鄭利民(歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

蒸汽驅(qū)蒸汽超覆程度評(píng)價(jià)方法探討

鄭利民(歡喜嶺采油廠， 遼寧 盤錦 124114)

蒸汽超覆是作為蒸汽物理特性導(dǎo)致的不可避免的注汽特征，主要影響在大于7m以上厚層，導(dǎo)致單層蒸汽波及不均，油層動(dòng)用差。為提高蒸汽驅(qū)縱向動(dòng)用，通過公式、數(shù)值模擬計(jì)算得出不同地質(zhì)體條件下蒸汽超覆程度，進(jìn)而有針對(duì)地進(jìn)行相關(guān)措施挖潛。

蒸汽驅(qū);蒸汽超覆;動(dòng)用程度;采收率

1 超覆公式計(jì)算法

利用Van Lookeren 解析解方法計(jì)算蒸汽超覆程度，Van Lookeren 解析解方法是基于流體為分層流動(dòng)，按照達(dá)西定律建立的超覆程度計(jì)算公式，公式中用無因次系數(shù)AR來表征蒸汽的超覆程度。

式中：M為擬流度比；vs為蒸汽的動(dòng)力粘度，m2/s；Qsi為蒸汽的注入速度，kg/s；Δρ為ρo-ρs，kg/m3；g 為重力加速度，m2/s；h為油層厚度，m；Ks為蒸汽帶的滲透率，m2；為原油的有效粘度，μo為原油的有效粘度，Pa.s；μs為蒸汽粘度，Pa.s；Ko為油相滲透率，μ m2；Ri為瞬時(shí)油汽比。

但是計(jì)算采收率相對(duì)于其它方法預(yù)計(jì)的要小，這是由于蒸汽帶下方的水驅(qū)采收量沒有包括在內(nèi)。

2 數(shù)值模擬法

2.1 模型簡(jiǎn)介

油藏基本參數(shù)：孔隙度0.315，滲透率2062mPa.s，原始含油飽和度0.75，油藏中深取齊40蓮二油層的850m，參考?jí)毫?500kPa，參考溫度36.8℃。

研究應(yīng)用的是CMG數(shù)模軟件STARS模塊。由于齊40塊蒸汽驅(qū)的井網(wǎng)形式是反九點(diǎn)面積井網(wǎng)。模型網(wǎng)格選用的是41×21×10的網(wǎng)格系統(tǒng)，建立了相鄰的兩個(gè)注采井組。油藏傾角選用比較有代表性的5°、15°和25°；油藏厚度選取5m、10m、15m和20m。當(dāng)油層厚度發(fā)生變化時(shí)，操作參數(shù)(包括注汽速度和采注比)按注入倍數(shù)進(jìn)行合理的劈分。

2.2 蒸汽超覆程度評(píng)價(jià)方法

為了評(píng)價(jià)傾角和油層厚度對(duì)蒸汽超覆的影響，研究不同地層傾角，不同油層厚度下地層的超覆程度，用汽腔高部位在頂層和底層發(fā)育的速度差來表征超覆程度。蒸汽超覆程度范圍是0～1，數(shù)值越大，表明蒸汽前緣在井組高部位突進(jìn)越嚴(yán)重，即超覆越嚴(yán)重。

蒸汽超覆程度=[(y-x)/L]×100%

式中：y為在某一時(shí)間點(diǎn)，井組高部位蒸汽在油藏頂層的推進(jìn)距離，m；x為在同一時(shí)間點(diǎn)，井組高部位蒸汽在油藏底層的推進(jìn)距離，m；L為注采井間的距離，m。在油層傾角相同時(shí)，超覆呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

