由于蒸汽吞吐方法是單井作業(yè),,即每口井既是注汽井又是生產(chǎn)井,將一定量蒸汽注入油層后,,關(guān)井數(shù)天后即開井回采,靠加熱油層降低原油粘度來提高產(chǎn)量,。這種方法的經(jīng)濟風險性較小,,而且,雖然可以每口井進行5~8周期的吞吐作業(yè),,采油速度高達3%~8%,,一般經(jīng)濟效益比蒸汽驅(qū)高數(shù)倍,但是原油采收率僅10%~20%,,損失大量可采儲量,。因此,并不推薦稠油油藏只進行蒸汽吞吐開采,,可以將蒸汽吞吐篩選標準作為評價稠油油藏的一種方法和依據(jù),,對某些很難進行蒸汽驅(qū)開采和稠油油藏,*行蒸汽吞吐開采也是可行的,,但不是*選擇,。
稠油注蒸汽開采,按驅(qū)動方式分為蒸汽吞吐及蒸汽驅(qū)兩個階段,,這是國外通常的作法,。但是從生產(chǎn)作業(yè)程序上可分為三個階段,即:
蒸汽吞吐階段,;注汽井連續(xù)注汽進行蒸汽驅(qū),,采油井繼續(xù)進行蒸汽吞吐階段;采油井結(jié)束吞吐連續(xù)采油,,進行蒸汽驅(qū)開采階段,。這樣的劃分,給出一個由*靠蒸汽吞吐開采到*靠汽驅(qū)開采的過渡階段,,在此過渡階段,,根據(jù)油藏熱采動態(tài),如各井點,、井組的采出程度以及溫度場,、壓力場,,含油飽和度場的分布情況進行較靈活的注汽及采油的調(diào)控,以zui大限度地提高開發(fā)效果及經(jīng)濟效益,。稠油蒸汽驅(qū)開采篩選標準是按先蒸汽吞吐接著進行蒸汽驅(qū)開采考慮的,。由于稠油油藏進行蒸汽驅(qū)開采是高技術(shù)、高投入,、高速度,、高耗能,能否取得益,、高水平不僅主要取決于油藏地質(zhì)條件,,也取決于工藝技術(shù)的*住。有些油藏條件,,雖然在技術(shù)上能夠成功,,但經(jīng)濟上可能無利可圖而失敗,因而稠油油藏進行蒸汽驅(qū)開采,,還具有某些技術(shù)上,、經(jīng)濟上的風險性。
油藏熱采篩選條件很多,,影響蒸汽驅(qū)開發(fā)效果zui大的主要油藏地質(zhì)條件,,可分為上文所介紹的五個參數(shù)組。即:
1)油藏條件(或油層溫度)下的原油粘度及地面條件下的原油相對密度,;
2)油層深度(中部),;
3)油層純厚度及純厚/總厚比;
4)孔隙度φ,;初始油飽和度oiS,,兩者的乘積×φoiS及儲量系數(shù);
5)滲透率,。熱采篩選標準,,還應考慮工藝技術(shù)的成熟程度及技術(shù)發(fā)展前景。隨著技術(shù)的發(fā)展,,篩選標準應有變化,。而且,經(jīng)濟指標主要按油汽比(OSR)考慮,。
(1)原油粘度及相對密度蒸汽驅(qū)存在兩個篩選極限值,,即zui低粘度及zui大粘度,,而密度是次要的,。不同原油粘度采用注水驅(qū)的殘余油飽和度結(jié)果表明,當油水粘度比大于100時,,殘余油飽和度在30%以上,,水驅(qū)效果差。推薦原油粘度大于150~200mPa·s時,采用注蒸汽開發(fā)或注熱水驅(qū)開發(fā),。至于適宜于蒸汽驅(qū)的原油粘度上限值,,隨著技術(shù)進步,有所提高,。70年代,,許多專家提出<100mPa·s。80年代以來,,Taber及Manin提出<5000mPa·s,。1984年美國NPC專家提出<15000mPa·s。原油粘度越高,,注蒸汽開發(fā)效果越差,。尤其明顯的是,蒸汽驅(qū)的開發(fā)指標(如驅(qū)油效率,、體積掃油系數(shù)及油汽比等)隨粘度增大顯著降低,,而且隨油層厚度變薄,開發(fā)效果更是變差,。10m厚度油層,,油汽比大于0.15的原油粘度極限是10000mPa·s,如果粘度達到50000mPa·s,,油層厚度必須大于20m,,油汽比才能在0.15以上。
