超稠油油藏SAGD適應性研究及篩選

摘要：SAGD成功與否的關鍵在于蒸汽腔在油藏中的形成和擴展情況。了解SAGD滲流機理，清楚開采過程中蒸汽腔形成與變化的情況以及影響SAGD開發效果的因素具有十分重要的意義。在SAGD的驅油機理的基礎上，在介紹蒸汽超覆現象的同時，對影響蒸汽腔形狀的因素做出討論與研究。同時，結合研究區塊的油藏特征，對油藏SAGD適用性進行研究并篩選。

關鍵詞：SAGD? 適應性研究? 區塊篩選

1 稠油開采基本概況

我國稠油油藏的開發方式以蒸汽吞吐為主，稠油常規冷產年產量約為100×104噸/年。將水平井技術與熱采技術相結合的蒸汽輔助重力泄油（SAGD），作為開采稠油油藏的一項極具潛力的開采技術，在我國有不少研究單位已經開始了對SAGD的理論及應用的研究工作。遼河油田結合油區超常規稠油油藏的開發實際，成立了SAGD項目開發管理部，對SAGD及其改進方式的采油機理進行了研究，并對影響超稠油開發試驗效果的布井方式、注采井距、開采方式、水平段長度等因素進行了分析，同時對注采參數、水平段長度、布井方式、水平段的位置等進行了優化設計。目前，SAGD技術主要在遼河油田的超稠油油藏現場試驗取得了成功，正在進入工業化的應用階段，很有可能會在全國逐步得到推廣應用。

2 SAGD基本理論研究

蒸汽輔助重力泄油技術是近年來開發特、超稠油的一項前沿技術，其理論首先由Butler博士于1978年提出，其理論基礎是：利用高干度的熱蒸汽具有密度小、易向上浮形成蒸汽腔，而經過加熱后的原油和冷凝水具有密度大、易向下流的特點，把重力作為驅使流體流動的主要驅動力，在稠油降粘降壓之后流到底部水平井，從而進行稠油開采。

2.1? SAGD基本原理

蒸汽輔助重力泄油的基本原理是把熱傳導和流體熱對流相結合，將加熱蒸汽作為熱源來加熱地層原油，蒸汽腔中的蒸汽垂向和側面不斷擴展，當垂向的擴展受到油層頂部的限制時，蒸汽腔開始只有側面擴展，被加熱的原油和凝析液在重力的作用下流向位于油層下方的水平井生產井而采出。

蒸汽輔助重力泄油過程主要有如下特征：

①將重力作為驅使原油的主要動力，被蒸汽加熱的原油不必驅動而直接流入水平生產井;

②為了進一步增大泄油面積，使蒸汽腔最終能保持慢慢擴展，應該適當的控制好注汽井與生產井間的距離;

③在常規的蒸汽驅中，蒸汽驅動的原油是冷油，而在SAGD中，流向水平生產井的原油是熱油;

④在重力作用下，通過水平井能夠獲得很高的采油速度、高的油汽比以及高的采收率;

⑤主要通過蒸汽汽化潛熱來對油藏加熱;

⑥除了大面積的頁巖夾層，SAGD對油藏的非均質性不敏感。

蒸汽輔助重力泄油開采稠油通過注汽井與采油井來實現（采油井位于油層下方，注汽井位于采油井的正上方或側上方），其生產過程一般分為啟動階段、降壓生產階段和SAGD生產階段。

2.2? 蒸汽腔擴展規律理論研究

蒸汽超覆現象的存在，對一般的蒸汽驅而言，是一個十分不利的因素。但是對于稠油SAGD而言，正好是利用了蒸汽超覆現象，使水平生產井的上方在生產過程中，逐漸形成了不斷擴展的蒸汽腔，而冷凝液和被加熱的原油則沿著蒸汽腔界面不斷向下泄流至水平生產井。

