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S断块稠油油藏直井与水平井组合蒸汽吞吐工艺参数优化设计

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断块稠 油油 藏直井 水平 组合 蒸汽 吞吐 工艺 参数 优化 设计
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书书书文章编号 :1673-8217(2013)03-0120-04S断块稠油油藏直井与水平井组合蒸汽吞吐工艺参数优化设计田鸿照 ,孙野(中国石油长城钻探工程公司地质研究院 ,辽宁盘锦124010)摘要 :S断块为一中低孔、中低渗、深层稠油油藏,蒸汽吞吐先导试验表明,该断块适于应用蒸汽吞吐技术开采。应用数值模拟方法对蒸汽吞吐开发方式、注采工艺参数进行了优化,结果表明,直井与水平井组合蒸汽吞吐+蒸汽驱技术较其他方式开发效果好,具体优化参数为:水平井段长为300m,注采井排距、直井井距均为100 m,井底蒸汽干度须大于40%,注汽速度在360m3/d左右,直井、水平井一周期注汽强度为60 t/m、10 t/m,注汽量为1 800 m3,3 000 m3,注汽压力在18 MPa以上,焖井时间6天左右。关键词 :稠油油藏;直井水平井组合;蒸汽吞吐;参数优化中图分类号 :TE357文献标识码 :A1 油藏概况蒸汽吞吐是开发稠油油藏的一种经济有效的方法[1-3]。S断块有两口直井进行了蒸汽吞吐先导试验 ,试采结果表明S断块具有蒸汽吞吐开发的潜力 。由于S断块为一中低孔 、中低渗 、深层稠油油藏 ,且两口蒸汽吞吐井在实施过程中未达到设计要求 ,开发效果较差 。为了加快产能建设的步伐 ,提高油藏的后续开发效果 ,本文探索使用直井与水平井组合蒸汽吞吐的方式进行开发 ,并进行蒸汽吞吐注采工艺参数优化设计 。S断块构造上为一受断层控制的断背斜 ,主要含油层系为侏罗系 ,储层岩性以砂砾岩和砂岩为主 ,平均孔隙度为19.9%,平均渗透率为114.9×10-3μm2。油层埋深为1 300~1 600 m,油层平均有效厚度为28.2 m,含油面积为1.74 km2,石油地质储量为621.2×104 t。油 藏 原 始 地 层 压 力 为16.4MPa,原 始 油 层 温 度 为59.7℃,含 油 饱 和 度 为65%,原油粘度 (50℃)为800~2 000 mPa·s,原油密度 (20℃)为0.954~0.968 g/cm3,属于中低孔 、中低渗 、深层稠油油藏 。2 开发方式优选2.1 开发方式通过五种开发方式对比 ,直井与水平组合吞吐+蒸汽驱累产油 、采出程度最高 ,经济效益最好 ,因此推荐S断块采用直井与水平组合吞吐+蒸汽驱开发方式开发 (表1)。考虑吞吐后期转蒸汽驱 ,优化了最好的布井方式及射孔层位[4],即水平井位于两排直井中间 ,吞吐阶段直井射孔层全井段射开 ,水平井射孔层为13层 ,距油层底界约7 m。2.2 水平井段长度水平井段的长短是决定着开发效果的好坏 ,水平井段越长 ,相应的经济投入就越大 ,但与油层接触面积就越大 ,开发效果就会越好[5-6]。从表2中可以看出 ,水平井段越长 ,产量越高 ,但水平井段长为300 m时 ,采出程度较高 ,经济效益较好 。考虑油层非均质性 、地层倾角及对井底蒸汽干度的要求 ,推荐水平井段长300 m。3 注采参数优选3.1 注采井排距 、井距优选在稠油热采井网井距优选过程中 ,要增加采油速度并及时见到汽驱效果 ,就应减小井距 ;但井距越小 ,需 钻 的 油 井 数 量 就 会 增 多 ,导 致 开 发 投 资 增大[7]。从图1、图2中看出 ,采用100 m注采井距吞吐+汽驱采出程度高 ,总收入最高 ;而注汽直井井距100 m的条件下 ,采油速度适中 ,总收入高 。因此 ,收稿日期 :2012-12-28作者简介 :田鸿照 ,硕士 ,1983年生 ,2011年毕业于西南石油大学油气田开发工程专业 ,现从事油藏工程方面的研究工作 。基金项目 :中国石化 “十条龙 ”重点科研攻关项目 “超深层稠油降粘开采关键技术 ”(210003)。石油地质与工程2013年 5月            PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING         第 27卷  第 3期表 1不同开发方式效果对比开发方式(折直井数 )吞吐周期生产天数 /d累注汽 /104 m3累产油 /104 m3油汽比采出程度 /%直井吞吐到底 (12口 ) 82252  34.0551  13.0839  0.384  25.47水平井吞吐到底 (8口 ) 114014  33.6235  14.2132  0.423  27.67直平组合吞吐到底 (8口 ) 92505  37.6457  14.1009  0.375  27.45直平组合吞吐 +蒸汽驱 (8口 ) 6周期转驱 4807128.1216  25.6016  0.200  49.85直井吞吐 +蒸汽驱 (12口 ) 6周期转驱 495077.9014  20.1057  0.258  39.15表 2不同水平井段长度下开发指标预测水平井段长 /m储量 /104 m3生产天数 /d累产油 /104 m3累注汽 /104 m3油汽比采出程度 /%总收入 /(万元 )300  29.900  4807  149038  745850  0.200  49.85  41336.3400  35.355  4418  173003  903805  0.191  48.93  38925.4500  43.139  4361  209021  1105698  0.189  48.45  38505.6600  51.031  4313  223768  1208310  0.185  43.85  33131.2图 1注采井排距与总收入 、采出程度关系曲线图 2直井井距与总收入 、采出程度关系曲线推荐注采井排距 、井距均为100 m。