張?zhí)鹛?/p>

（中國(guó)石油遼河油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦124000）

特超稠油作為開(kāi)采潛力巨大的能源，具有十分重要的戰(zhàn)略意義，特超稠油的典型特征包括：膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高、黏度高[1]。由于特超稠油開(kāi)發(fā)區(qū)域的火山、構(gòu)造等共同作用，必然會(huì)提高特超稠油的開(kāi)發(fā)難度?；谔爻碛头蔷|(zhì)性的特點(diǎn)，特超稠油開(kāi)發(fā)一直是能源開(kāi)采中的研究難點(diǎn)，受到相關(guān)學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注。針對(duì)特超稠油開(kāi)發(fā)研究方面，前人已進(jìn)行了大量的研究，在特超稠油開(kāi)發(fā)研究中，一般采用化學(xué)法、熱力采油法、物理法以及溶劑法[2]。通過(guò)研究表明，特超稠油開(kāi)發(fā)具有重要意義，但通過(guò)上述方法開(kāi)發(fā)特超稠油普遍存在開(kāi)發(fā)采收率低的問(wèn)題。在以往的研究中，由于大部分是在微觀的視角下開(kāi)發(fā)特超稠油，得出結(jié)論存在極大程度上的局限性，無(wú)法適用于任何地區(qū)，且所應(yīng)用的開(kāi)發(fā)技術(shù)較為落后，也制約了特超稠油的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。為解決特超稠油開(kāi)發(fā)這一難點(diǎn)問(wèn)題，SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)是利用蒸汽、輔助、重力和泄油對(duì)特超稠油開(kāi)發(fā)的新技術(shù)，在超稠油方面，SAGD是國(guó)際發(fā)展的前沿技術(shù)。這一理論最初是基于注水采鹽原理，即淡水的注入使固鹽從鹽層中溶解，濃度大的鹽溶液因密度大而向下流動(dòng)，密度較小的水溶液浮在上面，通過(guò)不斷向鹽層上部注水，采出連續(xù)的高濃度鹽溶液。作為目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的高效開(kāi)發(fā)技術(shù)，以其蒸汽輔助降粘的功能能夠很好地適用于特超稠油開(kāi)發(fā)中[3]。基于此，研究SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)在特超稠油開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)槿蘸筇爻碛偷母咝ч_(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)

SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)中，S 代表的是蒸汽；A 代表的是輔助；G 代表的是重力；D 代表的是泄油，通過(guò)重力主導(dǎo)泄油的方式，具有很高的開(kāi)采效率[4]。SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)機(jī)理可分為四個(gè)部分，首先，通過(guò)注采井同時(shí)熱循環(huán)建立連通通道；再由汽腔上升階段，上升產(chǎn)量；而后進(jìn)入汽腔拓展階段，保持產(chǎn)量穩(wěn)定；最后，通過(guò)汽腔下降階段，下降產(chǎn)量。通過(guò)SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)機(jī)理可知，SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)能夠建立一個(gè)獨(dú)立的蒸汽腔，進(jìn)而起到蒸汽輔助降粘的作用，為特超稠油開(kāi)發(fā)提供良好的環(huán)境。SAGD高效開(kāi)發(fā)技術(shù)作為特超稠油開(kāi)發(fā)中的前沿技術(shù)，應(yīng)用在特超稠油開(kāi)發(fā)中是勢(shì)在必行的，SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)的篩選標(biāo)準(zhǔn)，如表1 所示。結(jié)合表1 所示，為SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)篩選標(biāo)準(zhǔn)。以此為前提，將SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)應(yīng)用在特超稠油開(kāi)發(fā)中，具體研究?jī)?nèi)容，如下文所述。

2 特超稠油SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)

2.1 特超稠油特征參數(shù)

表1 SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)篩選標(biāo)準(zhǔn)

