于勐

（中油遼河油田公司燃氣集團公司，遼寧 盤錦 124010）

1 稠油注蒸汽開采配套工具研究

1.1 注蒸汽封隔器

1.1.1 K331熱采封隔器。K331熱采封隔器是一種靠注汽溫度座封的自封式熱采封隔器。注汽結(jié)束溫度下降后，上提管柱自動解封。目前已形成適用于各種常規(guī)套管井的系列工具，主要用于稠油蒸汽吞吐井中的稠油注蒸汽工藝。

封隔器密封腔內(nèi)灌入膨脹藥劑，當溫度升高時，膨脹藥劑漲開膨脹筒及膠筒，實現(xiàn)密封。其結(jié)構(gòu)如圖所示：

圖1-1 K331熱采封隔器

1.1.2 Y331熱力式封隔器。Y331熱力式封隔器主要是用于分層注蒸汽井的一種封隔器。該封隔器是通過熱力使化學(xué)藥劑膨脹推動液缸壓縮密封件使封隔器密封。注汽結(jié)束溫度下降后，上提管柱自動解封。目前已形成適用于各種常規(guī)套管井的系列工具，其結(jié)構(gòu)如圖所示：

圖1-2 Y331熱力式封隔器

1.1.3 QK361多級長效汽驅(qū)密封器。QK361多級長效汽驅(qū)密封器適用于蒸汽驅(qū)及SAGD間歇注汽井，可以長期注入蒸汽的一種封隔器。多級長效汽驅(qū)密封器在結(jié)構(gòu)上主要由中心管、多級膨脹腔、液體擴張劑、支撐隔環(huán)等四部分組成。該密封器采用多腔體密封，同時支撐環(huán)在高溫和擠壓作用下變形，加強了多級長效密封器的密封效果和使用壽命。采取上提泄壓的方式解封，減少解封負荷。該密封器由于采用全金屬密封，并采用獨特的軟金屬密封填充，因此密封效果更好更長效。

1.2 注汽控制裝置配套工具研究

遼河稠油大多為互層狀油藏，針對這類油藏常采用分層配注汽的辦法來提高油藏的動用程度。在分層配注汽過程中需要應(yīng)用注汽控制裝置來控制各層的配注汽量。針對不同注蒸汽技術(shù)研發(fā)了四種注汽控制裝置。

1.2.1 分層定量注汽閥。在分層定量注汽工藝中，需要先對一部分單元強制注汽，達到注汽量后封閉該注汽單元，改注另一單元。由于各注汽單元的注汽量是固定的，不需要通過機械的或孔道的大小去控制或調(diào)整，理論上注汽量不存在誤差，因此稱其為分層定量注汽。在這一過程中分層定量注汽閥起到控制蒸汽流向的作用。注汽閥的原始狀態(tài)為一個流道開啟，另一個流道關(guān)閉。在需要改變注汽流道時，投入鋼球堵住原開啟流道，在蒸汽壓力的作用下滑套被啟動，打開原關(guān)閉流道。目前已形成適用于各種常規(guī)套管井的系列工具。

圖1-3 分層定量注汽閥

2 稠油注蒸汽開采配套技術(shù)研究

2.1 蒸汽吞吐注蒸汽開采配套技術(shù)研究

2.1.1 分層配汽工藝技術(shù)：（1）概況。針對油層動用程度低，部分油層未動用是蒸汽吞吐階段主要問題，研制開發(fā)了分層配注汽工藝技術(shù)，通過該項技術(shù)的實施來改進注汽井的注汽方式，調(diào)整吸汽剖面，改善注汽效果。分層配汽技術(shù)適用于油層滲透率錯綜復(fù)雜且符合射孔完井、油層井段固井質(zhì)量合格、套管無重大變形、吸汽剖面資料比較明顯的油井。在同一井段內(nèi)將油層分成二至三個以上的油層單元，一次注汽中同時對其進行分層配汽，并根據(jù)各油層或各組油層的不同特性進行定量配汽。這樣就實現(xiàn)了細分層注汽的目的，同時也就大大平衡了油層縱向吸汽不均的矛盾。（2）技術(shù)原理。分層配汽技術(shù)根據(jù)油層井段內(nèi)各小層的物性數(shù)據(jù)、傳熱特性、管柱的結(jié)構(gòu)尺寸以及配汽參數(shù)，利用分層配汽計算軟件優(yōu)化設(shè)計各油層合理的蒸汽注入量，并設(shè)計相應(yīng)油層的配汽器，依靠配汽嘴的大小來調(diào)解各油層的蒸汽分配量，它與分注封隔器一起構(gòu)成分注管柱，按油層的實際動用情況定量配汽，使高滲透層的吸汽量受到有效、定量的限制，中、低滲透層的吸汽量得到定量的分配，這就大大平衡了油層縱向吸汽不均的矛盾，提高了油層的動用程度。該技術(shù)實現(xiàn)一次注汽過程同時對兩個或兩個以上的油層單元進行注汽，消除了各油層單元的燜井時間差問題。（3）技術(shù)特點：a.Y331熱力式封隔器在注汽溫度壓力（溫度不小于230℃）條件下，利用蒸汽的熱能自動座封。該封隔器整體上采用無卡瓦無級壓縮型式，同時具有體積小，重量輕，操作簡單的特點。當溫度降至封隔器工作溫度以下時，解封機構(gòu)運動，完成解封動作，上提注汽管柱即可。b.在配汽器中設(shè)計均勻配汽結(jié)構(gòu)，包括對翼形渦流混流器和氣動式噴管。使流經(jīng)配汽器的汽液混合物，依靠壓力梯度的改變，調(diào)整汽、液分布，使汽液兩相均勻混合注入地層，提高了注入油層的蒸汽質(zhì)量。c.分注管柱耐溫350℃，耐壓17Mpa,不動管柱有效期達到半年。（4）應(yīng)用情況及效果評價。該技術(shù)在遼河油田的歡采、特油公司、金馬油田等地應(yīng)用100余井次，施工成功率98%，有效率98%，增油1.5萬噸。采用分層配注汽工藝技術(shù)后，一次注汽管柱可以同時配注多個油層，節(jié)省了作業(yè)費用；層間差異造成的油井縱向吸汽不均的現(xiàn)象得到明顯的改善，增加了油層的動用程度，提高了油井的產(chǎn)能，使稠油油藏的注汽開發(fā)方案更趨于合理。對于多層稠油油藏中的蒸汽吞吐開采，提高了稠油井的蒸汽吞吐效果和油藏的階段采收率。

