杜84 块馆陶油层蒸汽腔调控研究

王博

（辽河油田勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010）

1 地质概况

本研究区的馆陶组油层，是一种厚层块状的超稠油藏，其最明显的特点为油层顶底被水层所包裹。本区的油藏埋深不到一千米，立体空间上，油层主要呈“馒头状”分布，油层的中部厚度相似，向边部逐渐变薄。本区的油层，与上伏水层及下覆水层之间，不发育泥岩隔层。立体空间上，油层主要呈馒头状分布。中部区域的油层厚度基本相同，向边缘部分逐渐变薄。本区的油层，与上伏和下覆水层之间并没有纯泥岩的隔层。本区属于高孔高渗储层，储层物性比较好。

2 开发历程及现状

区块于2009 年开始，编制了SAGD 工业性试验的开发方案。本方案主要采取两种方式设计SAGS 井组——分别为水平井-水平井组合和水平井-直井组合两种。其中，在馆陶油层主要部署实施了20 多个SAGD 井组。其中，既有水平-与直井的组合井组，也有水平井-水平井的组合井组。按照实施进度安排，这些井组被分为多个批次进行实施。

经调整，目前本区的馆陶油层已转入SAGD 开发的已经达到20 多个井组，其中既有水平井-水平井组合井组，也有水平井-直井组合井组。其中，先导试验区最先于2005 年开始转为SAGD 开发。转换开发方式后，本区块的平均日产油量有了显著的提升。

3 开发效果评价

3.1 生产动态分析

本研究区目前的开发效果较好，大部分井组已进入稳定的泄油阶段。本次分析主要的依据是本研究区的室内物理模型模拟结果。同时，也利用注采参数进行了生产动态分析。本区块直平组合SAGD 的开发，共划分为三个阶段，第一阶段是蒸汽驱替阶段，第二阶段是蒸汽驱替与重力泄油复合阶段最后一个阶段是重力泄油阶段。并且分别建立了判别三个阶段的标准。

依据建立的划分标准，对本研究区馆陶油层已转驱的井组进行了开发阶段划分。目前，本区块的大部分井组已经进入到重力泄油的阶段，而其余几个井组仍处于驱泄复合的生产阶段。

为了避免由于SAGD 井组水平生产井，其水平段长度的不同对产油量的影响，用每百米日产油量的情况来衡量井组的生产状况（图1）。根据这种划分标准，将已转驱的井组共划分为三类。一类井组的生产效果最好，每百米日产油量大于25 吨，共有20 多个井组。其次是二类井组，每百米日产油量在15 吨到25 吨之间，共有不到10 个井组。三类井组的生产效果最差，每百米的日产油量小于15 吨，共有不到5 个井组。

图1 某井SAGD 阶段生产曲线

从平面上看，一类、二类井组主要分布于馆陶油层的中部。而三类井组，则主要分布在区块东部以及二期刚转入SAGD 的井组。

由其生产特点可知，一类、二类井组的产量的变化趋势都是先上升，其后逐渐趋于平稳。这说明了，该类井组已经到了稳定的泄油生产阶段。（图1）

3.2 蒸汽腔发育情况

本研究区的馆陶油层，在注采热连通阶段，由于已经经历了比较长时间的蒸汽吞吐开发，在垂向的生产井井组之间已经形成了较好的热运移通道。但由于各个井组转换开发方式的时间所有区别，以及转入SAGD 开发时各区块采出程度的差异，导致了油层水平段的动用程度有所区别。一般情况下，注采井间的地质条件良好，且地层之间的连通性较好的区域，有利于蒸汽腔的形成。

在垂直注汽井和水平生产井之间形成热水带、汽液混相带及蒸汽带，油层中的原油和热水向着生产井流动采出，热水带牵引着蒸汽向生产井扩展。在SAGD 的开发初期，蒸汽腔只形成于注汽井附近，且范围较小。并且蒸汽在纵向上的扩展程度比较好。因此，在数值模拟场图上，用“点”的形式来表现蒸汽腔。因为此时蒸汽腔的体较小，导致泄油的面积小、能力有限。本阶段，主要还是以蒸汽驱油为主（图2、图3）。

