改善稠油油藏蒸汽吞吐后期开发效果研究

摘要

稠油由于粘度高和流动性差，用常规方法很难开采。国内外自50年代投入开发以来，历经60年的开发，已经形成了以热动力为主的各种开发方式，其中蒸汽吞吐是使用范围最广泛的开发手段。但是稠油油藏经过长期蒸汽吞吐开发后，区块产量下降迅速，经济效益明显变差，使得改善开发效果技术研究成为目前急待解决的攻关课题。本文在蒸汽吞吐采油机理研究的基础上，通过对辽河油田锦45块这个典型的稠油油藏的开发现状、特点和规律的再认识，运用沉积相理论、油藏数值模拟理论、测井解释技术及动态监测等技术，开展了剩余油分布规律研究，系统的提出了改善开发效果的技术对策，并完成蒸汽吞吐油田开发阶段采收率的预测。该技术研究为我国各类稠油油藏的蒸汽吞吐开发提供了较好的技术支持和借鉴，可指导蒸汽吞吐油藏的实际开发。

关键词：稠油；蒸汽吞吐；剩余油；采收率

Abstract

Heavy oil is very difficult to be produced by conventional technology because of its high viscosity and poor flow ability. From the beginning of viscous crude development in 1950's, many forms of development means mainly based on thermal dynamics have been set up. And the steam stimulation covers most developing conditions. However, after a long time of development, the yield in the block declines rapidly and economic efficiency obviously becomes poor, so it is necessary to work on improving exploitation effects of heavy oil reservoir. Based on steam stimulation oil recovery mechanism, through analyzing the developing status, characteristics and principles of three typical heavy oil reservoirs of Jin 45 Block in Liaohe oilfield, combining with sedimentary facies theory, numerical reservoir simulation theory, log interpretation and dynamic monitoring, this dissertation researches the distribution law of remaining oil, gives a systemic method improving exploitation effects, puts forward a theory forecasting oil-recovery, which can help to exploit the steam stimulation reservoirs.

Key words: Heavy oil；Steam stimulation；Remaining oil；Oil-recovery

目录

第1章概述 (1)

1.1研究的目的和意义 (1)

1.2国内外研究现状 (1)

1.3研究方法及内容 (2)

第2章稠油油藏蒸汽吞吐的采油机理 (4)

2.1稠油油藏蒸汽吞吐的采油机理 (4)

2.2稠油油藏蒸汽吞吐采油的基本特征 (5)

第3章典型油藏开发效果分析及评价 (6)

3.1典型稠油油藏地质特征 (6)

3.2典型稠油油藏开发历程 (6)

3.3典型稠油油藏开发现状 (7)

3.4典型油藏蒸汽吞吐生产特点 (7)

3.5典型油藏蒸汽吞吐开发效果评价 (9)

第4章蒸汽吞吐剩余油分布规律研究 (11)

4.1蒸汽吞吐阶段剩余油分布的研究 (11)

4.2影响蒸汽吞吐剩余油分布的因素分析 (12)

4.3典型油藏动用程度研究 (14)

4.4典型油藏剩余油分布规律 (15)

第5章改善蒸汽吞吐开发效果的研究 (17)

5.1提高油层平面动用程度技术界限研究 (17)

5.2.提高油层纵向动用程度技术界限 (20)

5.3提高蒸汽吞吐效果注采参数优化研究 (23)

5.4改善蒸汽吞吐开发效果技术应用 (28)

第6章典型区块蒸汽吞吐产量预测 (29)

6.1典型稠油区块采收率预测研究 (29)

6.2典型区块未来五年的产量变化规律 (29)

结论 (31)

参考文献 (32)

致谢 (33)

