石 爻，喻高明，謝云紅 胡海霞，楊 歡，簡 潔 （長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

超稠油水平井蒸汽吞吐注采參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

石 爻，喻高明，謝云紅 胡海霞，楊 歡，簡 潔 （長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

以FC油田重32井區(qū)超稠油油藏的J3q3層為研究層，通過數(shù)值模擬方法，預(yù)測J3q3層水平井組按原注采參數(shù)繼續(xù)吞吐4個周期的開發(fā)指標(biāo)。并通過正交分析的方法對各種注采參數(shù)的組合進(jìn)行優(yōu)化分析后再次進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性分析，從而找出最終優(yōu)化結(jié)果，得出在井底蒸汽干度0.7，注汽強(qiáng)度25t/m，注汽速度0.8t/（m·d），燜井4d，采液速度0.25m3/（m·d）的參數(shù)組合下可以獲得最優(yōu)的蒸汽吞吐效果。

稠油油藏；蒸汽吞吐；數(shù)值模擬；生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測；參數(shù)優(yōu)化

重32井區(qū)齊古組油藏頂部構(gòu)造為一向東南緩傾的單斜，地層傾角約5°。油藏類型為淺層超稠油斷塊油藏，地層沉積厚度10～122m，根據(jù)沉積特征和測井響應(yīng)特征，地層自下而上可劃分為J3q3、J3q2兩個砂層組。研究層J3q3平均有效厚度8.0m。該區(qū)齊古組油藏中部深度230m處的油藏原始地層溫度為17.25℃，原始地層壓力為2.27MPa，油藏地面原油平均密度為0.963g/cm3；50℃時粘度在8000～43000mPa·s之間，粘溫反應(yīng)敏感，溫度升到80℃時，原油粘度下降到1000mPa·s左右。

重32井區(qū)齊古組油藏水平井的規(guī)模實(shí)施，為FC油田作業(yè)區(qū)稠油增產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)，但同時也暴露了一些問題。比如水平井投產(chǎn)后初期注汽強(qiáng)度和注汽速度較大，但后續(xù)周期都有相應(yīng)減小，平均油汽比僅為0.28。反映了各周期注采參數(shù)不盡合理，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)偏低的問題［1］。筆者主要通過正交設(shè)計(jì)方法對水平井蒸汽吞吐各注采參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，并在選取最優(yōu)注采參數(shù)后對各指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測。

1 模型建立

所選井組模型處在重32－2區(qū)J3q3層中北部，包括FHW13090井、FHW13091井、FHW13092井和FHW13093井等4口水平井，分別在2008年9月、12月投產(chǎn)，以蒸汽吞吐方式開發(fā)，平均吞吐3.1個周期。模擬區(qū)累積注汽48019.6t，累積產(chǎn)油14920.1t，累積產(chǎn)液35457.9t。模擬選用CMG數(shù)值模擬軟件的STARS熱采模型。根據(jù)地質(zhì)模型粗化的網(wǎng)格，在平面X、Y方向上分別布42和30個網(wǎng)格，總網(wǎng)格數(shù)為42×30＝1260。為了確切反映垂向上的非均質(zhì)性，充分暴露層間矛盾，真實(shí)地反映不滲透或低滲透夾層在油藏開發(fā)中的作用，根據(jù)地層沉積旋回及夾層的分布特點(diǎn)，在縱向上將J3q3層細(xì)分為14個小層，這樣，模型網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)42×30×14＝17640。

在歷史擬合的基礎(chǔ)上，預(yù)測J3q3層水平井組按原注采參數(shù)繼續(xù)吞吐4個周期，井組中4口水平井周期注汽量均為4207t，注汽速度145t/d，井底蒸汽干度0.65，燜井4d，平均日產(chǎn)液42m3/d。預(yù)測4周期所用生產(chǎn)時間852d，累積注汽量67312t，累積產(chǎn)油量39426m3，油汽比0.576，采出程度11.4%。

2 注采參數(shù)優(yōu)化

該水平井組模型所在區(qū)域已經(jīng)吞吐1年以上，已有了一定的加熱半徑。在注采參數(shù)優(yōu)化時，以目前狀況為基礎(chǔ)，對后續(xù)周期井底蒸汽干度、注汽速度、注汽強(qiáng)度、燜井時間及采液速度對蒸汽吞吐效果影響進(jìn)行研究［2］。