為開(kāi)發(fā)特超稠油，必須要利用SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)精確特超稠油開(kāi)發(fā)極限控制半徑[5]。優(yōu)先選用PERTEL 軟件對(duì)選區(qū)塊建立三維非均質(zhì)地質(zhì)模型，目的是將實(shí)際油藏?cái)?shù)值化，使構(gòu)建的三維非均質(zhì)地質(zhì)模型更加貼近地下裂縫性?xún)?chǔ)層的實(shí)際情況[6]。設(shè)特超稠油開(kāi)發(fā)極限控制半徑為r極限，則其計(jì)算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，pe是特超稠油開(kāi)發(fā)中后期約束水飽和度；pw是特超稠油油藏開(kāi)發(fā)中后期殘余油飽和度；k 是特超稠油開(kāi)發(fā)中后期驅(qū)油效率；μ 是特超稠油選區(qū)塊裂縫水驅(qū)治理注入倍數(shù)。以得出的特超稠油開(kāi)發(fā)極限控制半徑為依據(jù)，確定模擬特超稠油開(kāi)發(fā)地質(zhì)范圍。首先，確定特超稠油儲(chǔ)層地質(zhì)描述范圍、平面網(wǎng)格及模擬層的劃分。再通過(guò)建立精細(xì)的特超稠油三維地質(zhì)模型，是精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵，可以通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)致研究以提高開(kāi)發(fā)效率。最后，建立特超稠油儲(chǔ)層平面網(wǎng)格，需要將每個(gè)網(wǎng)格塊設(shè)定指定的疊前方位各向異性地質(zhì)參數(shù)，設(shè)定參數(shù)的過(guò)程就是所謂的地質(zhì)平面網(wǎng)格描述。特超稠油儲(chǔ)層描述特征表，如表2 所示，為特超稠油參數(shù)描述特征。

2.2 轉(zhuǎn)SAGD 時(shí)機(jī)優(yōu)選

在完成特超稠油特征參數(shù)描述的基礎(chǔ)上，應(yīng)用SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)SAGD 時(shí)機(jī)優(yōu)選[7]。通過(guò)三維非均質(zhì)地質(zhì)模型的數(shù)值模擬跟蹤表明，利用轉(zhuǎn)SAGD 時(shí)機(jī)優(yōu)選，能夠提高特超稠油開(kāi)發(fā)的采收率?；赟AGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)，轉(zhuǎn)SAGD 時(shí)機(jī)優(yōu)選的具體流程為：首先，在循環(huán)預(yù)熱階段，建立蒸汽腔，再通過(guò)在特超稠油開(kāi)發(fā)吞吐1.2.3 周期后直接轉(zhuǎn)SAGD 生產(chǎn)。在此過(guò)程中，轉(zhuǎn)SAGD 時(shí)機(jī)能夠直接影響特超稠油的開(kāi)發(fā)采收率，通過(guò)SAGD高效開(kāi)發(fā)技術(shù)計(jì)算井筒熱損失，選擇特超稠油開(kāi)發(fā)中井筒熱損失最小的時(shí)間段為最佳轉(zhuǎn)SAGD 時(shí)機(jī)。設(shè)井筒熱損失為l，其計(jì)算公式，如公式（2）所示。

表2 特超稠油儲(chǔ)層特征描述

在公式（2）中，D 是油汽質(zhì)量比；v 是SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)下特超稠油開(kāi)采速度；C 是SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)蒸汽腔的采注比；w是注汽干度；t 是水平井預(yù)熱階段的吞吐預(yù)熱注汽量。通過(guò)公式（2），結(jié)合特超稠油開(kāi)發(fā)實(shí)際，選定在特超稠油開(kāi)發(fā)吞吐2 周期后直接轉(zhuǎn)SAGD 生產(chǎn)，進(jìn)而確保特超稠油開(kāi)發(fā)的采收率最大化。

2.3 定位特超稠油開(kāi)發(fā)點(diǎn)

