吞吐稠油水平井調剖效果影響因素研究

黃騰

摘? ?要：水平井具有油藏接觸面積大、產量高等優勢，是油氣田開發的一項重要技術，也是曙光油田穩產的重要支撐。隨著稠油水平井蒸汽吞吐開發的不斷深入，水平段動用不均矛盾日益突出。調剖是改善水平段動用、抑制汽竄的主要手段，文章通過概念模型和實際模型的油藏數值模擬，研究油藏參數、井參數、注汽參數對汽竄和動用程度的影響規律，明確水平井調剖措施效果的影響規律，為后續調剖工藝優化設計提供理論依據。

關鍵詞：稠油;水平井;調剖

1? ? 開展稠油水平井調剖效果影響因素研究重要性

曙光油田共有稠油水平井299口，年產油27.6萬噸，占吞吐產量的23.8%。水平井在開發過程中，受油藏非均質性影響，經過多輪次吞吐后，水平段動用不均的矛盾日益突出，1/3以上井段得不到合理動用。動用不均導致注入蒸汽局部突進，造成井間汽竄，水平井與同層位鄰井汽竄井數平均達到2.9口。同時，蒸汽熱利用率降低，吞吐效果變差，周期產量低于600 t，油汽比低于0.2的水平井占41.6%。為此，有必要開展吞吐稠油水平井調剖效果影響因素研究。

2? ? 主要研究內容

2.1? 蒸汽吞吐汽竄規律研究

2.1.1? 建立地質模型

采用CMG的STARS數值模擬器進行水平井蒸汽吞吐汽竄規律模擬。建立一個63×60×30的三維網格系統，網格模型I，J方向的網格單位長度均為10 m，K方向的網格單位長度為1 m，模型長寬均為400 m，厚度為10～20 m。井網類型3口水平井蒸汽吞吐，井距為75～200 m。

2.1.2? 模擬方案設計

根據曙光油田超稠油蒸汽吞吐水平井的地質參數和井參數，設計了不同平面滲透率級差、高滲帶寬比例、基礎滲透率、油層厚度、稠油粘度、井距、水平井長度、注汽強度、注汽干度等參數的水平值，采用概念模型進行油藏數值模擬，模擬計算期為10年，10個蒸汽吞吐周期，共設計32個方案[1]。

用正交數值試驗的計算結果，對各因素及水平對汽竄時間進行平均化處理，然后計算各因素的級差值。結果表明，汽竄時間影響因素的大小依次為：井距>平面滲透率級差>稠油粘度>高滲帶寬比例>油層厚度>水平井長度>基礎滲透率>注汽強度>注汽干度。

在這些因素中，通過計算方差，分析、研究不同因素的變化對汽竄時間變化的貢獻大小。通過方差分析，9個因素中共有6個因素對汽竄周期有顯著影響，分別為平面滲透率級差、高滲帶寬度比例、油層厚度、稠油粘度、井距和水平段長度，這些是研究和控制汽竄過程中必須考慮的因素。

2.2? 油汽比變化規律分析

通過系統分析曙光油田典型吞吐水平井油藏的開采狀況，建立水平井蒸汽吞吐油藏模型，將油藏數值模擬與擴張壓實等相關理論相結合，研究油藏參數、井參數、注汽參數對動用程度的影響規律。

2.2.1? 建立地質模型

采用CMG的STARS數值模擬器，首先建立一個65×50×30的三維網格系統，網格模型I的網格單位長度5 m，局部加密網格單位長度1 m，J方向的網格單位長度均為10 m，K方向的網格單位長度為1 m，模型長500 m，寬75 m，厚度為10～30 m。

2.2.2? 模擬方案設計

根據曙光油田超稠油蒸汽吞吐水平井的地質參數和井參數，設計了不同油層厚度、原始油層壓力、原油粘度、滲透率級差、平均滲透率、注汽強度和不同動用程度參數下概念模型油藏數值模擬。

通過人為控制不同動用程度，得到不同動用程度下水平井油汽比的變化規律，總共設計120組數值模擬。通過統計每個數值模擬每個輪次的輪次油汽比，利用大數據回歸的算法建立油汽比與動用程度之間的關系[2]，主要結論如下。

（1）滲透率級差越大，高滲段吸汽比例越高，發生汽竄時間越早，產量越高，累積油汽比越大。發生汽竄后，級差越大，高滲段的吸汽比例越高，動用差異更大。

（2）高滲段寬度越大，體積越大，汽竄所需的蒸汽量越大，汽竄發生時間越晚，累積采油量越高，累積油汽比越大，高滲段吸汽比例越高，動用差異程度越大。

（3）隨著粘度的增加，油水流度比越大，越容易發生熱水的指進和竄流，使熱水更快地到達生產井，汽竄時間變短。由于蒸汽不容易發生指進和竄流，所以粘度越大，原油流動性越差，見汽時間越長。稠油粘度越低，流動性越強，蒸汽可波及更大的區域，水平段動用差異程度較低。

（4）地層厚度越大，高滲段體積越大，汽竄發生時間越晚，累積采油量越高，累積油汽比越高，高滲段的吸汽比例越高，動用差異更大。

（5）井距越大，高滲段寬度越大，體積越大時，汽竄發生時間越晚，甚至不發生汽竄。井距越大，高滲段吸汽比例越低，汽竄影響越小，累積產量越高。

（6）油井長度越大，高滲段占比越小，汽竄發生時間越早，累積采油量越高，累積油汽比越低，高滲段吸汽比例越高，動用差異程度越小。

3? ? 結語

通過開展系列油藏數值模擬，結合曙光油田實際開采狀況，得出了影響水平井調措施效果的影響因素，為后續調剖工藝設計提供理論支撐。

[參考文獻]

[1]胡傳海.油田深度調剖（驅）軟件研制與應用[D].大慶：大慶石油大學，2006.

[2]高健.多因素綜合決策在調剖優化設計中的應用[D].長春：吉林大學，2008.