2.1 方案設(shè)計(jì)

綜合考慮井底蒸汽干度、注汽速度 （水平井單位長度上每天的注汽量）、注汽強(qiáng)度 （水平井單位長度的周期注汽量）、燜井時間及采液速度5個因素，結(jié)合目前生產(chǎn)實(shí)際，每個參數(shù)均取4個水平，見表1。通過正交設(shè)計(jì)方法對5因素4水平 （L1645）設(shè)計(jì)得到如下16個方案和試驗(yàn)結(jié)果，見表2、3。

表1 J3q3層FHW13090井組蒸汽吞吐正交設(shè)計(jì)因素與水平取值

表2 J3q3層FHW13090井組蒸汽吞吐試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果

表3 J3q3層FHW13090井組蒸汽吞吐試驗(yàn)結(jié)果分析表

2.2 結(jié)果分析

2.2.1 單指標(biāo)方案優(yōu)選

各注采參數(shù)的均值越大，對應(yīng)各指標(biāo)的開發(fā)效果就越好。根據(jù)表3知，各因素較優(yōu)方案如表4所示。

表4 J3q3層FHW13090井組蒸汽吞吐較優(yōu)方案

2.2.2 多指標(biāo)綜合優(yōu)選

各注采參數(shù)的極差越大，對各指標(biāo)的影響就越大［3］。根據(jù)表3知：各因素對累積產(chǎn)油量影響的大小順序是：注汽強(qiáng)度＞井底蒸汽干度＞注汽速度＞采液速度＞燜井時間；各因素對油汽比影響的大小順序是：井底蒸汽干度＞采液速度＞注汽強(qiáng)度＞燜井時間＞注汽速度；各因素對生產(chǎn)時間的影響順序是：注汽強(qiáng)度＞采液強(qiáng)度＞井底蒸汽干度＞注汽速度＞燜井時間。

通過表3的均值和極差綜合分析各因素對各指標(biāo)影響，得出最好的試驗(yàn)方案是：井底蒸汽干度0.7，每口井注汽強(qiáng)度25t/m，注汽速度0.8t/ （m·d），燜井4d，采液速度0.25m3/ （m·d）?？紤]到現(xiàn)場實(shí)施的情況，同時預(yù)測了井底干度為0.5、0.6時的開發(fā)指標(biāo)。預(yù)測J3q3層FHW13090井組繼續(xù)吞吐4周期，其開發(fā)指標(biāo)如表5所示。

表5 FHW13090井組開發(fā)指標(biāo)預(yù)測表

通過表5可看出，經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化選取最佳注采參數(shù)后FHW13090井組的采出程度明顯提高。而且井底蒸汽干度越大，各項(xiàng)開發(fā)指標(biāo)越好。

3 結(jié) 論

1）通過正交設(shè)計(jì)方法分析得出 ，注汽強(qiáng)度對累產(chǎn)油和生產(chǎn)時間的影響最大，井底蒸汽干度對油汽比的影響最大。

2）在正交設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上通過多指標(biāo)綜合優(yōu)選得出，在井底蒸汽干度0.7，注汽強(qiáng)度25t/m，注汽速度0.8t/（m·d），燜井4d，采液速度0.25m3/（m·d）時的參數(shù)組合可以獲得最優(yōu)的蒸汽吞吐效果。

3）在井底蒸汽干度分別為0.5、0.6、0.7時，選取最佳注采參數(shù)進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測結(jié)果表明：優(yōu)化后計(jì)算出的采出程度比優(yōu)化前明顯提高。而且井底蒸汽干度越大，各項(xiàng)開發(fā)指標(biāo)越好。

［1］喻高明.水平井蒸汽驅(qū)開采稠油數(shù)值模擬研究 ［J］.特種油氣藏，1999，6（1）：18～22.

［2］凌建軍.實(shí)用稠油熱采工程 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.

［3］陳民鋒，超稠油油藏蒸汽吞吐參數(shù)優(yōu)選及合理開發(fā)界限的確定 ［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2002，26（1）：39～42.

TE32

A

1000－9752（2011）06－0281－03

2011－05－12

石爻 （1989－），女，2009年長江大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)從事油藏工程和油藏?cái)?shù)值模擬方面的學(xué)習(xí)和研究。

［編輯］ 蕭 雨