3.2 井底蒸汽干度影响蒸汽吞吐开发效果的首要因素是井底蒸汽干度[8]。对于深层稠油油藏 ,注汽的井筒热损失较大 ,井底蒸汽干度也会降低 。图3、图4表明 ,在保持一定的注入量和注汽速度下 ,井底蒸汽干度大于40%时 ,产量增加幅度最大 ,吞吐开发效果最好 。3.3 注汽速度增加注汽速度可以有效降低井筒的热损失 ,保证井底蒸汽干度 ,还可缩短油井停产注汽的时间 ,有利于提高吞吐效果[2,8]。对于S断块这类深层油藏 ,进行蒸汽吞吐时需提高蒸汽速度以保证井底干度及注入压力 。图5、图6表明了注汽速度对该断块产油量的影响 。综合各方面生产指标及油层吸汽能力 ,推荐注汽速度保持在360 m3/d左右 。图 3直井井底蒸汽干度随产油量变化曲线图 4水平井井底蒸汽干度随产油量变化曲线3.4 注汽强度蒸汽注入量过高 ,会导致油井停产作业时间延长 ,还可能造成地层中原油远离井底 ,导致周期油汽比下降 ;注汽量减小 ,周期产油量又会降低 。因此 ,对于一个具体的稠油油藏 ,蒸汽注入量有一个最佳范围[7]。图7、图8表明 ,直井一周期注汽强度为60t/·121·田鸿照等 .S断块稠油油藏直井与水平井组合蒸汽吞吐工艺参数优化设计m,水平井一周期注汽强度为10 t/m,开发效果好 。图 5直井注汽速度随产油量变化曲线图 6水平井注汽速度随产油量变化曲线图 7直井注汽强度随产油量 、油汽比变化曲线图 8水平井注汽强度随产油量 、油汽比变化曲线3.5 注汽压力理论研究及现场实践表明[6,8],注汽压力及相应的注汽速度要低于油层的破裂压力 。若超高速 、超高压力注汽 ,可能会压裂油层 ,导致裂缝性蒸汽窜流 ,使蒸汽吞吐后期轮次及蒸汽驱开采阶段的热采效果变差 。图9表明 ,注汽压力18 MPa就能满足注汽要求 。在实施过程中 ,为了保证注汽量 ,实现吞吐阶段的产量 ,现场须保证注汽压力小于破裂压力(油层在1 350 m处的破裂压力为23.1 MPa)。图 9不同注汽压力下产油量变化曲线3.6 焖井时间注汽后的焖井是为了把蒸汽所携带的潜热有效地传给油藏 ,把油层均匀并充分加热 ,防止生产时采出过多的蒸汽 ,以提高蒸汽的利用率 。焖井时间短 ,热交换不充分 ,产出液带出大量热 ,热利用率低 ;焖井时间太长 ,井底热损失大 ,造成热能浪费[9]。对于S断块稠油油藏 ,在注汽条件一定的情况下 ,焖井时间在6 d左右时吞吐开发效果最好 (图10、图11)。图 10直井焖井时间随产油量变化曲线图 11水平井焖井时间随产油量变化曲线3.7 不同周期的注汽量只有逐周期地增加注汽量 ,扩大油层中的加热·221·石油地质与工程2013年第 3期半径 ,才能提供足够的可流动原油 ,达到蒸汽吞吐降压采油的目的[10]。从图12、13中可以看出 ,直井6周期 、水平井7周期之后注汽量不再增加 ,此时产油量增加幅度最大 ,开发效果最好 。根据优选的注汽强度 ,直井一周期注汽量为1 800 m3,水平井一周期注汽量为3 000 m3。图 12直井注汽量递增百分数与净产油变化曲线图 13水平井注汽量递增百分数与净产油变化曲线4 结论及建议(1)根据S断块埋藏较深 、油层较厚的特点 ,使用直井与水平井组合的热采方式可以获得较好的开发效果 。同时为了避免井筒热损失太大 ,以及减小油流阻力 ,可使用高温注汽井口 、隔热管 、伸缩管 、高温封隔器 、筛管等组成的注汽管柱 ,延长吞吐周期 。(2)为保证蒸汽吞吐作业的顺利实施 ,在具体实施时 ,应注意注入蒸汽温度要高 ,干度要尽可能的大 ,注汽速度在350 m3/d左右 ,焖井时间6天左右 ,单个吞吐周期时间不宜过长 ,周期次数约为6-7次 。参考文献[1]张义堂 .热力采油提高采收率 [M].北京 :石油工业出版社 ,2006.[2]刘文章 .稠油注蒸汽热采工程 [M].北京 :石油工业出版社 ,1997.[3]曾玉强 ,刘蜀知 ,王琴 ,等 .稠油蒸汽吞吐开采技术研究概述 [J].特种油气藏 ,2006,13(6):5-9.[4]刘尚奇 ,杨双虎 ,高永荣 ,等 .CO2辅助直井与水平井组合蒸汽驱技术研究 [J].石油学报 ,2008,29(3):414-422.[5]杜殿发 ,石达友 ,张玉晓 ,等 .超稠油油藏水平井开发优化设计 [J].大庆石油地质与开发 ,2009,28(6):96-99.[6]陈民锋 ,郎兆新 ,莫小国 .超稠油油藏水平井蒸汽吞吐开发合理界限研究 [J].特种油气藏 ,2002,9(2):37-41.[7]袁舟 ,陶冶 .卡拉赞巴斯油田东区多轮次蒸汽吞吐开发效果影响因素 [J].油气地质与采收率 ,2010,17(6):101-103.[8]刘立成 ,姜汉桥 ,陈民锋 ,等 .小断块稠油油藏水平井蒸汽吞吐开采技术策略研究 [J].石油天然气学报 ,2006,28(6):127-129.[9]陈民锋 ,郎兆新 ,莫小国 .超稠油油藏蒸汽吞吐参数优选及开发合理界限研究 [J].石油大学学报 (自然科学版 ),2002,26(1):39-42.[10]吴晓东 ,张玉丰 ,刘彦辉 .蒸汽吞吐井注汽工艺参数正交优化设计 [J].石油钻探技术 ,2007,35(3):1-4.编辑 :李金华檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳(上接第119页)(3)添加自生气源可有效补充稠油井地层能量 ,调整油层吸汽剖面 ,改善油井吞吐效果 。(4)解堵技术与增能技术有效结合 ,是改善高轮次稠油井吞吐效果的有效途径 。参考文献[1]陈铁铮 ,闫海 .曙光油田勘探与开发 [M].沈阳 :辽宁科学技术出版社 ,2009:22-26.