第1章概述

1.1 研究的目的和意义

我国的稠油资源分布很广，储量丰富。陆上稠油资源占石油总资源的20%以上，多数为陆相沉积，油藏类型多样，地质条件比较复杂，原油品质多呈低沥青高胶质高粘度的特点。最新研究表明，预测资源量198×108t，已探明稠油地质储量18.1×108t，已动用地质储量11.95×108t，剩余未动用地质储量6.14×108t。中国石油集团公司2004年稠油产量达到1135×l04t，占集团公司原油总产量的10%以上。

我国稠油开发从50年代末开始，最先使用开发方式就是蒸汽吞吐技术，经过多年开发试验，80年代我国蒸汽吞吐开采技术取得突破，使我国新疆、辽河、胜利、河南的稠油油藏投入大规模高速开发，在1995年时我国蒸汽吞吐开采产油量已经到达105l×l04t，稠油成为我国石油能源的重要组成部分。随着稠油油藏开发深入，蒸汽吞吐应用规模继续加大，但是早期投产的蒸汽吞吐稠油油藏多数经历多轮次吞吐，开发效果逐渐变差，产量下降迅速，经济效益明显变差，加剧了我国石油供求紧张形式。

当前，我国稠油蒸汽吞吐开发面临着严重的技术挑战:一是蒸汽吞吐效果逐渐降低，随着吞吐周期的增加，油汽比、地层压力下降;二是有效接替技术尚不成熟。要缓解稠油稳产的严峻形势，必须加快研究改善稠油蒸汽吞吐开发技术。

辽河油田以稠油开发为主，其稠油产量占60％以上，主要以蒸汽吞吐为主要开发方式，目前辽河油区稠油区块开采多数已进入吞吐开发的中后期，而在其它开发方式未取得明显的研究成果前，蒸汽吞吐仍是主要开采手段，因此如何提高吞吐阶段采收率、减少产量递减成为目前区块开发所面临的主要问题。

目前辽河油田稠油区块的开发仍主要依赖蒸汽吞吐这一主体技术，并在此基础上，发展完善了蒸汽吞吐分注分采技术、多井整体蒸汽吞吐技术、化学剂辅助蒸汽吞吐技术等手段，从提高吞吐阶段采出程度方面开展了许多工作。使辽河油区吞吐产量从1997年的661.5×l04t上升到2000年的713.4×l04t，但是累积油汽比仍从0.79下降到0.67，因此针对己开发稠油油田提高蒸汽吞吐效果的系统研究势在必行。

1.2 国内外研究现状

目前稠油区块吞吐开发采收率一般都只有20~30%左右，稠油蒸汽吞吐开发到中后期，如何改善开发效果，提高吞吐阶段的采收率一直是各方面都非常关心的问题，世界上主要稠油开采国家进行了许多关键技术的研究及试验，取得了重大成就。

1.2.1热采数值模拟技术

在油藏开发调整方案中应用数值模拟技术，可以对井网、井距、开发方式及注采工艺参数进行优化，也可以用于对开发阶段采收率、采出程度等关键技术指标进行预测分析，我国的新疆、胜利、辽河油田都曾经大量应用，并进行跟踪研究，还提出许多调控措施，对改善开发效果发挥了重要作用。

1.2.2定向井及水平井技术

我国的辽河及胜利油田己经大量采用丛式定向钻井蒸汽吞吐采油，一定斜度钻井轨迹加大油层的泻油面积，改善了注汽效果，目前丛式井己达1000口以上。

水平井热采技术也有了突破性发展，已经进入工业化应用阶段。水平井由于加大了泻油面积，更加有效的动用油层储量，其蒸汽吞吐效果往往好于垂直井3~4倍，成为稠油吞吐油田高效开发，实现持续发展的重大技术之一。

1.2.3分层注采技术

该技术是针对多油组互层状油藏吸汽不均的现象，在吸汽剖面测试及油藏动态分析的基础上，开发研制封隔器、分注阀等配套工具，根据需要对开采井段实施分段注汽、分层控量、封下注上、封上注下、封两端注中间，单注中间等工艺，较大程磨卜改善油层纵向上动用差的问题。