在SAGD中，蒸汽腔的形成有2大前提條件：一是地層壓力降至3 MPa左右;二是注入井井底蒸汽干度大于70%。在滿足蒸汽腔形成條件的情況下，首先在注汽井點形成蒸汽腔，這時蒸汽腔規模比較小，冷凝液在注汽井和水平生產井之間的壓差驅動下流至生產井;隨著連續的注入蒸汽，蒸汽腔將得到不斷的擴展;當蒸汽腔到達油層頂端后，蒸汽腔將沿著油層頂端橫向擴展;當蒸汽腔擴展到井組控制邊界或者油藏邊界時，蒸汽腔將沿邊界擴展直至衰竭。

根據上述分析總結得出，蒸汽注入速率越小，蒸汽流速越小，則蒸汽超覆系數越小，此時蒸汽超覆現象較嚴重，蒸汽很大程度的被限制于油藏頂端流動，蒸汽腔界面更傾向于向水平方向傾斜。當蒸汽注入速率較大時，蒸汽超覆系數值也將較大，此時蒸汽超覆現象減弱，蒸汽腔界面傾向于陡直。所以，在采用SAGD方式進行稠油油藏開發時，蒸汽注入速度必須合理，從而確保垂向與側向上蒸汽腔的不斷擴展，進而保證SAGD的開采效果。除此之外，蒸汽超覆與油層的厚度密切相關，在相同的蒸汽注入速率條件下，油藏的有效厚度越大，蒸汽線性速度就越小，則SAGD開采過程中所需要的蒸汽腔越容易形成，可見，有效厚度大的油藏更加適合采用SAGD開采。

3 SAGD適應性研究及篩選

XX油田未動用和待探明特、超稠油地質儲量約5×108 t。在SAGD開采原則基礎上，結合研究區塊的油藏特征，對油藏SAGD適用性進行研究并篩選，在選擇先導試驗區時，應該遵循如下原則：

（1）油層條件在油藏中具備一定代表性;

（2）必須具備SAGD的條件，如油層純厚度大于15m，油層在縱向上連續分布，并且不存在連續的泥巖夾層。

（3）先導試驗區應該選擇在蒸汽吞吐周期高，累積產油量高的部位，即當前地層壓力應該相對較低，一般小于5.0MPa，這樣有利于盡快地獲得試驗結果，便于加快商業化推廣;

（4）先導試驗區應該選擇在構造的有利部位以及油水關系相對簡單的部位，同時不允許與頂水層溝通;

（5）先導試驗區邊界相對封閉，從而便于試驗結果的分析與評價。

（6）井下舉升條件與地面處理條件具備。

根據國內外關于蒸汽輔助重力泄油（SAGD）稠油開采方式的調研情況，目前還沒有一個統一的標準來進行SAGD油藏篩選。加拿大石油公司根據蒸汽輔助重力泄油的研究和現場的應用情況，給出了適合采用SAGD方式開發的油藏條件。分析表中各項指標的對比結果，可以得出，研究區塊的油藏地質條件均符合SAGD篩選標準，非常適合采用SAGD方式進行開發。

4 認識與結論

在SAGD適應性研究和篩選方面，依據蒸汽輔助重力泄油技術使用的油藏條件，確立了試驗區的選擇原則。結合研究區塊的油藏特征，對油藏SAGD適用性進行研究并篩選，所選區塊完全有條件進行蒸汽輔助重力泄油技術試驗。

參考文獻：

[1] 韓軍.熱力采油新技術的研究與應用[D].東北石油大學，2010.

[2] 孫念.曙一區杜84塊蒸汽輔助重力泄油技術研究[D].大慶石油學院 2008.

[3] 劉慧卿，范玉平，趙東偉等.熱力采油技術原理與方法[M].山東東營：石油大學出版社，2000：82-83.

作者簡介：朱嬋，男，1987年生，工程師，2012年畢業于長江大學，現于中石油遼河油田勘探開發研究院從事油氣田開發工程工作。

遼河油田勘探開發研究院? 遼寧? 盤錦? 124000