超稠油直井輔助雙水平井SAGD技術研究

王江濤

（中國石油新疆油田公司勘探開發研究院，新疆克拉瑪依 834000）

準噶爾盆地西北緣稠油油藏是在長期的地史演化過程中，早期油藏遭到破壞，油氣沿著克－烏斷裂發生二次、三次運移，向上至推覆體上盤超覆尖滅帶形成次生油藏，再經輕質組分散失、水洗氧化以及劇烈的生物降解作用等，最終生成的油藏[1，2]。風城油田侏羅系稠油油藏在區域構造上位于準噶爾盆地西北緣烏夏斷褶帶、夏紅北斷裂上盤中生界超覆尖滅帶上，北以哈拉阿拉特山為界，南鄰瑪湖凹陷北部斜坡帶，油藏上傾方向及下傾方向被斷層切割，由于長期處于區域構造高部位，且儲集體與油源斷裂相連通，是油氣運移的主要指向區。蒸汽輔助重力泄油（SAGD）技術是開發超稠油的一項有效技術，具有驅油效率高、采收率高的優點，目前雙水平井SAGD開發技術在風城油田已歷經10年試驗開發，應用比較成熟，并探索出了一套適合風城油田超稠油老區調整開發的直井輔助SAGD技術。

1 技術原理

直井輔助雙水平井SAGD技術，指的是在SAGD井組側上方部署1口或多口輔助直井，通過直井蒸汽吞吐，形成新的腔體，隨著直井腔體前緣的擴展，與雙水平井SAGD井組原有蒸汽腔逐漸連通融合，增加了蒸汽腔的體積，在重力與驅動力的雙重作用下，采油速度顯著提高，未動用處儲量得到充分動用[3-8]（見圖1）。

2 技術特點及直井輔助效果分析

綜合理論實踐分析，直井輔助SAGD技術與常規SAGD技術對比，主要有以下三方面特點：

（1）SAGD各井組蒸汽腔由于儲層非均質性的影響，發育不均衡，呈現“串珠狀”分布，通過在蒸汽腔發育不好甚至不發育處，針對性部署直井，輔以蒸汽吞吐，促進形成新的汽腔，降低儲層非均質性的影響，達到均衡擴腔、提高采油速度的目的[9]（見圖2a）。

（2）SAGD各井組儲層不同程度上發育夾層，而蒸汽腔遇夾層發育受阻，夾層上方儲量不能得到有效動用，通過在夾層上方部署直井，吞吐造腔，從而動用夾層上方儲量[10，11]（見圖2b）。

圖1 直井輔助雙水平井SAGD機理示意圖

（3）受汽腔形態和井距限制，SAGD蒸汽腔前緣橫向波及范圍有限，相鄰井組汽腔仍未連通，井對間儲層動用緩慢，剩余儲量大，通過在井組間部署直井，吞吐造腔，實現井組汽腔連通，從而動用井間剩余儲量（見圖3）。

圖2 蒸汽腔受儲層非均質性及夾層影響下直井輔助前后模擬圖

圖3 SAGD井組剩余油飽和度平面示意圖

3 直井輔助時機

數值模擬研究了蒸汽腔上升階段和橫向擴展階段直井輔助SAGD試驗效果，模擬結果顯示開展輔助試驗10年，蒸汽腔上升階段與橫向擴展階段累產油相差較少，但上升階段的日產油高峰值比橫向擴展階段提前兩年到來。不同蒸汽腔發育階段溫度場表明，蒸汽腔上升階段比橫向擴展階段吞吐熱連通時間長，蒸汽腔上升階段直井吞吐六輪形成熱連通，蒸汽腔橫向擴展階段只要三輪就可形成熱連通，但轉汽驅后相同時間汽腔發育基本一致，不影響最終產油量，因此蒸汽腔上升或到頂階段均可實施直井輔助SAGD措施，一般SAGD生產2年后，待蒸汽腔發育及水平段動用明確后，即可實施。