1.2.4蒸汽吞吐动态监测技术

在吞吐开发过程中利用热电偶测试、示踪剂测试、微粒子分析、流量测试等技术对生产井、观察井的井下温度、压力、注汽及采液剖面进行测试和监测，甚至形成系统的监测体系，丰富的测试资料辅助油藏动态分析和开发方案的调整，对加深剩余油分布规律认识具有重大意义。

另外，还有井筒隔热保护技术、化学药剂助排增产技术、油井防排砂技术等也都在迅速发展，这些技术手段都在一定程度上改善了稠油油藏蒸汽吞吐阶段的开发效果。

1.3研究方法及内容

1.3.1主要研究方法

(l) 稠油油藏蒸汽吞吐采油机理研究

蒸汽吞吐开发方式主要是利用注入油藏的热能，改善地层条件下原油流动性能，达到工业开采的目的;但是在吞吐开发后期，如何充分利用热能源，最大效率的加热和置换地下原油资源，就需要开发工作者通过加深蒸汽吞吐采油机理的研究，以掌握油藏中剩余油的分布规律及油气运移方向，然后制定出合理提高储量

动用程度的策略，形成改善开发效果的技术对策。

(2) 沉积相方法

蒸汽吞吐开发油藏的综合调整措施及开发部署都依赖对油藏沉相的研究，可以利用三维地震、地球物理测井、岩芯分析及动态监测资料，建立和调整油藏地质模型，确定储层空间分布，深入研究储层平面及纵向特性变化综合分析储量动用状况及剩余油分布特点，提出改善吞吐阶段开发效果的技术对策。我国许多油田都采用了这套方法并见到成效。

(3)油藏数值模拟方法

利用油藏数值模拟研究油层饱和度，可以计算整个油层中饱和度空

间上和随时间的变化，并可预测未来饱和度的变化，因此有很大的实用价值。这一方法主要用于两方面:一是利用动态拟合的方法确定实际油藏中的含油饱和度分布，直接指导生产，这已在国内外油田开发中普遍使用；二是进行不同地质条件、不同驱动方式油层内饱和度分布的机理研究，我国早在1980年就应用这种技术，揭示了微沉积旋回对水驱油层饱和度分布的定量影响.

(4)油藏动态监测分析方法

动态分析是利用油田生产的各种数据和动态监测取得的测试资料来研究剩余油分布，是一种直接而方便的方法。根据研究结果采取的调整措施，特别是单井调整措施，往往迅速见效，因而在我国应用十分普通。

1.3.2主要研究内容

本文是针对辽河油区的锦45块这个典型油藏的开发实践131，先从建立能准确反映油藏特征的地质模型入手，开展细致沉积相研究，充分利用地球物理测井技术、数值模拟技术、动态监测分析技术等手段，分析得出影响剩余油分布的关键因素，再通过典型油藏的动用程度研究，最终得到研究油藏的剩余油分布规律，进而得出改善蒸汽吞吐开发效果的技术对策，即从提高油藏动用程度及优化注汽参数两方面提出油藏改造的策略。基于以上所述，本论文的研究内容包括以下部分:

(1)辽河油区典型蒸汽吞吐油藏的开发效果分析。对辽河油区稠油蒸汽吞吐开发现状进行调研的基础上，实现对锦45块的地质特征再认识及开发效果分析评价;

(2)典型油藏蒸汽吞吐开发剩余油分布规律研究。本文将着重进行影响剩余油分布的因素分析，并得出锦45块的剩余油分布规律;

(3)改善蒸汽吞吐开发效果的技术对策研究。本文将从提高油藏动用程度的技术界限及优化吞吐注汽参数两方面开展研究;

(4)典型油藏蒸汽吞吐产量变化趋势预测。本文将对所分析的典型区块蒸汽吞吐阶段采收率及未来产量变化进行预测。