稠油油藏地質控制因素對注汽開發效果的影響分析

張紅香　陳少鴻　劉清　馬志國　王勇

摘 要：目前整體部署水平井的區塊均采用注蒸汽吞吐或HDCS方式開發，預測主要整體水平井開發稠油區塊平均吞吐采收率僅為18.5%，采收率低。對于這部分區塊來說，吞吐后期適時轉蒸汽驅是大幅度提高采收率的必要手段。以稠油油藏的平均油藏地質參數為基礎，建立不同類型油藏水平井井組概念模型，采用油藏數值模擬方法，系統剖析了各種關鍵地質控制因素對水平井蒸汽開發效果的影響。影響水平井蒸汽熱采的地質因素較多，這里主要探討了油藏關鍵地質控制因素（儲層滲透率、原油飽和度、儲層非均質性和地層傾角）的影響，并建立了各因素之間的相關關系圖版。

關鍵詞：注蒸汽吞吐；稠油油藏；地質控制因素；井網井距

以油田稠油油藏的平均油藏地質參數為基礎，建立不同類型油藏水平井井組概念模型，采用油藏數值模擬方法，系統剖析了各種關鍵地質控制因素（儲層滲透率、原油飽和度、儲層非均質性和地層傾角）對蒸汽驅開發效果的影響，建立各因素之間的相關關系，以此來指導稠油區塊蒸汽驅地質條件篩選及水平井蒸汽驅開發過程中合理井網井距的規劃部署。

1儲層滲透率對水平井蒸汽驅的影響

儲層滲透率對水平井蒸汽驅的開發效果有較大影響。隨著儲層滲透率的增大，流體在地下的滲流阻力變小，水平井間熱連通時間變小，蒸汽驅的開發效果變好。因此，對于不同的油藏儲層來說，肯定存在一個滲透率界限值，當儲層滲透率小于此值時，水平井蒸汽驅效果很差，甚至無效。因此，以稠油油藏的典型油藏地質參數為基礎，建立了不同油性、不同儲層滲透率一注一采水平井井組概念模型，模擬研究了不同油性儲層不同滲透率時水平井蒸汽驅的開發效果。隨著儲層滲透率的增大，水平井蒸汽驅的開發效果變好，對應的油藏凈產油量逐漸增加，但增加的幅度逐漸平緩。當儲層滲透率從200mD變化到300mD時，井組水平井蒸汽驅的開發效果明顯好轉，凈產油曲線變化幅度較大；儲層滲透率達到300mD以后，井組水平井蒸汽驅凈產油的變化幅度減緩，再改善儲層的滲透性，對水平井蒸汽驅的開發效果影響不大。分析原因為：油層滲透率越大，地層流體滲流阻力越小，流動能力越強，開發效果越好。這里的300mD就是前面說的儲層水平井蒸汽驅的滲透率極限。

2原油飽和度對水平井蒸汽驅的影響

稠油油藏水平井蒸汽驅前的含油飽和度對汽驅采收率影響很大。針對不同油性的稠油油藏，模擬研究了不同含油飽和度時水平井蒸汽驅的開發效果。不管哪一種油藏類型，隨著原油飽和度的增大，井組的采收率和凈產油量都逐漸增加。分析原因為：含油飽和度增加將降低蒸汽驅的熱損失。大部分熱量將用于加熱原油，蒸汽熱利用率提高；原油飽和度越低，含水飽和度相應越高，從而使注入的熱量過多地消耗在對地層水的加熱上，熱利用效率降低。從不同油性水平井蒸汽驅的研究看，各種油性的含油飽和度極限分別是：普通稠油35%、特稠油38%、超稠油40%、特超稠油45%。根據不同油性稠油油藏水平井蒸汽驅的含油飽和度界限值，建立了水平井蒸汽驅含油飽和度界限與原油粘度的相關關系，關系式為So=35.139e2E-06μo。

