江37区块薄层稠油水平井蒸汽吞吐注汽方案设计_赵辉

， 推算注汽强度为 ８ ／ 注汽量为 １ ６ ２ ０ ｔ ． ３ ｔ ｍ。 ） ， 随着注汽强度的增加 ， 采油强度先增 从江 ３ 见图 ３ ７ 区块直井采油强度与注汽强度统计结果看 （ 加后减少 ， 分析原因主要是由于注入强度过小 ， 加热范围过小 ， 注入量过大 ， 蒸汽推进范围过大 ， 油井 ／ ／ 生产时回采水率低 ， 影响下一 周 期 效 果 ， 因 此 确 定 水 平 井 注 汽 强 度 上 限 为 １ ０ ｔ ｍ， 下 限 为 ８ ． ３ ｔ ｍ， 注 。 汽量根据 ３ 种强度计算的注汽量求平均值后取整为 １ ８ ０ ０ ｔ １ ． ２ 注汽速度 数值模拟结果表明 ， 注汽速度对蒸汽吞吐效果的影响不显著 ， 但是提高注汽速度可以缩短油井停井
江３ ７ 区块薄层稠油水平井蒸汽吞吐注汽方案设计
赵 辉
（ ） 中石油大庆油田有限责任公司第九采油厂泰来采油作业区 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ８ ５ ３
［ 摘要 ］ 从方案设计入手 ， 介绍了江 ３ ７ 区块薄层稠油 水 平 井 蒸 汽 吞 吐 注 汽 方 案 设 计 思 路 ， 主 要 是 应 用 油 藏工程方法 、 经验法 、 数值模拟法 ， 并 结 合 现 场 直 井 蒸 汽 吞 吐 经 验 ， 确 定 了 水 平 井 的 注 汽 参 数 和 焖 井 时 间 。 通过实践证明 ， 该蒸汽吞吐方 案 具 有 较 高 的 实 用 性 ， 符 合 现 场 水 平 井 生 产 的 需 要 ， 取 得 了 较 好 的 效 果 ， 为同类型油田水平井注汽方案设计提供了借鉴 。 ［ 关键词 ］ 水平井 注汽方案 数值模拟 油藏工程法 加热半径 ［ 中图分类号 ］Ｔ Ｅ ３ ２ ７；Ｔ Ｅ ３ ４ ５ ［ ）１ 文献标志码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ６ ７ ３ １ ４ ０ ９（ ２ ０ １ ３ ０ ０ １ ２ ６ ０ ３ － － －
收稿日期 ］２ ０ １ ３ ０ １ ２ ３ ［ － － ， 男 ， 助理工程师 ， 现主要从事油气田开发方面的研究工作 。 作者简介 ］ 赵辉 （ １ ９ ８ ２ ［ －）
第１ ０卷 第１ ０期

赵辉 ： 江 ３ ７ 区块薄层稠油水平井蒸汽吞吐注汽方案设计
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注汽的时间 ， 有利于提高生产井运行时率 ， 提高油藏开发经济效益 。 数值模拟法优选结果为 ： 注汽速度 ／ ） 。 见图 ４ １ ６ ０～１ ８ ０ ｔ ｄ（
［］ 的增加速率之和 ， 根据 Ｍ ａ ｒ ｘ Ｌ ａ ｎ ｅ ｎ ｈ ｅ ｉ ｍ 加热 半 径 公 式 １ 计 算 结 果 ， 绘 制 加 热 半 径 和 注 汽 量 的 关 系 曲 － ｇ ） ， 随着注汽量的增加 ， 加 热 范 围 扩 大 ， 水 平 井 第 一 周 期 加 热 半 根 据 直 井 经 验 按 １ 线 （ 见图 ２ ２ ｍ 考 虑，
］ ２ ３ － 计算公式 ［ 为：
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理工上旬刊 ＊ 油气田开发工程
２ ０ １ ３年４月
