SAGD時移微重力監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

唐亮（中國石油遼河油田分公司，遼寧盤錦 124010）

SAGD時移微重力監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

唐亮
（中國石油遼河油田分公司，遼寧盤錦 124010）

SAGD時移微重力監(jiān)測技術(shù)是利用時移微重力監(jiān)測SAGD開發(fā)過程中蒸汽腔的擴(kuò)展情況，包括擴(kuò)展方向與速度，本論文是利用該技術(shù)總結(jié)油藏流體發(fā)生驅(qū)替、運移過程中蒸汽腔的變化規(guī)律，分析剩余油分布區(qū)域，制定注采井網(wǎng)完善方案，進(jìn)而指導(dǎo)SAGD生產(chǎn)調(diào)控。研究表明，這種技術(shù)的應(yīng)用對超稠油SAGD開發(fā)具有一定的理論和實際意義。

時移微重力 SAGD 蒸汽腔 超稠油 監(jiān)測技術(shù)

1　概況

遼河油田D塊G油藏為一超稠油油藏，油藏埋藏淺，埋深530～640m，厚度大，平均油層厚度106m，孔隙度為36%，滲透率為5.54μ m2，研究區(qū)域含油面積0.2km2，地質(zhì)儲量249×104t。該區(qū)域1997年投入開發(fā)，先期采取蒸汽吞吐開發(fā)，2005年開始采用直井與水平井組合SAGD（蒸汽輔助重力泄油）技術(shù)進(jìn)行開發(fā)［1］，取得了較好的開發(fā)效果。在SAGD開發(fā)過程中，監(jiān)測蒸汽腔的擴(kuò)展情況尤為重要，目前主要的監(jiān)測方法是利用觀察井監(jiān)測系統(tǒng)［2］，但觀察井監(jiān)測的范圍有限，亟需尋求一種新的監(jiān)測技術(shù)，分析蒸汽腔擴(kuò)展規(guī)律，以尋找剩余油分布區(qū)域。

圖1　時移微重力正演簡化模型

圖2　時移微重力正演簡化模型2計算結(jié)果

圖3　杜84-61-59區(qū)域微重力異常變化

圖4　杜84-館觀24井溫變化曲線

圖5　時移微重力-20 μGal重力異常疊合圖

圖6　館陶先導(dǎo)試驗區(qū)水平井生產(chǎn)曲線

時移微重力是對地球重力場的空間和時間變化進(jìn)行地重復(fù)測量。在油氣生產(chǎn)過程中，地下物質(zhì)會重新分布，進(jìn)而導(dǎo)致局部重力場產(chǎn)生變化。當(dāng)重力變化量達(dá)到重力儀的儀器精度時（μGal級），通過時移微重力測量，我們就有可以對油氣儲層內(nèi)物質(zhì)的運移過程進(jìn)行定性或定量描述［3］。通過時移微重力監(jiān)測技術(shù)，與生產(chǎn)實際相結(jié)合，進(jìn)一步分析蒸汽腔變化及油藏發(fā)育變化，達(dá)到改善油藏開發(fā)效果的目的。

2　時移微重力模型計算

計算某個地質(zhì)體所引起的重力異常，首先根據(jù)牛頓萬有引力公式計算地質(zhì)體的剩余質(zhì)量引起的引力位，然后再求出引力位沿重力方向的導(dǎo)數(shù)，便得到重力異常。為研究SAGD開發(fā)過程中注蒸汽引起地下重力變化的規(guī)律及監(jiān)測數(shù)量級范圍，建立以研究區(qū)油藏參數(shù)為基礎(chǔ)的簡化模型（圖1），油層設(shè)為580-660米，厚度80米，其中層2為注汽層，初期厚度數(shù)值為0m，若儲層孔隙全部被蒸汽填充，密度約為1.98g/cm3（含儲層骨架），層3為稠油層，初期厚度數(shù)值為80m，若儲層孔隙全部被稠油填充，密度約為2.43g/cm3（含儲層骨架）。

在此基礎(chǔ)上進(jìn)行2種模型計算，模型1是模擬注汽初期，注汽層厚度為恒定值1m，密度不斷變化下重力變化值，模型2是模擬隨著注汽量增大，注汽層厚度不斷增加，注汽層密度不斷減小引起的重力變化值。

表1為模型1計算結(jié)果，分別模擬孔隙開始充填水蒸汽到全部充填水蒸汽時的密度變化引起的重力變化值，可以看出，當(dāng)空隙中全部填充水蒸汽時，密度差可達(dá)0.45g/cm3，重力變化值最大為14.43 μGal。圖2為模型2計算結(jié)果，可以看出蒸汽腔高度與重力變化值成冪關(guān)系曲線，由于油藏體積龐大，引起的重力變化約在幾十微伽到幾百微伽，在可觀測范圍內(nèi)，通過觀測研究這種密度的變化，可以監(jiān)測開發(fā)過程中油藏的變化。

