水平井蒸汽驱技术经济分析探讨

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　　【摘要】针对某区块开发现状，论证该区转蒸汽驱开采的必要性和可行性，在此基础上，利用油藏数值模拟技术重点对开发方式、井网形式、转驱方式、转驱时机和注采参数进行了系统优化，形成了深层稠油油藏水平井蒸汽驱技术经济界限，为该区块提高水平井蒸汽驱的开发效果提供调整依据和调整重点。
　　【关键词】稠油油藏，蒸汽驱，水平井
　　蒸汽驱开采是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采后期进一步提高原油采收率的主导工艺，能够将井区间蒸汽吞吐未波及到的原油驱动至周围的生产井采出，扩大蒸汽的波及体积，提高原油采收率。利用水平井开发深层、薄层稠油油藏具有较强的优势，但由于水平井蒸汽吞吐属消耗能量降压开采，采收率低，只能采出各个油井井点附近油层中的原油，井间留有大量的死油区，而蒸汽驱开采能够将井区间蒸汽吞吐未波及到的原油驱动至周围的生产井采出，扩大蒸汽的波及体积，提高原油采收率，因此是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采后期进一步提高原油采收率的主导工艺。
　　1 水平井转蒸汽驱必要性及可行性
　　1.1转蒸汽驱的必要性
　　通过对该区块数模研究表明，蒸汽吞吐有效加热半径为40～60m。加热半径小，井间剩余油丰富，造成大量资源浪费。蒸汽吞吐结束时采收率仅能达到14%，采收率较低。
　　该区块处于构造高部，含水较低。随着周期吞吐轮次的增加，区块压力下降，亏空加大，边水将逐渐侵入。因此从油藏开发的长远考虑，依据草20块汽驱开发控制边水的成功经验，需要在该块开展汽驱，补充能量，保持地层压力，抑制边水侵入。
　　1.2转蒸汽驱的可行性
　　根据蒸汽驱的筛选标准，对比该的物性参数表明该块除油层厚度较薄外，其他参数均满足水平井蒸汽驱条件。但随着水平井技术的发展，目前对于这种薄层稠油油藏的水平井开发是可以实现的。根据国内外经验，蒸汽驱转驱压力3～5MPa左右效果最好。由于该块层薄，地层能量下降快，供液能力差，周期末时压力仅3.6MPa，正常时压力在5MPa左右，满足汽驱压力要求。
　　2 数值模拟模型的建立
　　在精细地质研究的基础上，以该区块实际油藏参数为条件，利用CMG稠油油藏数值模拟技术建立了三维模型。模型网格步长为5m×5m，角点网格，共分为5个小层。I方向120个网格，J方向31个网格，共计18600个网格。
　　模型参数假设油藏为均质油藏，设计油层厚度为4m，渗透率为5000μm2度为34%。水平井位于油藏中部。水平段長度为250m，井距和排距均为150m。原油粘温曲线依据现场提供的该块50℃地面脱气原油粘度曲线，相渗曲线主要采用相似区块的相渗曲线进行模拟研究。
　　3 技术经济分析
　　3.1经济极限油汽比
　　依据现金的收入与支出平衡原则来计算经济极限油汽比，根据胜利油田热采井投资成本构成、吨油操作费用计算当原油价格为50美元/桶，吨油操作成本费为900元/吨时，热采（蒸汽驱）经济极限油汽比为0.1，采用油汽比0.1作为蒸汽驱的经济极限油汽比。
　　3.2经济极限可采储量
　　根据油田该区块馆陶组油藏已投产水平井的各项成本和费用，采用静态法计算出不同油价下水平井的热采经济极限累积产油量。
　　4 蒸汽驱技术界限优化
　　4.1开发方式
