稠油蒸汽驱注采井射孔方式

辽河油田蒸汽驱试验始于1988年，由于当时的油藏条件、方案设计、射孔方式、工艺技术等诸多原因，均没取得预期效果。1998年齐40块又开展了4个井组的蒸汽驱试验，2001年获得了突破性效果。2005年该块实施工业化蒸汽驱开发，至今已有150个井组的规模，形成了适合蒸汽驱的注采配套工艺技术及行之有效的调整措施。同时也暴露出一些问题。一、蒸汽驱出现的主要问题辽河油田稠油油藏埋藏深度、油层层数及油层厚度变化较大。埋藏浅的600m左右，深达2400m，一般700～1600m之间。同时，存在着油层单一的块状油藏，也存在着层数从几层到几十层的层状油藏。油层有效厚度薄的10m左右，厚的达100m以上，一般为15～60m。油藏主要由扇三角洲沉积砂体构成，以扇三角洲前缘亚相为主。发育水下分流河道、河口砂坝、分流间及前缘薄层砂四种微相类型。沉积微相组合决定储层物性好、但非均质性严重。渗透率一般在0.3～2μm2，孔隙度20%～35%，具有大孔、细喉的特点，平均孔宽20～100μm。渗透率变异系数一般在0.6左右，可达0.8以上；渗透率级差一般在10左右，1750；突进系数在2～8之间。蒸汽驱过程中出现的主要问题，一是在厚油层中蒸汽超覆，二是个别高渗层过早发生蒸汽突破。1.蒸汽超覆在注蒸汽过程中，由于蒸汽密度低，注入的蒸汽向油层顶部扩散，从而形成汽液接触面趋于顶部超覆的现象。在厚油层中此现象较为严重，油层中上部动用好，含油饱和度变化明显，油层下部动用差，蒸汽的热利用率较低。为此，对单层厚度大于5m的油层，采取了只在油层下部射孔的方式。2.高渗层过早蒸汽突破在热采初期的蒸汽吞吐阶段，采用一次性完井程序，即油层全部射开，各层孔密一致。结果纵向油层间动用极不均衡，因为高渗透层启动压差小，容易吸汽，低渗透层吸汽较少，甚至不吸汽。注汽后开井生产，高渗层产量远远高于低渗层。蒸汽吞吐阶段是利用天然能量消耗式开采，因此，高渗层压降就越来越大于低渗层。进入蒸汽驱开发后，这种层间动用矛盾更不断加剧，位于沉积河道、压力低的高渗层，易造成蒸汽过早突破。为此，曾采用过二次射孔和限流射孔方式。二、曾采用的射孔方式简介1.二次射孔方式生产井次射孔，只射开渗透率较低的中、低渗层。吞吐生产一段时间后，中、低渗层油层压力下降。第二次射孔再打开高渗层，以达到调整油层压差，使油层纵向均匀动用。但这种方式效果有限，还增加了生产井作业工作量。特别是第二次射孔，油层已经降压，压井液易造成油层伤害。因此，二次射孔方式，做为改善油藏开发效果的一种措施，只能在局部应用。另据研究，目前通常采用的壁厚9.19mm套管，射孔密度在16孔/m以下时，孔眼对套管抗挤压强度没有影响。而射孔密度大于16孔/m时，套管强度会有所降低。所以，射孔密度一般采用16孔/m。2.限流射孔方式这种技术应用了蒸汽通过孔眼临界流动原理，即蒸汽在临界流动状态下，注入蒸汽的流速受孔眼直径和井底注入压力的限制。所以，控制孔眼直径、射孔孔数以及井底注入压力，就能调整各层吸汽状况，使高渗层不以“贼层”出现，不会过早蒸汽突破。对于完井井段较长的注入井，随着深度的增加，蒸汽干度会有所降低。但在临界流动状态下，蒸汽干度的这种分布，对井段上下油层相对热量注入没有影响，即限流射孔技术具有热平衡效应。但由于目前在深井和现有工艺技术条件下，井下蒸汽很难达到临界流动状态。另外，限流射孔用于调整层间动用矛盾的作用是很有限的，对于渗透率极差太大的油藏，难以达到应有的效果。三、新注采井射孔方式二次射孔和限流射孔各有其局限性。二次射孔对压降过大的油藏，容易造成污染。限流射孔在埋藏较深的油藏，难以达到临界流动状态。辽河油田新蒸汽驱方案设计，对井况较差、吞吐时间较长的稠油老区，注汽井全部更新、生产井选择性更新。油层部位采用壁厚17.4mm套管，并确定了新的注采井射孔方式。1.新注汽井射孔方式（1）单层厚度大于10m的油层射开下部1/3，单层厚度在5～10m之间的油层射开下部1/2；单层厚度在2～5m之间的油层射开下部2/3。 （2）射孔密度按油层渗透率级差确定。射孔层渗透率与射孔井段内渗透率级差大于4时，孔密16孔/m；渗透率级差3～4时，孔密12孔/m；渗透率级差2～3时，孔密8孔/m；渗透率级差1～2时，孔密4孔/m。（3）对于油层纵向动用较好的注汽井，严格按渗透率级差确定射孔密度。油层纵向动用较差的注汽井，个别与生产井油层连通的差层要增加射孔密度，原来动用较差的层20孔/m，原来没动用的层24孔/m。2.新生产井射孔方式（1）生产井射孔井段与注汽井必须完全对应。（2）单层厚度大于10m的油层射开下部1/2，单层厚度在5～10m之间的油层射开下部2/3；单层厚度小于 5.0m的油层，全部射开。（3）射孔密度正常为16孔/m。对个别与注汽井射孔层连通的差层增加射孔密度，原来动用较差的层20孔/m，原来没动用的层24孔/m。3.新射孔方式的优势（1）在注汽井上，对单层厚度大于2m的油层，避射顶部。有效控制了蒸汽超覆，提高了蒸汽波及效率。（2）注汽井射孔密度按油层渗透率级差确定，高渗层小孔密4孔/m。避免了高渗层过早蒸汽突破。（3）由于采取了新型壁厚的套管，可对差层（即吞吐阶段动用较差的油层）增加射孔密度。孔密增加到24孔/m，使差层充分动用起来。四、结论（1）稠油油藏在经历蒸汽吞吐后转入蒸汽驱开发，注采井射孔时应立足蒸汽驱开采机理，按蒸汽驱注采井射孔方式实施射孔。（2）测井解释的油层厚度及渗透率资料，对确定注采井射孔方式至关重要。尤其注汽井渗透率的解释结果，将决定注汽井各油层的射孔密度。而注汽井油层射孔的合理与否，对蒸汽驱效果影响很大。