[2]郭斌建 .自生 CO2复合蒸汽吞吐增效技术研究与应用[J].精细石油化工进展,2010,11(2):7-9.[3]杨斐然 ,姜菲菲 ,李新 ,等 .埕岛油田综合解堵技术 [J].石油地质与工程 ,2012,26(3):128-130.[4]韩志中 .注水井多轮次化学浅调剖技术研究及应用[J].石油地质与工程,2012,26(1):120-122.编辑 :李金华·321·田鸿照等 .S断块稠油油藏直井与水平井组合蒸汽吞吐工艺参数优化设计charge capacity,increases sand fluid ratio with smal step,and so on.At the same time,the fracturing fluid system forlow permeability tight sand gas accumulation has been devel-oped and provided successful experience for the same gaswel fracturing accumulation.Keywords:Kelameili gas reservoir;fracturing technolo-gy;Dixi 18 wel block112Discussion on influencingfactors of fracture geometryinthin interbedbed low permeabilityreservoirsSui Xiangyun et al(Petroleum Engineering Research In-stitute of Dagang Oilfield Company,PetroChina,Dagang,Tianjin 300280)The main problems occurred in fracturing of thin inter-bedded low permeability reservoirs are narrow fracturingcracks,high pump pressure,great difficulty in sand fractu-ring,smal scale of fracturing and obvious bad fracturingeffect than that in single layer.Through the application of3D fracturing design software,taking typical wel fracturingas the example,the influencing factors of fracture geometryin thin interbedded low permeability reservoirs such as frac-turing fluid rheological property,construction displacement,sand ratio,sand fracturing timing have been discussed.Theoperation results indicate by the use of thin layer fracturingtechnology,the goal of improving the fracturing effect can beachieved.Keywords:thin interbedded reservoirs;fracture geome-try;fracture reconstruction120Optimization design of cyclic steam stimulation parameterswith the combination of vertical and horizontal welsTian Hongzhao et al(Geology Research Institute,GreatWal Driling Engineering Ltd,Co.,PetroChina,Panjin,Liaoning,124010)The S-block is a low-middle porosity and low-mid-dle permeability reservoir.The steam stimulation pilot testshows that the steam stimulation technology is suitable for S-block.By using the numerical simulation method to opti-mize the steam huff and puff development mode and injection-production parameters,the study results show the devel-opment effect with the combination of vertical and horizontalwels is the best,the length of horizontal interval is 300 m,and the injection-production wels row spacing and verticalwel spacing is both 100 m.The downhole steam drynessmust be more than 40%,the steam injection rate is about360 m3/d,vertical and horizontal wels'cyclic injection inten-sity is 