①超覆程度曲線逐漸變緩，即斜率越來越小，表明超覆增長(zhǎng)率隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸變小。同時(shí)也反映出離注汽井筒越遠(yuǎn)，蒸汽竄進(jìn)的速率越小，另一方面也說明蒸汽的能量由于向蓋、底層損失等原因而逐漸下降。②隨著厚度的增大超覆程度越來越嚴(yán)重，最大達(dá)到了0.95，這是由于地層厚度越大，蒸汽上浮的空間越大，相比于薄油層，其縱向動(dòng)用程度就會(huì)變差。③隨厚度的增大突破時(shí)間變得越來越短，以15°傾角為例，油層厚度為5m時(shí)在3650天時(shí)突破；油層傾角為10m時(shí)在2350天時(shí)突破；油層厚度增加到15m時(shí)，當(dāng)蒸汽驅(qū)進(jìn)行到1190天時(shí)突破；而當(dāng)層厚度增加到20m時(shí)，當(dāng)蒸汽驅(qū)進(jìn)行到730天時(shí)就突破了。④隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，不同油層厚度的蒸汽超覆程度相差越來越大，而且若油層傾角超過15°，超覆的嚴(yán)重程度急劇增大。

在油層厚度相同時(shí)，隨著傾角的增大超覆程度越來越嚴(yán)重，呈現(xiàn)出了和厚度影響類似的特征，蒸汽突破前超覆呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：①超覆程度曲線逐漸變緩，即斜率越來越小，表明超覆增長(zhǎng)率隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸變小。同時(shí)也反映出離注汽井筒越遠(yuǎn)，蒸汽推進(jìn)的速率越小，另一方面也說明蒸汽的能量由于向蓋、底層損失等原因而逐漸下降。②隨著傾角的增大超覆程度越來越嚴(yán)重，最大達(dá)到了0.95。這是因?yàn)樽⑷氲貙又械恼羝捎诿芏炔畹淖饔脮?huì)上浮，而層傾角越大就越加劇了蒸汽上浮的速度。③隨著傾角的增大突破時(shí)間變得越來越短。以20m厚的油層為例，油層傾角為5度時(shí)在1590天時(shí)突破，油層傾角為15度時(shí)在730天時(shí)突破，而當(dāng)油層厚度增加到25度時(shí)，當(dāng)蒸汽驅(qū)進(jìn)行到530天時(shí)就會(huì)突破。④隨時(shí)間延長(zhǎng)，不同角度的超覆程度相差越來越大。

當(dāng)蒸汽沿生產(chǎn)井突破以后，注入的蒸汽大部分會(huì)沿高滲帶突進(jìn)，平面上竄進(jìn)嚴(yán)重，而縱向上發(fā)育緩慢。此時(shí)如果不采取措施，蒸汽的利用率將會(huì)嚴(yán)重下降。

2.3 注汽速度對(duì)蒸汽超覆程度的影響研究

研究表明，在合理的范圍內(nèi)，隨注汽速度的增大，蒸汽驅(qū)采收率會(huì)增大。但同時(shí)蒸汽超度程度也隨之加劇。本文選取較有代表性的15m油藏15°傾角，分別選取注汽速度為50、80、100、120、150、180m3/d，研究了蒸汽驅(qū)注汽速度對(duì)蒸汽超覆的影響。

在數(shù)值模擬中，注汽速度對(duì)蒸汽超覆的影響也較為顯著，隨注汽速度的增大，蒸汽超覆程度越來越嚴(yán)重，這是由于注汽速度過快會(huì)使大量蒸汽迅速沿著大孔道流入到生產(chǎn)井底，蒸汽的熱量不能充分地傳遞給中低滲油層，降低了蒸汽驅(qū)的開采效益，另一方面，蒸汽注汽速度過慢，熱量都在加熱上下夾層時(shí)大量耗費(fèi)，蒸汽就會(huì)變成熱水，無法實(shí)現(xiàn)加熱原油和降粘的效果，同樣也會(huì)降低蒸汽驅(qū)的開采效益，因此，蒸汽驅(qū)最優(yōu)注汽速度的選取在蒸汽驅(qū)開采過程中很重要。需要注意的是，在蒸汽驅(qū)的不同階段存在不同的最優(yōu)注汽速度。

3 結(jié)語

通過蒸汽超覆規(guī)律研究，確定出汽竄層底部射孔厚度比例，是“底部牽汽”技術(shù)的關(guān)鍵；采取大修修套、封竄措施是技術(shù)的重要配套手段；而增油、提高縱向動(dòng)用、完善“動(dòng)態(tài)”注采對(duì)應(yīng)關(guān)系是技術(shù)的突出作用。