分層注汽工藝技術的研究應用

鞠明

摘要：淺層稠油油藏普遍存在嚴重的非均質性以及蒸汽吞吐開采過程中油層吸汽不均的現象，導致高滲透層動用程度高，中低滲透層動用程度低，影響油田的開發效果。為此研究了分層注汽管柱，該管柱可以實現不動管柱分層注汽，生產管柱與分層注汽管柱合二為一，減免了注汽管柱起下作業，減少了作業工作量，消除了作業過程中熱能浪費。應用表明，該技術能提高油藏動用程度，提高了油藏最終采收率。

關鍵詞：稠油開發;分層注汽;工藝

樂安油田稠油油藏具有“淺、薄、稠、散”的特點，自開發以來，稠油熱采一直采用傳統的全井光油管籠統蒸汽注入方式。由于受油藏非均質性的影響，油藏的動用程度差異大，高滲油層吸汽量大，吞吐效果好，動用程度高;低滲油層則吸汽量少甚至不吸汽，動用程度差。隨著注汽輪次的增加，高滲油層因吸汽效果好采收率已達較高的水平，開采潛力下降，更嚴重的是有的高滲層甚至形成汽竄，注入蒸汽絕大部分進入其中;而低滲油層注汽不足，造成蒸汽浪費，注汽效率低下，影響了低滲油層原油的開采。針對以上問題我們開展了分層注汽工藝技術的研究。通過分層注汽技術的應用，提高了低滲透層動用程度，減少高滲透層熱損失，提高原油產量，降低采油成本，提高了油藏的最終采收率。

1 考慮和解決的問題

1.1 分層注汽管柱的設計

將 Y341 注汽 封隔器設 置在各 油層單 元 之間，實現油層單元的封堵，把高滲透層與低滲透層有效分開;通過控制配注器配汽嘴的大小，實現單元油層注汽量的控制，達到分層按需注汽的目的;偏心球座設置在對應油層中部，注汽時處于關閉狀態，開抽后，處于打開狀態;安全接頭緊接封隔器，作用是在起管柱時，如果出現意外砂卡，可以通過安全接頭實施 管柱脫開，然后通過脫開管柱沖砂，沖完砂后打撈注汽封隔器以下部分。

1.2 配注器配汽嘴的設計

稠油井分層注汽技術的關鍵之～，在于配注器配汽嘴的設計，它直接影響各注汽單元的注汽量及油井 的整體注汽效果。要準確地計算 出配汽嘴孔徑的大小，首先應了解濕蒸汽的壓力、溫度及干度沿井筒的變化規律，確定出每一給定層位的吸汽壓力、吸汽量等參數。根據所分層數、地層壓力及設計注入量的要求，通過稠油熱采分層注汽軟件對汽水兩相流體流經配汽嘴的能量分析，計算出配汽嘴的孔徑[1]。

2 管柱結構原理及主要技術參數

2.1 結構及原理

分層注汽就是針對油井各小層油層物性的差異，將油層物性相近的小層劃分為一個注汽單元，各注汽單元之間用注汽封隔器封隔開，采用配汽嘴對各單元進行定量注汽，使各油層均衡吸汽。通過稠油熱采分層注汽軟件對油井地層情況（滲透率、飽和度、油層深度等多參數）進行分析，設計出相應層位的注汽量和配注器的孔徑及數量，或者根據油井吸汽剖面測試結果，由地質分析人員確定出各個油層 的注汽量，然后再通過稠油熱采分層注汽軟件設計出各層位配注器的孔徑及數量。根據設計結果，更換配注器器嘴后，組配成分層注汽管柱，按設計圖下人注汽管柱，到位后通過地面泵壓液力座封;之后，投球打開配注器，完成注汽管柱下人作業，便可注汽。在注汽過程中，由于各個層位的配注器器嘴數量不同，有效控制了流人 各層位 的注汽流量，達到分層配汽 的 目的。注汽放噴完畢，下放光桿即可生產。

2.2 主要技術參數

注汽封隔器座封壓力 18～ 20 M Pa 承受工作壓差≤15 M Pa，耐溫≤350 ℃，配 注器 I 打開壓力 5 M Pa;配注器 Ⅱ打開壓力 18～ 20 M P a;注汽封隔器解封負荷 60 kN;適應套管內徑 奪161 m m兩端連接螺紋 M 63.5（21/2 ”）平式油管螺紋。

3 技術創新及特點

與國內同類技術相 比具有 以下創新：

（1）分層注汽管柱與生產管柱合二為一，減少了分層注汽管柱轉成生產管柱的工藝過程，減少了作業工作量，同時也減少了作業過程中的熱能浪費，提高了熱能利用率。

（2）該項技術采用液力式封隔器，封 隔器座封不受溫度限制，適合河南油田注汽現狀。在工具結構設計中，針對稠油熱采井套管多變形的特點，特別注意 了工具 的結構 簡化，大幅度地縮短 了工具設計長度（最長的工具長度 0.96 m），解決 了因套管變形造成工具無法下井的問題，也適應了河南油田注汽井油層隔距小的特點。

（3）雙重密封結構設計，使注汽封隔器具有內外密封都可以達到高溫密封，提高了注汽封隔器密封可靠性。

4 現場試驗

4.1 分層注汽選井原則[1-2]

（1）油層滲透率差異大，層 間矛盾突出的井。

（2）盡可能選油層夾層大的井。

（3）沒有發生汽竄的井。

4.2 現場試驗情況

該技術于2015 年進入現場試驗，截止2017年12 月共現場試驗 67 井次，累計增油 9573 t，工藝成功率達到 100%，有效率 95.5 %。該技術經過2 年多的推廣應用，達到了比較好 的應用效果。

試驗油井產生較好的試驗效果主要有以下原因：

（1）單井注汽量的減少，產油的提高，說明蒸汽熱能得到了有效利用，分層注汽確實產生了效果。

（2）試驗證實 2 m 厚的油層夾層確實沒有串通，固井質量較好。

（3）在注汽上下層之間滲透率差異較大，且注汽上層中各小層滲透率都相對較低，比較接近，保證了蒸汽均勻進入低滲透層。

（4）低滲透率層有效厚度相對較厚（達到 7m），且該井注汽周期相對較少，挖潛可能性較大。

5 結論及認識

（1）對多層系非均質稠油藏來說，分層注汽工藝能有效地解決層 間矛盾，有利于提高油 田的開發效果。

（2）分層注汽工藝可 以實現多層段 的重復不動管柱注汽生產，簡化了工藝過程，減少了作業工作量，減少了作業過程中的熱能浪費。

（3）分層注汽管柱可以在井與井之間的合理配汽方面發揮作用。河南油 田稠油井注汽采用一口鍋爐對應注多口井，采用該工藝可以解決注汽時井與井之間配汽不均的問題，特別是在兩 口或多口注汽井之間滲透率差異相對較大的情況下，采用該技術可以提高注汽效果。對于符合該條件的新井來說，較早地在新井之間使用該技術配汽，可以延長部分新井串通周期，改善井內注汽環境，提高采收率。

參考文獻

[1]陳鳳君，劉軍紅，葉志權等.稠油熱采優化組合注汽技術研究[J].河南石油，2006，20（4）：44～ 46

[2]張順利，許衛華.蒸汽吞吐油藏主要開發指標評價新探[J].河南石油，2006，20（2）：45～ 47