2.1.2 分層定量注汽工藝技術(shù)：（1）概況。分層定量注汽工藝的特點是強制注汽，先注一部分單元，達到注汽量后封閉原注汽單元，改注另一單元。由于各注汽單元的注汽量是固定的，不需要通過機械的或孔道的大小去控制或調(diào)整，理論上注汽量不存在誤差，因此稱其為分層定量注汽。（2）技術(shù)原理。該工藝管柱適用于經(jīng)多輪注汽后開發(fā)層系需要調(diào)整為由上到下或由下到上的調(diào)補層井以及具有正韻律油藏條件（即高滲透率段位于油層底部，經(jīng)多輪吞吐后，下部動用程度遠遠好于上部，進一步開發(fā)的重點為上部油層）的油井。分層定量注汽管柱是通過分注閥先注一個單元，達到注汽量后再投球封閉該注汽通道，注另一個單元。由于該工藝方式各注汽單元的注汽量是固定的，不需要通過機械的或孔道的大小去控制或調(diào)整，理論上注汽量不存在誤差，因此稱其為分層定量注汽。該工藝的工藝管柱包括分層定量注汽I型管柱和分層定量注汽II型管柱兩種。分層定量注汽工藝技術(shù)主要適用于如下地質(zhì)條件：a.調(diào)補層井：從開發(fā)的角度來說，開發(fā)層位的選擇原則是由下到上，因此調(diào)補層位（即主力層位）多位于上部注汽單元。b.正韻律的油藏條件：即高滲透率段位于油層底部，經(jīng)多輪吞吐后，下部動用程度遠遠好于上部，進一步開發(fā)的重點為上部油層。定量注汽II型是針對主力油層位于上部的油藏條件而設(shè)計的，其目的是合理調(diào)整上、下注汽單元的注汽時序及燜井時間，達到最理想的分注效果。定量注汽I型與II型所適應(yīng)的油藏條件相反，它們的配套使用對于調(diào)整稠油開采中后期層間矛盾，充分利用注入蒸汽的熱能，改善吸汽剖面，最終提高油藏動用程度發(fā)揮了作用。（3）技術(shù)特點。分層定量注汽I型管柱是針對主力油層位于下部的油藏條件而設(shè)計的，其目的是合理調(diào)整上、下注汽單元的注汽時序及燜井時間，達到最理想的分注效果。分層定量注汽II型管柱與分層定量注汽I型管柱所適應(yīng)的油藏條件相反，II型管柱適用于主力油層位于上部的油藏。分層定量注汽I型管柱與分層定量注汽II型管柱的配套使用對于調(diào)整稠油開采中后期層間矛盾，充分利用注入蒸汽的熱能，改善吸汽剖面，最終提高油藏動用程度發(fā)揮了作用。該管柱的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，上、下閥間的關(guān)閉、開啟同步進行，施工簡單，投球時不用停注。封隔器密封可靠，解封容易。（4）應(yīng)用情況及效果評價。目前該技術(shù)在遼河油田累計現(xiàn)場實施1000余井次，增油10萬余噸，施工成功率達到100%，取得了很好的經(jīng)濟效益。從現(xiàn)場應(yīng)用情況來看，封隔器密封后，套管不起壓，解封順利，沒有任何卡井情況發(fā)生。上、下分層注汽閥啟動正常，實現(xiàn)了選注上、后注下的工藝過程，可靠性強，可以對適應(yīng)這種工藝條件的分注井推廣應(yīng)用。

分層定量注汽I型管柱

層定量注汽II型管柱

結(jié)論

該系列技術(shù)在遼河油田的歡采、特油公司、金馬油田等地應(yīng)用100余井次，施工成功率98%，有效率98%。采用分注分采工藝技術(shù)后，一次注汽管柱可以同時配注多個油層，節(jié)省了作業(yè)費用；層間差異造成的油井縱向吸汽不均的現(xiàn)象得到明顯的改善，增加了油層的動用程度，提高了油井的產(chǎn)能，使稠油油藏的注汽開發(fā)方案更趨于合理。對于多層稠油油藏中的蒸汽吞吐開采，提高了稠油井的蒸汽吞吐效果和油藏的階段采收率。

[1]王家宏.中國水平井技術(shù)應(yīng)用評價及實例分析[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[2]萬仁溥.采油工程手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.8.

[3]李宗田.油田采油生產(chǎn)管柱技術(shù)手冊[M].北京：中國石化出版社2009.5.