3儲層非均質性對水平井蒸汽驅的影響

3.1平面非均質性

在稠油熱采特別是蒸汽驅過程中，儲層滲透率非均質性（特別是縱向滲透率非均質性）對蒸汽驅開采效果影響很大。為研究平面滲透率非均質性對水平井蒸汽驅開發效果的影響規律，模擬研究了注汽水平井位于儲層中上部，生產水平井位于儲層中下部時，生產井和注汽井布置在儲層平面不同位置時水平井井組蒸汽驅的開采效果。隨著儲層平面滲透率級差的增大，油藏采收率降低。當生產井位于儲層低滲帶，注汽井位于儲層高滲帶時，即方案①，隨著儲層平面滲透率級差的增大，油藏采收率先增加后減小，采收率高點出現在滲透率級差5左右。雖然隨著儲層平面滲透率級差的增大，水平井蒸汽驅的開發效果變差，但變化幅度都不大。

3.2縱向非均質性

在稠油熱采特別是蒸汽驅過程中，儲層縱向滲透率非均質性對蒸汽驅開采效果影響很大，其主要原因是：縱向滲透率存在非均質時，各均質段吸汽能力存在差異，蒸汽沿高滲層竄流而過早地突破，加上蒸汽超覆作用，使其波及系數減小、驅油效率降低，最終導致蒸汽驅采收率降低，開采效果變差。為研究縱向滲透率非均質對水平井蒸汽驅開發效果的影響，模擬研究了注汽水平井位于儲層中上部、生產水平井位于儲層中下部時儲層正韻律和反韻律時水平井井組蒸汽驅的開采效果。從儲層縱向非均質時水平井蒸汽驅縱向溫度場看，在同一韻律（特別是反韻律）下，縱向滲透率非均質性越嚴重，蒸汽突破時間越提前，縱向波及效率越低，導致蒸汽驅開采效果越差。

4地層傾角對水平井蒸汽驅的影響

地層傾角是稠油油藏水平井蒸汽驅的影響因素之一。隨著地層傾角的增大，蒸汽超覆增大，蒸汽吞吐效果變差。因此，模擬不同布井方式不同地層傾角對水平井蒸汽驅開發效果的影響很有必要。

4.1不同布井方式不同地層傾角

根根據目前整體水平井開發區塊的實際情況，采用油藏數值模擬技術，研究了平行于構造和垂直構造布井時不同地層傾角條件下水平井蒸汽驅的開發效果。從研究結果來看，水平井平行于構造的井網形式好于垂直于構造。隨著地層傾角的增大，油藏采收率呈現遞減的趨勢，垂直于構造時變化趨勢更明顯。當地層傾角≤5°時，采收率變化幅度較大，與均質油藏相比差2%～5%；地層傾角>5°后，采收率變化幅度減小。分析原因為：地層傾角的增加對蒸汽熱采不利，傾角越大，蒸汽的重力超覆越嚴重，熱利用率越低，水平井蒸汽驅開發效果越差。

4.2變井距改善不同傾角的影響

對平行于構造不同傾角油藏水平井蒸汽驅的開發效果進行研究。仍和前面研究的思路一樣，應用油藏數值模擬技術，在采用排狀井網形式進行水平井蒸汽驅開采的油藏中選取一個一注兩采的水平井井組單元，對平行于構造不同地層傾角時水平井蒸汽驅的開發效果進行了優化研究。通過研究發現，隨著地層傾角的增大，蒸汽超覆作用越明顯，但當地層傾角增大到一定程度后，容易發生汽竄，影響開發效果。地層傾角超過5°以后，不利于水平井蒸汽驅開發，蒸汽汽竄的影響大于蒸汽超覆對生產井的作用，儲層動用較差，采收率出現急速遞減的趨勢。

因此，對傾角較大的油藏，應采用變井距井網開發。根據不同地層傾角時水平井蒸汽驅構造高、低部位生產井與中間部位注汽井之間的合理井距比值，建立了二者之間的相關關系，關系式為L=1.0144e0.0185θ，式中：L—井距，m；θ—地層傾角，°。以此可以指導存在地層傾角的其它稠油區塊水平井蒸汽驅過程中井網的規劃部署及合理井距的篩選。

參考文獻：

[1]李卉，等.影響水平井蒸汽驅效果地質因素分析[J].特種油氣藏，2016，17（1）：75～77.