三塘湖稠油区块实施超临界注汽探讨
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【摘要】新疆三塘湖油田稠油区块为“五低”区块，即低渗、低孔、低压、低温、低储量丰度。本文阐述了在三塘湖油田稠油区块实施超临界注汽的优点和可行性。超临界注汽时，只要在井底能保证高温高压以使水处于超临界状态而不要求有一定的蒸汽干度，超临界水就会含有足够的热焓以加热油藏原油。三塘湖油田稠油区块可以建立起超临界条件，现有设施也可以满足超临界条件的建立。
【关键词】三塘湖油田 稠油 蒸汽吞吐 超临界注汽 探讨
三塘湖油田稠油区块由主块和马北区块组成，其中马北区块包括湖219井区和马46井区。马北区块为断块构造，温度梯度2.3℃/100m，压力低度0.71～0.83MPa/100m，平均孔隙度12.9～18.1，平均渗透率3.3～15.6mpa.s地下原油粘度567.2～394.110-3μm2），地下原油粘度，油藏中深850～1550m。
对于马46井区J2x油藏蒸汽吞吐试验，注汽压力高、注不进，注入蒸汽量少，产量在0.2～0.75吨/日，含水19～22%。
1 超临界注汽热焓分析
水的临界点为374.3℃和22.05MPa。当压力达到（或高于）22.05MPa、温度达到（或高于）374.3℃时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同。此时，水便由一般状态变成为“超临界水”。上述使水气交融的压力和温度被称作“临界点”。把超过“临界点”状态的水注入井底就是超临界注汽。
假设向井中注入2000t水，分别按系统为湿饱和水蒸汽、未饱和水（或干度为0的饱和水）计算一下三塘湖稠油区块在油藏一定加热区域内水蒸汽（水）系统可能的总热焓。同一温度和压力下，干度越大，热焓越大。
假设向井中注入2000t水，在超临界水情况下计算三塘湖稠油区块在油藏一定加热区域内水蒸汽系统可能的总热焓。结果表明：同一压力下，温度越大，热焓越大；同一温度下，压力越大，热焓越小。
注入油层的热焓（蒸汽比焓×蒸汽质量）影响油层的加热效果。注入热焓越多，油层加热效果越好，油井产量越高。表3为不同注汽压力时蒸汽的比焓对比。在燃烧同样燃油的情况下，因超临界压力蒸汽发生器的本体热损失小于亚临界压力蒸汽发生器，因此，在锅炉发热量相同的情况下，超临界压力比亚临界压力注入油层的热焓多或相近。
2 三塘湖马北稠油区块用超临界注汽的优点2.1 超临界注汽在近井地带形成高压，增大采油阶段采油指数
2.2 超临界注汽可以在储层产生裂缝，增大渗流能力
三塘湖稠油区块油藏破裂压力梯度为0.023MPa/m、中深为1000m，则破裂压力为23MPa。可见，超临界注汽可以使地层压开裂缝。
2.3 超临界注汽可以降低岩石水敏
在高温环境下蒙脱石可以转化成其他矿物成分。在酸性条件下，蒙脱石将向高岭石转化。而在碱性条件下，蒙脱石则可以向伊利石或绿泥石转化。在转化过程中，蒙脱石会先失去一部分层间水，形成伊蒙混层矿物，进一步再转变为伊利石。如果有Fe+2、Mg+2存在，蒙脱石首先转化成绿蒙混层，再一步再转变成绿泥石。
三塘湖稠油区块岩石水敏呈中偏强，所以超临界注汽可以降低水敏程度，有助于注汽与采油。
3 三塘湖稠油区块超临界注汽可行性
3.1 注汽锅炉
国内现有锅炉可以满足超临界注汽条件，比如，辽河油田总机械厂的YZG9-35-D，额定压力MPa，35额定温度390 oC。
3.2 注汽井口
现有注汽井口可以满足高压注汽的要求，比如KR35-390型热采注汽井口额定工作压力35MPa，额定工作温度390℃。
3.3 井筒热损失分析
3.3.1？隔热管
用外管内径与内管外径之差大的Φ114.3mm×Φ62mm真空隔热管，因为其差越大，导热系数越小，隔热效果越好。再结合油套管环空注氮气并补充氮气方法实现进一步隔热。 3.3.2？隔热封隔器
封隔器中用温度为-200℃～1650℃（非氧化介质）或-200℃～850℃（在氧化介质中）的石墨材料及柔性金属材料代替橡胶材料就能达到耐高温的要求。
3.3.3？隔热管接箍
接箍可以用用具有隔热作用的隔热接箍，则隔热管导热系数见。3.3.4？沿井筒温度剖面
（1）当注汽排量较大时，比如4.2t/h及以上时，蒸汽在井底油层顶界甚至中部可以达到超临界状态，可以携带足够的热量加热油藏原油；
（2）当注汽排量较大时，比如4.2t/h及以上时，温度沿井筒降低很小；
（3）当井筒隔热管导热系数分别为0.03和0.05w/m/k时，井筒温度剖面变化不明显。3.4 隔热管强度分析
表1列出了通常应用的N80隔热管和不常用的C90隔热管抗内、外压强度。
超临界注汽的注汽压力可高达40MPa。因此，通常应用的N80隔热管不能满足强度要求，而C90隔热管可以满足强度要求。
4 结论
（1）现有技术设施可以在三塘湖稠油区块实现超临界注汽。
（2）超临界注汽载体在油层中可以形成较高的热焓。
（3）超临界注汽的关键技术是让井筒中的热损失最小化，以保证超临界水在井底的温度。
（4）注汽排量较大时有利于蒸汽在井底处于超临界状态。
（5）蒸汽吞吐中用超临界注汽的产量比亚临界注汽的产量高。
作者简介
冷冰（1985-），男，助理工程师，2008年毕业于长江大学石油工程专业，现在辽河油田分公司钻采工艺研究院从事科研和生产管理工作。