60 t/m,10 t/m,the injection volume is 1 800 m3,3000 m3,the steam injection pressure is above 18 MPa,andthe soak time is about 6 days.The study can provide reliablebasis for the similar reservoirs in the optimization of develop-ment mode and injection-production parameters.Keywords:heavy oil reservoir;horizontal and verticalcombination;steam stimulation;parameters optimization126Research on strongalkali ASP compound floodingcharac-teristicsZhu Huifeng(Exploration and Development Institute,Daqing Oilfield Ltd,Co.,PetroChina,Daqing,Heilongjiang163712)Strong alkali ASP flooding can substantialy improve therecovery and achieve good oil displacement efficiency.Through physical simulation experiments,the research onflooding effect and the flooding characteristics has been car-ried out.Experimental results show that strong Alkali ASPflooding has strong wash oil and emulsifying capacity,whichcan enhance oil recovery more than 20%.In floodingprocess,two strong enrichment oil zones(profile control oilwal zone and emulsified oil wal zone)have been formed.Inprofile control oil wal zone,the water content decreases rap-idly,the minimum water content values are lower but thewater content rises rapidly.Water flooding pressure reachesmaximum pressure,increasing 3~6 times.In the folow-up water flooding,output side water flooding begins to pro-duce the emulsion and the emulsion is serious.Keywords:ASP system;physical simulation experi-ment;flooding characteristics;oil displacement effect134Countermeasures research on under injection wels in lowporosity and permeability Dagang oilfieldYang Jing et al(Oil Production Technology ResearchInstitute of Dagang Oilfield Company,PetroChina,Dagang,Tianjin 300280)Southern reservoir of Dagang oilfield has characteristicsof low permeability,low porosity,strong sensitivity,andhigh salinity formation water,which causes water injectionpressure go up at an average speed of 0.8~1.5 MPa,andbrings trouble to the production safety.By analyzing the in-fluencing factors such as reservoir lithology,physical prop-erties,and water quality etc,and combined with the charac-teristics of the water injection wel curve for the differentkinds of reservoir water injection wel,the acidification andacid fracturing technology of depressurization have been opti-mized,which achieves obvious effect.Keywords:southern dagang oilfield;ugmented injectiontechnology;reservoir sensitivity·6· ABSTRACTSVol.27No.3
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