(2)油層深度對于蒸汽驅(qū)采油,,存在油層深度的zui小極限及zui大極限值,。油層埋藏太淺,注蒸汽的壓力不能超過油層破裂壓力,,因而注入壓力低,,蒸汽的溫度也太低,在蒸汽溫度下的原油粘度高,,而且注入速度太低,。這樣將導致蒸汽驅(qū)的采收率很低。推薦按注蒸汽溫度不小于200℃(注汽壓力1.5MPa)考慮,,取zui小的油層深度為150m,。油層深度增加,井筒熱損失率增大,,井底蒸汽干度降低,,而且套管溫度高,超過安全權(quán)限而受到損壞,。目前油藏深度達1600m的高升油田,,已采用隔熱油管及耐高溫封隔器等井筒隔熱技術(shù),,獲得蒸汽吞吐開采成功。但是,,井底蒸汽干度很難達到50%以上,,因而,還不能進行蒸汽驅(qū)開采,。按現(xiàn)有工藝技術(shù)條件,,推薦蒸汽驅(qū)油層深度是150m~1400m。
(3)油層純厚度,,純厚度與總厚度比值蒸汽驅(qū)油藏zui重要的油層條件之一是足夠的油層厚度,,且油層中非含油致密夾層(頁巖、泥質(zhì)粉砂巖,、粘土層等)要盡量少,。油層厚度越厚越好。在連續(xù)注蒸汽過程中(一般長達5~7a),,進入油層的熱能不斷向油層頂蓋層及底板層散失,。油層越薄熱損失率越大,而且隨著注入時間延長,,累積熱損失率增加,。如果油層間有泥巖夾層,這種不含油夾層也吸收大量熱能,。在注蒸汽某個時刻,,保留在含油層中的熱量占有總的累積注入熱量的百分比,稱作油層的加熱效率,。油層中為蒸汽及熱水所驅(qū)動并采出的油量,,取決于注入熱量與加熱效率的乘積,即,,油層中保存的有效熱量,,或者說取決于油層中蒸汽帶的體積,如果油層中熱損失率太大,,蒸汽帶的體積就要相對減小,,耗汽量增大,而采出油量少,,采收率及經(jīng)濟效益(OSR)受到影響,。不同厚度油層隨注入時間變化的累積熱損失率熱采數(shù)值模擬結(jié)果(如注汽300d,20m,、10m及5m厚度油層的累積熱損失率分別為30%,、48%及67%;如注汽1500d,,則分別為50%,、70%及84%,。顯然,,厚度小于10m以下,,油層中熱損失率太大,也即油層的加熱效率太低,。
(4)孔隙度,、含油飽和度及儲量系數(shù)
(5)滲透率及Kh/μ值
(6)其他因素的考慮??儲層巖性:zui適宜于熱采的儲層是砂巖,但裂縫性砂巖易引起蒸汽串流,。且油層加熱效益太低,,不利于蒸汽驅(qū)。??油層壓力:油層壓力太高,,蒸汽驅(qū)蒸汽帶體積較小,,這是濕飽和蒸汽的特性所致。但是,,我國多數(shù)稠油油藏較深,,又未經(jīng)過長期常規(guī)采油,油層壓力較高,。先經(jīng)過蒸汽吞吐降壓后再進行蒸汽驅(qū)仍是可行的,。地層傾角要小:據(jù)RIPED室內(nèi)試驗證實,,傾角超過10度以上,,蒸汽帶重力超覆作用加劇,降低了蒸汽驅(qū)的采收率,。??注采井之間的連通性要好:對于任何采油方式,,油層的非均質(zhì)性嚴重,注采井之間油層因尖滅,、缺失或斷層相隔引起注采井之間不連通都是極不利的,。??邊底水的干擾:對于邊底水活躍的稠油油藏,在蒸汽吞吐開采壓力降低后,,將加劇邊底水的入浸,,不僅會降低蒸汽吞吐階段的開發(fā)效果,而且會干擾蒸汽驅(qū)開采正常進行,。遼河錦45塊及勝利單家寺稠油油田,,由于蒸汽吞吐開采階段,邊水浸入嚴重,,失去了轉(zhuǎn)汽驅(qū)開采的條件,;而曙光油田曙175塊,有邊水浸入但提早轉(zhuǎn)汽驅(qū)并采取了其他措施,,轉(zhuǎn)汽驅(qū)開采成功,。因此,,對邊底水的干擾應早有對策,不可忽視,。
(7)熱采篩選標準中的經(jīng)濟極限OSR
稠油油藏熱采開發(fā)方式的篩選按稠油性質(zhì)分類,,一般采用的開采方式:
1)對于普通稠油油藏,油層原油粘度小于150mPa·s時200mPa·s,,大干200mPa·s時采用熱水驅(qū)或注蒸汽開采,。