　　运用数值模拟技术，优化对比了反五点井网条件下蒸汽吞吐和蒸汽驱的开发效果。预测结果显示，在反五点井网条件下，蒸汽吞吐到底累积产油量1.387万吨，累计注汽2.7×10m3，采收率仅为14%。对比相同井网条件下吞吐+蒸汽驱的采收率可达27.1%，蒸汽吞吐提高13%。吞吐后转蒸汽驱可大幅度提油藏高采收率。
　　4.2井网形式
　　由于该块目前已投产的生产井采用了交错型井网进行部署，因此在此基础上接下来的转汽驱井网设计了反五点交错井网和反七点交错井网进行数模优化。通过数值模拟计算，在两种不同的井网形式下，汽驱阶段的油汽比相差不大，但是反五点井网的采收率和净采油量明显高于反七点井网。因此，优选了反五点井网作为蒸汽吞吐后的转驱井网形式。
　　4.3转驱时机
　　对于中、深层稠油油藏，选择最佳的转驱时机非常重要。在转驱时机优化中，主要考虑了转驱时的油藏压力和井间的热连通性，优化了反五点井网下，不同转驱时机的开发效果。综合考虑汽驱阶段油汽比、采收率和净采油量等因素，推荐在蒸汽吞吐4周以后进行转驱，累积产油量达到2.66万吨，采收率27.1%，净采油量为2.05万吨，生产效果最好。此时的油藏平均压力只有52MPa，满足蒸汽驱要求。因此，推荐在第4周以后转汽驱开发效果最好。
　　4.4转驱方式
　　通过对该区块相邻的断块历年水侵趋势分析，边水主要沿低压、高渗带窜入，具有明显的方向性。结合该区块实际建立了边水油藏模型。利用概念模型，优化了三种不同的带有边水的井网类型，综合分析任务中间一排转汽驱井，两侧为生产井（生产井靠近边水）的方案生产效果最理想，采收率达到31.2%，净采油量达到5.08万吨。
　　4.5注采参数
　　通过对该区块馆陶组的数值模拟优化研究，确定了一下主材参数指标：
　　注汽干度。在反五点井网条件下，数值模拟分析优化结果：注汽干度越高，采收率越高，净采油量也越大。对于该块这种薄层，中、深层稠油油藏蒸汽驱时，由于油藏深，油层中热损失大，低干度蒸汽很容易变成热水，因此在生产中应尽量提高蒸汽干度。
　　注汽速度。蒸汽注入速度影响着蒸汽驱的采收率。模型中分别优化了注汽速度为3t/h4th、5/h、6th和7t/h对采收率的影响。数模结果表明：随着注汽速度的增大，采收率增大，净采油量增高。但注汽速度增大到一定值时（注汽速度为7th）时，净采油量不增反降。综合考虑油汽比、净采油量等因素，在该块推荐的注汽速度在5～6t/h。
　　注汽压力。数值模拟优化了同一注汽速度（6t/h）下，注汽压力为14MPa、10MPa和8MPa下的地层吸气量以及生产效果。优化结果表明：不同注汽压力下的累积采油量、采收率和净采油量相差不大。虽然压力从14MPa到8MPa有所降低，但地层都能保证一定的吸气量。因此，在现场设备满足要求的条件下，推荐的注汽压力为8MPa。
　　5 结束语
　　对比蒸汽驱筛选标准，该块具备转蒸汽驱潜力，根据数模优化结果，结合现场已钻井资料，推荐在蒸汽吞吐后转为反五点井网开发方式进行蒸汽驱开发。相同井网条件下，吞吐后转蒸汽驱比蒸汽吞吐到底采收率可提高13%，结合转驱压力及井间热连通情况，合理转蒸汽驱时机为吞吐四周后转蒸汽驱生产。转蒸汽驱方式为靠近边水的一侧为生产井，采收率较高，蒸汽驱阶段井底蒸汽干度在0.4以上，注汽速度保持在5～6th，采注比保持1.2，在蒸汽驱阶段注汽压力可以有所降低，推荐为8MPa，形成了深层稠油油藏水平井蒸汽驱经济技术政策界限。数值模拟表明该块水平井转蒸汽驱提高采收率17.6%，最终采收率可达到31.6%。
　　作者简介：
　　冯斌斌（1986-），河北霸州人，大学本科，注汽技术服务中心河口注汽大队注汽一队。
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