ｘ Ｌｖ Ｇ） π α（ ｈ ２ ２ ２ （ ） ４ Ａｚ ＋Ａｒ （ Ｔｈ －Ｔ λ ２ ｉ） ，； ，２ ／ ； ｈ 为井底蒸汽干度 ； ／ ； 式中 ， ｔ Ｌｖ 为汽化潜热 ， ｋ Ｊ ｋ Ｇ 为 周期 ｇ ｓ ｈ 为合理焖井时间 ｄα 为热扩散系数 ｍ ｄ ｘ ２ ； ／ （ ； ； ·ｍ· ℃ ） 注汽量 ， 径向导热面积 ， ｋ ｋ Ｊ ｄ Ａｚ、 Ａｒ 分别为受热区轴向 、 ｍ Ｔｈ、 Ｔ λ 为导热系数 ， ｇ ｉ 分别为加 ｔ ｓ ｈ ＝
１ 注汽方案设计
稠油蒸汽吞吐注汽方案中 ， 注汽参数直接影响蒸汽吞吐效果 ， 但由于注汽速度和注汽压力受注汽设 备及地层条件影响 ， 调整范围受到限制 ， 因此调整注汽强度和确定焖井时间是方案设计的重点 。 １ ． １ 注汽强度 ） 经验法 水平井注汽强度与油层厚度成正相关 、 与水平 段 长 度 成 反 相 关 ， 即 油 层 厚 度 越 大 ， 注 １ 汽强度越大 ， 水平段越长 ， 注汽强度 越 小 。 调 研 辽 河 油 田 水 平 井 注 汽 强 度 约 为 直 井 注 汽 强 度 的 四 分 之 ／ 一，江３ ７ 区块实践表明直井注汽强 度 １ ２ ０ ｔ ｍ 较 为 合 理，借 鉴 辽 河 油 田 标 准， 计 算 该 水 平 井 注 汽 强 度 ／ ／ 。 为３ ０ ｔ ｍ， 水平井水平段砂岩厚度为直井厚度的 ２ ９％ ， 折算注汽强度为 ８ ． ７ ｔ ｍ， 注汽量 １ ７ ０ ０ ｔ ２） 数值模拟法 水平段以 １ ５ ｍ 为一个网格 ， 纵向上划分 ６ 个层 ， 其他地方以 １ ０ ｍ 为一个网格 ， 建 。 根据水平井泄油面积公式计算 ， 立了一个网格总数为２ ７×１ １×６＝１ ７ ８ ２ 的网格系统 ， 模型储量为６ ４ ４ ７ ｔ ， 模型 储 量 拟 合 精 度 为 ９ 水平井的单井控制储量为 ６ ５ ７ ０ ｔ ８ ． １％ ， 达 到 精 度 允 许 范 围 。 模 型 建 立 完 成 后 ， ，随 着 注 汽 强 度 的 增 大，注 汽 量 的 升 高， 累 模拟水平井周期产油 、 油汽比和 注 汽 强 度 的 关 系 （ 见 图 １） ／ 积产油量升高 ， 油汽比下降 。 但是当 注 汽 强 度 达 到 １ ０ ｔ ｍ 后， 增 油 量 幅 度 变 小， 因 此 优 选 注 汽 强 度 为 ／ 。 １ ０ ｔ ｍ， 注汽强度 １ ９ ５ ０ ｔ ） 加热半径法 利用能量平衡原理 ， 即热能的注入速率等于盖层和 底 层 的 热 能 损 失 率 与 油 层 热 能 ３
７ 水平井焖井曲线图 图 １ ０ 江 ３ ７ 区块不同井型周期产油曲线 图 ９ 江 ３
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４ 实际应用
Ｘ 块做储量拟合 ， 总储量误差为 ４ ． ８％ ， 单 层 对 Ｘ 储量拟合误 差 小 于 １ ０％ 的 沉 积 单 元 占 总 数 ６ ３％ 以 上 。 应用结果表明 ， 利用有效厚度模型计算净毛比避免了研 究人员的任意参数调整 ， 且对储量影响微弱 ， 提高了地 质模型精度 。
（ ） 通过对模型储量不确定分析 ， 得出影响储量的因素是净毛比门槛值 、 随机种子和变差函数 。 进 １ 行敏感性分析后发现 ， 随机种子和变差函数这 ２ 个变量都不是明显影响储量的不确定因素 。 净毛比门槛 值虽然可以应用区块属性参数散点图确立出适合每个区块的属性参数 ， 但门槛值参数的调整受人为因素 影响较大 。 ） 有效厚度的过井网格的粗化完全遵循三级分层库中折算的数值 ， 其次有效厚度模型是以建立的 （ ２ 沉积相模型作为约束 ， 在数据分析及得到的变差函数的基础上建立的 ， 经过敏感性评价 ， 利用有效厚度模 型计算净毛比对模型储量影响微弱 ， 从而避免了研究人员的任意参数调整 ， 提高了模型地质储量的精度 。 ［ 参考文献 ］