2)對于普通稠油油藏,油層原油粘度僅幾百至2000mPa·s(含氣油)以下,,油層厚度較大,,油層較深時,地質(zhì)參數(shù)符合蒸汽吞吐篩選標準一等儲量時,,先采用常規(guī)機械采油方式開發(fā),。在產(chǎn)量達到來油速度為1%以上的條件下開采,然后轉(zhuǎn)入蒸汽吞吐,;如地質(zhì)參數(shù)也符合蒸汽驅(qū)篩選標準一等儲量,。接著再進行蒸汽驅(qū)開采,即三個階段的開采方式,。
3)對于粘度較高的普通稠油油藏,,油層天然能量不足以獲得常規(guī)開采理想采油速度的油藏,如粘度在2000~10000mPa·s,,盡早采用先蒸汽吞吐,,后進行蒸汽驅(qū)開采,即兩個階段的開采方式,。但是地質(zhì)參數(shù)要符合蒸汽驅(qū)篩選標準一等儲量,,如只符合蒸汽吞吐篩選標準,則不能進行常規(guī)蒸汽驅(qū)開采,。
4)對于原油粘度為10000~50000mPa·s的特稠油油藏,,在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下,如地質(zhì)參數(shù)符合蒸汽吞吐篩選標準的一等儲量,,則采用蒸汽吞吐開采,;如原油粘度小于20000mPa·s,并且其他地質(zhì)參數(shù)符合蒸汽驅(qū)篩選標準,,可以采用吞吐加汽驅(qū)的開發(fā)方式,,有一定的經(jīng)濟風險,先開辟注蒸汽熱采先導試驗區(qū),,井試驗水平井熱采方法,。
5)對于原油粘度為10000~50000mPa·s的特稠油油藏,有很大可能采用常規(guī)蒸汽吞吐開發(fā)方式,如果地質(zhì)參數(shù)符合篩選標準的話,。但是目前按90年代后期水平井熱采技術(shù)的發(fā)展趨勢,,這類油藏更適合于采用水平井熱采開發(fā)方式。
6)對于原油粘度超過50000mPa·s的超稠油油藏,,采用常規(guī)注蒸汽開發(fā)(打直井)難獲得經(jīng)濟效益,,因而只能采用水平井熱采方式。 由于蒸汽吞吐方法是單井作業(yè),,即每口井既是注汽井又是生產(chǎn)井,,將一定量蒸汽注入油層后,,關(guān)井數(shù)天后即開井回采,,靠加熱油層降低原油粘度來提高產(chǎn)量。這種方法的經(jīng)濟風險性較小,,而且,,雖然可以每口井進行5~8周期的吞吐作業(yè),采油速度高達3%~8%,,一般經(jīng)濟效益比蒸汽驅(qū)高數(shù)倍,,但是原油采收率僅10%~20%,損失大量可采儲量,。因此,,并不推薦稠油油藏只進行蒸汽吞吐開采,可以將蒸汽吞吐篩選標準作為評價稠油油藏的一種方法和依據(jù),,對某些很難進行蒸汽驅(qū)開采和稠油油藏,,*行蒸汽吞吐開采也是可行的,但不是*選擇,。
稠油注蒸汽開采,,按驅(qū)動方式分為蒸汽吞吐及蒸汽驅(qū)兩個階段,這是國外通常的作法,。但是從生產(chǎn)作業(yè)程序上可分為三個階段,,即:
蒸汽吞吐階段;注汽井連續(xù)注汽進行蒸汽驅(qū),,采油井繼續(xù)進行蒸汽吞吐階段,;采油井結(jié)束吞吐連續(xù)采油,進行蒸汽驅(qū)開采階段,。這樣的劃分,,給出一個由*靠蒸汽吞吐開采到*靠汽驅(qū)開采的過渡階段,在此過渡階段,,根據(jù)油藏熱采動態(tài),,如各井點、井組的采出程度以及溫度場,、壓力場,,含油飽和度場的分布情況進行較靈活的注汽及采油的調(diào)控,,以zui大限度地提高開發(fā)效果及經(jīng)濟效益。稠油蒸汽驅(qū)開采篩選標準是按先蒸汽吞吐接著進行蒸汽驅(qū)開采考慮的,。由于稠油油藏進行蒸汽驅(qū)開采是高技術(shù),、高投入、高速度,、高耗能,,能否取得益、高水平不僅主要取決于油藏地質(zhì)條件,,也取決于工藝技術(shù)的*住,。有些油藏條件,雖然在技術(shù)上能夠成功,,但經(jīng)濟上可能無利可圖而失敗,,因而稠油油藏進行蒸汽驅(qū)開采,還具有某些技術(shù)上,、經(jīng)濟上的風險性,。