表1　時移微重力正演簡化模型1計算結(jié)果

3　時移微重力解釋結(jié)果分析

3.1監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

時移微重力測區(qū)為D塊G油層SAGD開采區(qū)，測線線距25m，測點點距為12.5m，即測點網(wǎng)格為25m×12.5m（測區(qū)的西南加密區(qū)線距為12.5m，網(wǎng)格為12.5m×12.5m），共設(shè)計測點705個。

3.2時移微重力監(jiān)測主要結(jié)果

該區(qū)域自2009年至2013年共進(jìn)行了5次時移微重力監(jiān)測，從整體變化趨勢看，主要具有以下2個特點：

（1）工區(qū)內(nèi)80%區(qū)域體現(xiàn)為負(fù)異常。試驗區(qū)在監(jiān)測期間，階段注汽144×104t，累產(chǎn)油35×104t，累產(chǎn)水130×104t，階段油汽比0.24，采注比1.14，回采水率90%，階段采出程度16.2%，蒸汽腔體積增大44× 104m3，蒸汽腔高度平均上升11m，說明先導(dǎo)試驗區(qū)地下原油被大量采出，原油體積被大量蒸汽充填。根據(jù)模型計算先導(dǎo)試驗區(qū)微重力變化在-15μGal左右。

同時，結(jié)合觀察井監(jiān)測資料進(jìn)行分析，以杜84-61-59井區(qū)為例，從該井區(qū)觀察井監(jiān)測資料上可以分析出，2009年至2013年汽腔高度上升了25m，通過微重力變化計算模型2，計算出該區(qū)域4年異常值下降了80～120微伽，而微重力監(jiān)測測得微重力值為-95μGal，與模型計算結(jié)果相近（圖3-圖4）。

（2）描述了蒸汽腔擴(kuò)展情況。通過對微重力分離和異常提取，得到描述蒸汽腔剩余重力異常，蒸汽腔范圍逐年擴(kuò)大，基本擴(kuò)展規(guī)律是首先從注汽井向水平生產(chǎn)井?dāng)U展，蒸汽腔形態(tài)為長條形，垂直于水平井生產(chǎn)井，注采井間蒸汽腔完全連通后，開始向注汽井與注汽井間發(fā)育，即平行水平井軸向擴(kuò)展，最終在一定范圍內(nèi)連片發(fā)育。目前已發(fā)育成三片蒸汽腔（A、B、C腔），根據(jù)蒸汽腔擴(kuò)展形態(tài)，可以有效指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)控（圖5）。

4　時移微重力監(jiān)測結(jié)果應(yīng)用實施效果

通過利用時移微重力異常分析，尋找剩余油分布區(qū)，調(diào)整注汽井點，完善注采井網(wǎng)，有效地解決了油藏平面動用不均問題，在該區(qū)域共增加、調(diào)整4個注汽井點，方案過實施后，累積注汽64.5×104t，累積產(chǎn)油22.4×104t，油汽比0.35，試驗區(qū)4口水平井日產(chǎn)油由264t上升至400t，日產(chǎn)油提高了136t，含水下降6%，取得較好生產(chǎn)效果（圖6）。

5　結(jié)語

（1）時移微重力監(jiān)測結(jié)果與試驗區(qū)內(nèi)注采關(guān)系、觀察井監(jiān)測資料等具有較好的相關(guān)性，分析認(rèn)為測試結(jié)果可靠程度較高。

（2）監(jiān)測結(jié)果的正負(fù)異常變化，能定性描述地下流體發(fā)生驅(qū)替、運移過程，能夠作為動態(tài)調(diào)控的主要依據(jù)。

（3）利用正異常分布變化規(guī)律，尋找潛力區(qū)域，并增加注汽井點，提高泄油能力。

（4）該技術(shù)可擴(kuò)展應(yīng)用于其他開發(fā)方式，并具有指導(dǎo)和借鑒意義。

［1］楊立強(qiáng)，陳月明，王宏遠(yuǎn)，等.超稠油直井-水平井組合蒸汽輔助重力泄油物理和數(shù)值模擬［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，31 （4）：64-69.

［2］尤洪軍，王宏遠(yuǎn)，劉洪濤，等.溫度觀察井系統(tǒng)在超稠油SAGD開發(fā)中的應(yīng)用［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2008，15（3）：90-101.

［3］李玉君，任芳祥，楊立強(qiáng)，等.稠油注蒸汽開采蒸汽腔擴(kuò)展形態(tài)4D微重力測量技術(shù)［J］.石油勘探與開發(fā)，2013，40（3）：381-384.

國家科技重大專項課題《蒸汽輔助重力泄油提高采收率技術(shù)》（2011ZX05012-001）。