4 井距及射孔參數研究

4.1 直井與水平井平面垂向距離

直井和水平井連通與平面垂向距離有關，數模研究表明，在水平井蒸汽腔不發育條件下，直井與SAGD水平段水平距離小于20 m時易形成連通，但波及范圍小，易形成汽竄，當平面垂向距離大于40 m時，難以形成熱連通，開采效果不理想，直井與SAGD水平井平面垂向距離在20 m～40 m時，擴腔作用明顯。目前風城油田Z18-SAGD開發區J3q2層SAGD井組井距為80 m，直井部署在兩對SAGD井組之間時，應考慮SAGD井組蒸汽腔發育情況，當兩側SAGD井組蒸汽腔都發育或都不發育時，直井應部署在兩井中間位置，兩側井距各40 m，一側SAGD井組蒸汽腔不發育時，直井應靠向蒸汽腔不發育的井組，平面垂直距離小于40 m，與蒸汽腔發育一側井組的平面垂距大于40 m。

4.2 射孔參數優化

不同射孔位置，不同射孔厚度影響蒸汽腔的發育情況，分別建立射孔位置在注汽井I井上方、注汽井I井與生產井P井間、P井深度位置的直井輔助數模模型，結果表明，若直井在I井上方一定距離射孔，蒸汽腔呈倒三角模式，連通時間短，油層動用程度低；若直井在生產井P井上方2 m處射孔，吞吐結束后水平井軌跡附近汽腔發育較大，油層動用程度高，因此射孔位置應選擇在P井上方2 m處。

考慮頂部蓋層的熱損失和對下方I井的汽竄影響，分別模擬了在I井上方5 m，射孔厚度分別為3 m、5 m、7 m、9 m的射孔方式，結果顯示，射孔厚度5 m時即形成熱連通。

根據上述研究，綜合考慮下方I井汽竄和上部蓋層熱損失，選擇在P井上方2 m處進行射孔，射孔厚度不小于5 m，同時射孔段應與蓋層保持3 m～5 m避射距離，以減少蓋層熱損失，提高油汽比。

5 結論

（1）SAGD技術作為全世界超稠油開發最高水平的前沿技術之一，經過多年現場試驗，目前已逐步趨于成熟并開始在風城油田規模化應用，直井輔助雙水平井SAGD技術為SAGD高效開發提供了技術支撐；

（2）直井輔助雙水平井SAGD技術與常規SAGD技術相比，降低了超稠油儲層非均質性的影響，達到均衡擴腔、提高采油速度的目的，同時，可以通過在夾層上方部署直井，吞吐造腔，動用夾層上方儲量，也可以在水平井組間部署直井動用井組間剩余儲量；

（3）在蒸汽腔上升階段或橫向擴展階段均可實施直井輔助雙水平井SAGD技術，一般SAGD生產2年后，待蒸汽腔發育及水平段動用明確后，即可實施直井輔助措施；

（4）直井與SAGD井組距離 20 m～40 m時，擴腔作用明顯，保證了熱連通時間和汽驅波及范圍；同時，射孔頂界與蓋層或上部夾層避射距離3 m～5 m時，熱損失減少，油汽比提高，射孔底界在 P井上方2 m以上、緊貼夾層上方時，汽腔發育規模擴大，油層動用程度提高。

杜邦將助力神華寧煤廢水零排放

近日，杜邦（DuPont）水處理解決方案業務部憑借工業高難廢水（近）零排放解決方案獲得寧夏神華寧煤集團寧東礦區礦井水及煤化工廢水處理利用項目。該項目計劃于2019年第一季度投運。

杜邦水處理解決方案業務部最新研發的FILMTECTM 富耐 TMCR100、XC70、XC80，XC-N 和超高壓膜元件能有效應對水源中難以處理的生物與有機污染，降低生產設備運行壓力、能耗和清洗頻率。神華寧煤在具有挑戰性的煤化工廢水項目上全部采用杜邦產品，而相對容易處理的礦井水處理則大部分采用了杜邦產品，確保神華寧煤礦井水實現有效綜合利用。

杜邦水處理亞太區商務總監陳家俊表示：“項目建成后寧東煤化工園區將成為全國甚至全世界第一個實現礦井水零排放的大型綜合性煤炭化學工業園區，對國內工業零排放具有重要的借鑒和示范作用。杜邦的工業高難廢水（近）零排放解決方案能為園區礦井水的回收再利用貢獻力量。”

（摘自中國化工信息2019年第4期）