油藏熱采篩選條件很多,影響蒸汽驅(qū)開發(fā)效果zui大的主要油藏地質(zhì)條件,,可分為上文所介紹的五個參數(shù)組,。即:
1)油藏條件(或油層溫度)下的原油粘度及地面條件下的原油相對密度;
2)油層深度(中部),;
3)油層純厚度及純厚/總厚比,;
4)孔隙度φ;初始油飽和度oiS,,兩者的乘積×φoiS及儲量系數(shù),;
5)滲透率。熱采篩選標準,,還應考慮工藝技術(shù)的成熟程度及技術(shù)發(fā)展前景,。隨著技術(shù)的發(fā)展,篩選標準應有變化,。而且,,經(jīng)濟指標主要按油汽比(OSR)考慮。
(1)原油粘度及相對密度蒸汽驅(qū)存在兩個篩選極限值,,即zui低粘度及zui大粘度,,而密度是次要的。不同原油粘度采用注水驅(qū)的殘余油飽和度結(jié)果表明,,當油水粘度比大于100時,,殘余油飽和度在30%以上,水驅(qū)效果差。推薦原油粘度大于150~200mPa·s時,,采用注蒸汽開發(fā)或注熱水驅(qū)開發(fā),。至于適宜于蒸汽驅(qū)的原油粘度上限值,隨著技術(shù)進步,,有所提高,。70年代,許多專家提出<100mPa·s,。80年代以來,,Taber及Manin提出<5000mPa·s。1984年美國NPC專家提出<15000mPa·s,。原油粘度越高,,注蒸汽開發(fā)效果越差。尤其明顯的是,,蒸汽驅(qū)的開發(fā)指標(如驅(qū)油效率,、體積掃油系數(shù)及油汽比等)隨粘度增大顯著降低,,而且隨油層厚度變薄,,開發(fā)效果更是變差。10m厚度油層,,油汽比大于0.15的原油粘度極限是10000mPa·s,,如果粘度達到50000mPa·s,油層厚度必須大于20m,,油汽比才能在0.15以上,。
(2)油層深度對于蒸汽驅(qū)采油,存在油層深度的zui小極限及zui大極限值,。油層埋藏太淺,,注蒸汽的壓力不能超過油層破裂壓力,因而注入壓力低,,蒸汽的溫度也太低,,在蒸汽溫度下的原油粘度高,而且注入速度太低,。這樣將導致蒸汽驅(qū)的采收率很低,。推薦按注蒸汽溫度不小于200℃(注汽壓力1.5MPa)考慮,取zui小的油層深度為150m,。油層深度增加,,井筒熱損失率增大,井底蒸汽干度降低,,而且套管溫度高,,超過安全權(quán)限而受到損壞。目前油藏深度達1600m的高升油田,已采用隔熱油管及耐高溫封隔器等井筒隔熱技術(shù),,獲得蒸汽吞吐開采成功,。但是,井底蒸汽干度很難達到50%以上,,因而,,還不能進行蒸汽驅(qū)開采。按現(xiàn)有工藝技術(shù)條件,,推薦蒸汽驅(qū)油層深度是150m~1400m,。
(3)油層純厚度,純厚度與總厚度比值蒸汽驅(qū)油藏zui重要的油層條件之一是足夠的油層厚度,,且油層中非含油致密夾層(頁巖,、泥質(zhì)粉砂巖、粘土層等)要盡量少,。油層厚度越厚越好,。在連續(xù)注蒸汽過程中(一般長達5~7a),進入油層的熱能不斷向油層頂蓋層及底板層散失,。油層越薄熱損失率越大,,而且隨著注入時間延長,累積熱損失率增加,。如果油層間有泥巖夾層,,這種不含油夾層也吸收大量熱能。在注蒸汽某個時刻,,保留在含油層中的熱量占有總的累積注入熱量的百分比,,稱作油層的加熱效率。油層中為蒸汽及熱水所驅(qū)動并采出的油量,,取決于注入熱量與加熱效率的乘積,,即,油層中保存的有效熱量,,或者說取決于油層中蒸汽帶的體積,,如果油層中熱損失率太大,蒸汽帶的體積就要相對減小,,耗汽量增大,,而采出油量少,采收率及經(jīng)濟效益(OSR)受到影響,。不同厚度油層隨注入時間變化的累積熱損失率熱采數(shù)值模擬結(jié)果(如注汽300d,,20m、10m及5m厚度油層的累積熱損失率分別為30%,、48%及67%,;如注汽1500d,,則分別為50%、70%及84%,。顯然,,厚度小于10m以下,油層中熱損失率太大,,也即油層的加熱效率太低,。