轉(zhuǎn)SAGD 時(shí)機(jī)優(yōu)選后，定位特超稠油開(kāi)發(fā)點(diǎn)。通過(guò)分析特超稠油開(kāi)發(fā)信號(hào)頻散性，明確SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)下吞吐預(yù)熱注汽量傳播的速度，會(huì)由于頻率的變化而發(fā)生不同的變化[8]。為在特超稠油開(kāi)發(fā)中獲得高精準(zhǔn)的特超稠油開(kāi)發(fā)點(diǎn)，提高開(kāi)發(fā)采收率，就必須最大限度上減小特超稠油開(kāi)發(fā)中的熱損失，盡量保證特超稠油開(kāi)發(fā)點(diǎn)的聲發(fā)射信號(hào)是完整、有效的[9]。根據(jù)SAGD高效開(kāi)發(fā)技術(shù)分析的特超稠油開(kāi)發(fā)點(diǎn)，可通過(guò)廣義的群速度與頻率之間關(guān)系變換的表達(dá)式得到各固有模態(tài)函數(shù)。設(shè)固有模態(tài)函數(shù)為GET，則其具體表達(dá)式，如公式（3）所示。

3 實(shí)例分析

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為構(gòu)建實(shí)例分析，實(shí)驗(yàn)對(duì)象選取某待開(kāi)發(fā)的特超稠油，并對(duì)不同注采井距條件下主要參數(shù)變化加以設(shè)定。某待開(kāi)發(fā)的特超稠油不同注采井距條件下主要參數(shù)，如表3 所示。

表3 某待開(kāi)發(fā)的特超稠油不同注采井距條件下主要參數(shù)

結(jié)合表3 所示，此次實(shí)例分析選取的對(duì)比指標(biāo)為特超稠油開(kāi)發(fā)采收率，采收率作為衡量油田開(kāi)發(fā)水平高低的關(guān)鍵指標(biāo)，能夠有效反映出油田開(kāi)發(fā)效率，開(kāi)發(fā)采收率越高代表特超稠油開(kāi)發(fā)的效率越高。首先，使用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法對(duì)特超稠油基于SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，通過(guò)核查工具-Qacenter 測(cè)得其開(kāi)發(fā)采收率，設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組。再使用傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法對(duì)特超稠油進(jìn)行開(kāi)發(fā)，同樣通過(guò)核查工具-Qacenter 測(cè)得其開(kāi)發(fā)采收率，設(shè)置為對(duì)照組。為避免偶然現(xiàn)象的出現(xiàn)，在此次的實(shí)例分析中,共進(jìn)行8 次實(shí)驗(yàn)。針對(duì)核查工具-QAcenter 測(cè)得的開(kāi)發(fā)采收率，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖1 特超稠油開(kāi)發(fā)采收率對(duì)比圖

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

采集上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，收集以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比兩種開(kāi)發(fā)方法下的開(kāi)發(fā)采收率和特超稠油開(kāi)發(fā)采收率，如圖1 所示。通過(guò)圖1可得出如下的結(jié)論：設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)方法開(kāi)發(fā)采收率最高可達(dá)89.96%，對(duì)照組僅為25.78 %。設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)方法開(kāi)發(fā)采收率明顯高于對(duì)照組，特超稠油開(kāi)發(fā)的效率更高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，所設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)方法其各項(xiàng)功能均可以滿(mǎn)足特超稠油開(kāi)發(fā)總體要求，可以廣泛應(yīng)用于特超稠油開(kāi)發(fā)方面。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)在特超稠油開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，能夠取得一定的應(yīng)用成果，解決傳統(tǒng)特超稠油開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)方法是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠指導(dǎo)特超稠油開(kāi)發(fā)方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大設(shè)計(jì)方法在特超稠油開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用力度。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)SAGD 高效開(kāi)發(fā)技術(shù)在特超稠油開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用研究仍存在一些問(wèn)題，在日后的研究中還需要進(jìn)一步對(duì)特超稠油開(kāi)發(fā)優(yōu)化方法進(jìn)行深入研究，為提高特超稠油開(kāi)發(fā)的采收率提供參考。