浅析蒸汽吞吐后期分层注汽工艺技术

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[摘 要]目前大部分稠油区已进入了吞吐中后期，随着吞吐轮次的增加，油层动用程度不均的问题越来越严重，部分未动用成为蒸汽吞吐后期的主要问题。因此研制开发在蒸汽吞吐后期使用的分层注汽工艺技术，以进一步改善吸汽剖面，达到提高油层纵向动用程度，达到提高采收率的目的，减少高低渗透层、新老层、油水层之间的干扰，充分发挥油层潜力，提高油层动用程度。

[关键词]定量注汽 分层配汽 注汽生产

中图分类号：P974 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0057-01

蒸汽吞吐后期分层注汽工艺技术是通过封隔器对互层状油层有效封隔，在纵向上划分出相对独立的注汽单元，以注汽装置对各生产单元单独作用，从而在注入阶段可以减少层间干扰，充分发挥油层潜力，提高油层动用程度。该技术包括分层定量注汽技术、分层配汽技术、分层注汽生产技术。

1 分层定量注汽技术

1.1 技术特点

该工艺管柱适用于经多轮注汽后开发层系需要调整为由上到下或由下到上的调补层的油井。目前工艺管柱包括分层定量注汽I 型管柱和分层定量注汽II型管柱两种。分层定量注汽I型管柱是针对主力油层位于下部的油藏条件而设计的，其目的是合理调整上、下注汽单元的注汽顺序及焖井时间，达到最理想的分注效果。分层定量注汽II型管柱与分层定量注汽I型管柱所适应的油藏条件相反，II型管柱适用于主力油层位于上部的油藏。

1.2 工艺原理

分层定量注汽工艺的特点是强制注汽，先注一个单元，达到注汽量后封闭原注汽单元，投球改注另一单元。由于各注汽单元的注汽量是固定的，不需要通过机械的或孔道的大小去控制或调整，理论上注汽量不存在误差，因此称其为分层定量注汽。

1.3 工艺适用于如下地质条件：

1.3.1调补层井：从开发的角度来说，开发层位的选择原则是由下到上，因此调补层位（即主力层位）多位于上部注汽单元；

1.3.2正韵律的油藏条件：即高渗透率段位于油层底部，经多轮吞吐后，下部动用程度远远好于上部，进一步开发的重点为上部油层。

定量注汽II型是针对主力油层位于上部的油藏条件而设计的，其目的是合理调整上、下注汽单元的注汽时序及焖井时间，达到最理想的分注效果。

定量注汽I型与II型所适应的油藏条件相反，它们的配套使用对于调整稠油开采中后期层间矛盾，充分利用注入蒸汽的热能，改善吸汽剖面，最终提高油藏动用程度发挥了作用。

2 分层配汽技术

2.1 技术特点

分层配汽技术适用于油层渗透率错综复杂且符合射孔完井、油层井段固井质量合格、套管无重大变形、吸汽剖面资料比较明显的油井。在同一井段内将油层分成二至三个以上的油层单元，一次注汽中同时对其进行分层配汽，并根据各油层或各组油层的不同特性进行定量配汽，这样就实现了分层注汽的目的，同时也就平衡了油层纵向吸汽不均的矛盾。

2.2 技术原理

分层配汽技术根据油层井段内各储层的物性数据、传热特性、管柱的结构尺寸以及配汽参数，利用分层配汽计算软件优化设计各油层合理的蒸汽注入量，并设计相应油层的配汽器，依靠配汽嘴的大小来调解各油层的蒸汽分配量，它与分注封隔器一起构成分注管柱，按油层的实际动用情况定量配汽，使高渗透层的吸汽量受到有效、定量的限制，中、低渗透层的吸汽量得到定量的分配，这就大大平衡了油层纵向吸汽不均的矛盾，提高了油层的动用程度。该技术实现一次注汽过程同时对两个或两个以上的油层单元进行注汽，消除了各油层单元的焖井时间差问题。

2.3 应用效果

分层配注汽工艺技术能有效地提高稠油油藏的动用程度，调整吸汽剖面，增加油井产量。适合于蒸汽吞吐井，尤其是蒸汽吞吐中后期的稠油井。今后，在每个稠油区块上如果规模实施分层配注汽技术，能够使整个油藏均衡动用，将大大增加油井产量，并有效提高稠油油藏的采收率。如果再推广应用到蒸汽驱工艺中，将使驱油界面均匀化，提高蒸汽驱的驱油效率。因此，分层配注汽技术具有广泛的应用前景，它的大规模应用，必将产生巨大的经济效益和社会效益。

3 分层注汽生产技术

3.1 技术特点

分层注汽生产技术是将生产工艺管柱与注汽工艺管柱相结合起来，从分层注汽到生产转抽采用一趟管柱。分层注汽工艺实施完成后，可以实现不动管柱直接转入生产，减少了分层注汽管柱转成生产管柱的工艺过程，减少了作业工作量，同时也减少了作业过程中压井等施工步骤对稠油油藏的冷伤害。

3.2 技术原理

通过地质分析人员根据井段内各储层的物性数据，确定出各个油层的注汽量，然后再通过分层配汽计算软件优化设计各油层合理的蒸汽注入量。根据设计结果选择适用的抽油泵类型，完成分层注汽生产工艺管柱设计。在注汽过程中，可有效控制各储层的注汽流量，达到分层配汽的目的，注汽完成后进行焖井，即可实现不动管柱转抽的目的。

3.3 生产过程

两级分采封隔器在纵向上将井段分为三个采油单元。柱塞上行时，下层流体经下级固定阀进入下级泵筒内，下级泵完成进油过程。同时，由于中、下级柱塞的径向面积差的存在，使得柱塞上行过程中中级泵内空间增大，压力减小，中间油层的流体就经过中级固定阀进入中级泵筒内，中级泵完成进油过程。中级泵柱塞上部空间内的流体在柱塞上行过程中受到压缩，该部分流体挤开上级泵游动阀进入油管，从而上级泵完成排油过程。当柱塞下行时，下级泵内抽汲的流体经最上端排油阀进入油管，下级泵完成排油过程；同时，中级柱塞下行时压缩中级泵内空间，该段流体挤开锁套，通过特定流道，经中级游动阀进入油管，中级泵完成排油过程。中级柱塞下行使得中级柱塞与上级泵密封段之间的空间增大，压力下降，上层流体在环空压力和沉没度压头的作用下，打开上级泵固定阀，进入中级泵柱塞上部空间，上级泵完成进油过程。

4 结语

（1）分层定量注汽工艺中各注汽单元的注汽量是固定的，不需要通过机械的或孔道的大小去控制或调整，理论上注汽量不存在误差。

（2）分层配汽技术使高渗透层的吸汽量受到有效、定量的限制，中、低渗透层的吸汽量得到定量的分配，提高了油层的动用程度。

（3）分层注汽生产技术减少了分层注汽管柱转成生产管柱的工艺过程，减少了作业工作量，也减少了作业过程中压井对稠油油藏的冷伤害。

作者简介

戚勇（1981.9―），男， 2009年毕业于东北石油大学，硕士学位，现在辽河油田钻采工艺研究院工作，从事油田采油工程研究工作。

基金项目

该项目为国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发”之“渤海湾盆地辽河坳陷中深层稠油开发技术示范工程（二期）" （2011ZX05053）。