(4)孔隙度、含油飽和度及儲量系數(shù)
(5)滲透率及Kh/μ值
(6)其他因素的考慮??儲層巖性:zui適宜于熱采的儲層是砂巖,,但裂縫性砂巖易引起蒸汽串流,。且油層加熱效益太低,不利于蒸汽驅(qū),。??油層壓力:油層壓力太高,,蒸汽驅(qū)蒸汽帶體積較小,這是濕飽和蒸汽的特性所致,。但是,,我國多數(shù)稠油油藏較深,又未經(jīng)過長期常規(guī)采油,,油層壓力較高,。先經(jīng)過蒸汽吞吐降壓后再進行蒸汽驅(qū)仍是可行的。地層傾角要?。簱?jù)RIPED室內(nèi)試驗證實,,傾角超過10度以上,蒸汽帶重力超覆作用加劇,,降低了蒸汽驅(qū)的采收率。??注采井之間的連通性要好:對于任何采油方式,,油層的非均質(zhì)性嚴重,,注采井之間油層因尖滅、缺失或斷層相隔引起注采井之間不連通都是極不利的,。??邊底水的干擾:對于邊底水活躍的稠油油藏,,在蒸汽吞吐開采壓力降低后,將加劇邊底水的入浸,,不僅會降低蒸汽吞吐階段的開發(fā)效果,,而且會干擾蒸汽驅(qū)開采正常進行。遼河錦45塊及勝利單家寺稠油油田,,由于蒸汽吞吐開采階段,,邊水浸入嚴重,失去了轉(zhuǎn)汽驅(qū)開采的條件,;而曙光油田曙175塊,,有邊水浸入但提早轉(zhuǎn)汽驅(qū)并采取了其他措施,,轉(zhuǎn)汽驅(qū)開采成功。因此,,對邊底水的干擾應早有對策,,不可忽視。
(7)熱采篩選標準中的經(jīng)濟極限OSR
稠油油藏熱采開發(fā)方式的篩選按稠油性質(zhì)分類,,一般采用的開采方式:
1)對于普通稠油油藏,,油層原油粘度小于150mPa·s時200mPa·s,大干200mPa·s時采用熱水驅(qū)或注蒸汽開采,。
2)對于普通稠油油藏,,油層原油粘度僅幾百至2000mPa·s(含氣油)以下,油層厚度較大,,油層較深時,,地質(zhì)參數(shù)符合蒸汽吞吐篩選標準一等儲量時,先采用常規(guī)機械采油方式開發(fā),。在產(chǎn)量達到來油速度為1%以上的條件下開采,,然后轉(zhuǎn)入蒸汽吞吐;如地質(zhì)參數(shù)也符合蒸汽驅(qū)篩選標準一等儲量,。接著再進行蒸汽驅(qū)開采,,即三個階段的開采方式。
3)對于粘度較高的普通稠油油藏,,油層天然能量不足以獲得常規(guī)開采理想采油速度的油藏,,如粘度在2000~10000mPa·s,盡早采用先蒸汽吞吐,,后進行蒸汽驅(qū)開采,,即兩個階段的開采方式。但是地質(zhì)參數(shù)要符合蒸汽驅(qū)篩選標準一等儲量,,如只符合蒸汽吞吐篩選標準,,則不能進行常規(guī)蒸汽驅(qū)開采。
4)對于原油粘度為10000~50000mPa·s的特稠油油藏,,在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下,,如地質(zhì)參數(shù)符合蒸汽吞吐篩選標準的一等儲量,則采用蒸汽吞吐開采,;如原油粘度小于20000mPa·s,,并且其他地質(zhì)參數(shù)符合蒸汽驅(qū)篩選標準,可以采用吞吐加汽驅(qū)的開發(fā)方式,,有一定的經(jīng)濟風險,,先開辟注蒸汽熱采先導試驗區(qū),井試驗水平井熱采方法,。
5)對于原油粘度為10000~50000mPa·s的特稠油油藏,,有很大可能采用常規(guī)蒸汽吞吐開發(fā)方式,,如果地質(zhì)參數(shù)符合篩選標準的話。但是目前按90年代后期水平井熱采技術(shù)的發(fā)展趨勢,,這類油藏更適合于采用水平井熱采開發(fā)方式,。
6)對于原油粘度超過50000mPa·s的超稠油油藏,采用常規(guī)注蒸汽開發(fā)(打直井)難獲得經(jīng)濟效益,,因而只能采用水平井熱采方式,。
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