井采用的是低物性段上下同時射孔的方式，轉驅后蒸汽腔快速突破640 m深度的低物性段，在上部形成蒸汽腔，而館平14～17井組采用僅在低物性段下部射孔的方式，蒸汽腔上升受阻。

通過機理的研究及對已有井組開發歷程的評價，最終決定進行注汽井射孔井段調整，對低物性段上方補孔10～15 m，連續注入蒸汽，直接加熱上部油層，改善泄油能力［8］，建立上下蒸汽腔同步泄油模式，改善井組生產效果(圖1)。

圖1 低物性段上部射孔蒸汽腔上升模式

4 措施實施及效果評價

2012年開始在館陶井區實施低物性段改造試驗，先后對15口注汽直井實施低物性段上部補孔，射孔厚度在10～15 m，射孔后注汽井開始注汽。低物性段上部補孔層段吸汽狀況良好，吸汽比例達到60%左右，表明上部油層得到動用。井區內觀察井監測資料反映，低物性段上方溫度上升，溫度曲線由“指型”變成“箱型”，蒸汽腔高度由改造前的20 m上升至40 m，證實了上部蒸汽腔得到動用(圖2)。

圖2 低物性段改造實測后井溫監測曲線

低物性段改造措施實施后，8口水平生產井泄油能力明顯增強，產液量上升，產油量增加，含水率下降，分析認為低物性段上部未動用的高含油飽和度區域受到蒸汽波及，加熱流體突破低物性段泄到下部蒸汽腔中被采出。

實施低物性段改造前，井組日產油量僅為500 t/d，且出現產量下降的趨勢。實施低物性段改造后，井組日產油量逐漸上升，目前日產油量達到700 t/d，含水下降3%，取得顯著的生產效果(圖3)，扭轉了改造前因蒸汽腔上升受阻導致的產量下降趨勢，實現了井組的重新上產。

圖3 館陶井組SAGD階段生產曲線

5 結論

(1)在SAGD開發中，油藏內發育的低物性段可抑制蒸汽腔上升，造成井組提前進入蒸汽腔橫向擴展階段，使熱能消耗大，產量、油汽比下降。

(2)注汽井實施低物性段射孔改造措施，突破了“滲流屏障”，強制動用低物性段上方油層，加快蒸汽腔上升速度，提高熱利用率，生產效果提高。

(3)該技術的成功實施，證實了在SAGD開發中突破低物性段的可行性，對其他SAGD開發區域提高開發效果具有重要的指導作用。

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