图５ ７区块不同注汽速度下注入蒸汽沿井筒压力分布图 图 ６ ７区块井底蒸汽干度与注汽速度关系散 江３ 江３
１ ． ３ 焖井时间 注完蒸汽后关井焖井一段时间可以使注入油层中的蒸汽与孔隙介质中的原油充分进行热交换 ， 待蒸 汽完全凝结为热水后 ， 再进行放喷 生 产 ， 这 样 可 以 避 免 开 井 回 采 时 过 高 的 热 损 失 ， 但 焖 井 时 间 不 能 太 长 ， 否则增加向顶底层的热损失 。 根据压力 、 温度及热交换分析 ， 假设加热区瞬间建立 ， 焖井时间内加热范围近似不变 ， 依据能量守 恒定律 ， 当注蒸汽结束时注入油层的总汽化潜热量与加热区总导热量相等时 ， 既为放喷最佳时机 。 理论
原始油层温度 ，℃ 。 热区 、 。 根据数值模 拟 结 果 （ ，焖井时间对产 根据上述公式计算 ， 该井理论上合理焖井时间 ６ 见 图 ７） ． ２ ｄ 油量影响不大 。 但焖井时间过长会使周期生产时间过长 ， 影响经济效益 。 从已吞吐井焖井期间压力下降 ） ， 初期压力下降较快 ，４～５ 速度看 （ 见图 ８ ｄ 后基本保持稳定 。 因此 ， 水平井需根据压力确定焖井时间 的长短 ， 根据直井经验压力 ２ ４ ｈ 持续稳定就可以放喷 。
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长江大学学报 （ 自科版 ） ２ ０ １ ３ 年 ４ 月号理工上旬刊 第 １ ０卷 第１ ０期 ） Ａ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｎ ａ ｔ Ｓ ｃ ｉ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｒ ． ２ ０ １ ３，Ｖ ｏ ｌ ． １ ０Ｎ ｏ ． １ ０ ｐ ｇ ｙ（
表 １ Ｘ Ｘ 单元两种参数计算储量对比表
单元 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ 变量 有效厚度 净毛比 地质储量 ４ ／ １ ０ ｔ ３ ３ ０ ． ７ ３ ３ ０ ． ７ 模型储量 ４ ／ １ ０ ｔ ３ ２ ９ ． ６ ３ １ ０ ． ０ 差值 ／％ ０ ． ３ ３ －６ ． ２ ５
５ 结 论
２ ０ ０ ９ 年 ５ 月在江 ３ ７ 区块南部完钻一口水平井 ， 该井目的层位为高 Ⅰ１ 层 ， 油层中深 ５ ９ ７ ． ５ ｍ， 水平 段砂岩厚度 １ ． ８ ｍ， 有效厚度 ０ ． ７ ｍ， 水 平 段 长 度 ２ １ ７ ｍ， 有 效 长 度 １ ９ ５ ｍ， 水 平 段 钻 遇 率 达 ８ ９ ． ９％ 。 该 区块从原油物性看属于普通稠油 ， 区块内采用蒸汽吞吐方式开采 。 该井为区块内的第一口水平井 ， 因此 针对该水平井对注汽方案进行了特别设计 。
图１ ７ 水平井周期产油 、 油汽比与注汽强度变化曲线 图 ２ ７ 水平井加热半径与注汽量关系曲线 江３ 江３
图 ３ 江 ３ ７ 区块直井采油强度 、 油汽比与注汽强度 图 ４ 江 ３ ７ 水平井周期产油 、 油汽比与注汽速度 关系曲线 变化曲线
） ， 注汽速度越小 ， 压力从井口到井底增加幅 江３ 见图 ５ ７ 区块实测井筒压力与注汽关系可以看出 （ 度越大 ， 因此 ， 蒸汽注汽速度越大 ， 越有利于提高井底蒸汽干度 。 从区块实际井底蒸汽干度与注汽速度 ，蒸 汽 注 汽 速 度 越 大，井 底 蒸 汽 干 度 也 越 大，因 此 为 保 证 井 底 干 度， 应 见图 ６） 散点关系图可以看出 （ 在设备和注汽压力允许条件下 ， 最大限度的提高注汽速度 。