SAGD技术在S油田开发中的应用

摘要：根据S油田稠油油藏物性特点、开发特征、地质特征研究及开发方式研究成果，在对国内外稠油油藏的分类、开发历程及开发技术现状进行全面的调研的基础上，进行了SAGD基本理论研究，适应性及筛选分析，井筒多相管流模拟研究以及产能预测，对S油田的稠油油藏的生产具有十分重要的意义。

关键词：SAGD  研究应用  产能预测  多相管流

1 基本概况

近年来，将水平井技术与热采技术相结合的蒸汽辅助重力泄油（SAGD），作为开采稠油油藏的一项极具潜力的开采技术，对比于以驱动机理为主的其它方式，SAGD优点在于充分利用了蒸汽驱替过程的蒸汽超覆作用，克服了驱替前沿的指进现象与不稳定现象。SAGD生产时，蒸汽腔通过不断聚集蒸汽而逐渐膨胀，泄油面积会逐渐扩大;同时稠油被加热后泄流至水平生产井，依然保持着较大的热量，提供了超稠油油藏开采的理想流动条件，可大幅度提高采收率。

2 SAGD适应性研究及筛选

在选择先导试验区时，应该遵循如下原则：①油层条件在油藏中具备一定代表性;②必须具备SAGD的条件，如油层纯厚度大于15m，油层在纵向上连续分布，不存在连续的泥岩夹层;③先导试验区应该选择在蒸汽吞吐周期高，累产油量高的部位;④先导试验区应该选择在构造的有利部位以及油水关系相对简单的部位，不允许与顶水层沟通;⑤先导试验区边界相对封闭，便于试验结果分析与评价;⑥井下举升条件与地面处理条件具备。

3 多相管流模拟研究

SAGD稠油油藏开发采用水平井的开采方式，鉴于SAGD生产井的井眼轨迹特殊性，选用Beggs-Brill方法来进行井筒内的压力分布计算，同时考虑到原油的高粘性，在计算压力时对粘度的计算进行必要的修正;在考虑了液相因摩擦生热引起的温度升高和考虑焦耳—汤姆森效应条件下，建立了SAGD井筒温度分布的预测数学模型。

3.1 多相管流壓力梯度预测

Beggs-Brill方法是基于流型判别的压降计算方法，其流型的不同对压降计算的影响主要是通过压降计算方程式中的某些特征参数来体现的，不同的流型下对应特征参数的取值不同，但总的压降计算基本方程是一样的。

Beggs-Brill方法根据机械能守恒原理，假定气液混合物与外界不存在能量的交换，那么单位质量的气液混合物在稳定流动时，其机械能守恒方程有：

建立SAGD生产井井筒内压力分布数学模型，在油井的原始数据基础上，结合流体性质参数和流动参数，计算出相关中间变量，对井筒内流体进行流型判断，计算出稠油生产井水平段与垂直段的多相管流持液率、沿程摩阻系数，再通过倾斜校正系数对倾斜管流进行角度修正，计算出对应的压力损失，这里采用压力增量程序迭代的方法计算SAGD井筒内的流体压力分布。

3.2  多相管流温度分布预测

SAGD生产时，井筒内为油、气、水多相流体，井筒内的温度计算十分复杂。气相和液相在井筒中除了通过油管、套管等介质向周边地层进行传热外，同时还存在气相与液相间的能量与质量交换。基于质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律及以及井筒径向传热理论，在考虑了液相因摩擦生热引起的温度升高和考虑焦耳—汤姆森效应条件下，建立了SAGD井筒温度分布的预测数学模型。在进行模拟时，满足如下的假设条件：

①地层的传热过程为不稳定传热，服从Remay的无因次时间函数;

②井筒内的传热过程为稳定传热，流体处于稳定流动状态;

结合上述各方程，得井筒内流温梯度数学模型为：

4 SAGD产能预测

双水平井重力泄油过程中，在油层的底部布置一口生产水平井，在其上方布置一口注汽水平井，在向地层注蒸汽的初始过程中，蒸汽腔纵向上升的同时向周围油藏扩展，在蒸汽腔扩展至油层顶端后，逐渐向四周扩展。

5 认识与结论

（1）依据蒸汽辅助重力泄油技术使用的油藏条件，确立了试验区的选择原则。

（2）通过分析蒸汽辅助重力泄油生产井井眼轨迹，确定了选用Beggs-Brill方法来计算SAGD生产井的井筒压力分布规律。同时，明确了蒸汽辅助重力泄油油井产能预测的方法，确定的双水平井重力泄油数学模型其计算结果与实际区块的生产实际拟合较好，验证了数学模型的正确性。

参考文献：

[1] 帕拉茨.热力采油.第一版.北京：石油工业出版社，1989：1-14.

[2] 韩军. 热力采油新技术的研究与应用[D].东北石油大学，2010.

作者简介：朱婵，男，1987年生，工程师，2012年毕业于长江大学，现于中石油辽河油田勘探开发研究院从事油气田开发工程工作。