图2 SAGD 初期汽腔剖面温度场图

图3 SAGD 初期汽腔平面温度场图

一开始，蒸汽在横向上的扩展速度比较快，但随着注入时间的增加，蒸汽腔的横向扩展速度逐渐减小，而其在纵向上的扩展速度却逐渐增大。在平面上看，油层汽腔已经形成“线”的状态进行连接。随着蒸汽腔的扩展，汽腔的泄油面积加大，泄油能力增强，此时驱替原油主要以蒸汽辅助重力泄油为主。

随着蒸汽腔的扩展，汽腔的泄油面积逐渐增大，泄油的能力也随之增强。此时驱替原油主要以蒸汽辅助重力泄油为主。

3.3 蒸汽腔发育规律

本研究区的蒸汽腔在纵向上发育不均衡，馆陶油层较厚，平均厚度在70m 左右。吞吐开采结束时，在注采井间的油层被加热，可形成较好的热连通。数值模拟结果显示，在吞吐开采结束时，注采井间的油层温度可达85°C 以上，且沿水平井方向的温度较高，局部位置已加热达100°C 以上。因此，在SAGD的实施初期，蒸汽腔在注汽井周围形成后，沿原加热温度的高部位快速上升。

由于馆陶油层先导试验区与一期工程转驱时间的间隔较大，在转驱较早的试验区附近，纵向上汽腔上升高度要大于周边一期井组。一期工程里早转驱井组汽腔发育状况也比晚转驱井组的开发情况更好。试验区井组汽腔的连通性也比周边井组的汽腔连通性更好。在空间上，试验区的几个个井组已形成一个大汽腔，从观察井资料显示汽腔距离顶水最近处在某井附近，距离为30m。根据井组间温度剖面图可看出，在垂直于水平井的方向，汽蒸腔已基本连通。

在平面上，依据馆陶大量观察井点实测井温数据，绘制了SAGD 蒸汽腔高度等值图，表明平面汽腔大部分已连片发育。主要呈现了西高东低、北高南低的特点，其中先导试验区汽腔高度平均在60m 左右。

保护动作时，需要将发生故障的发电机从电力系统中切除，尽量缩小停电范围，从而使得无故障部分能够安全、稳定地运行。

3.4 蒸汽腔发育存在的问题

3.4.1 西北部出现蒸汽外溢现象，边水侵入风险增大

从汽腔发育历程来看，在SAGD 开发初期，汽腔早横向上的扩展不明显。从2013 年到2015 年，馆陶油层SAGD 的蒸汽腔主要在纵向上比较发育。但在汽腔形成大面积连通后，其在纵向上的上升速度逐渐减缓。2015 年之后，边部的几个井组逐渐投入SAGD 开发，进一步牵引汽腔在横向上进行扩展，扩展范围逐渐增大。区块西北部的某个井组，在经过多轮次预热后，其边部出现了蒸汽外溢的情况。经过多次的封堵治理，在短期内取得了一定的效果。

3.4.2 不同区域汽腔温度和压力差异较大

馆陶油层SAGD 经过15 年开发，井组间的连通性较好，但其温度和压力仍存在区域差异。西部区域测温最高值高于东部地区，而北部区域则高于南部区域。西部地区汽腔温的度最高值与东部区域温度最高值相差30℃左右。通过温度和压力的关系进行折算，西部地区汽腔压力已经接近外部水体压力，为4.5-5.5MPa，而东部地区汽腔的压力稍低，为3-5MPa。急需开展操控压力优化研究，从而使蒸汽腔能够均衡扩展。

3.5 蒸汽腔调控研究

开展蒸汽腔外溢的调控研究，主要是为了实现蒸汽腔能够均衡的扩展，从而保证SAGD 产量持续稳定。此次调控研究主要包括以下几方面：蒸汽外溢的主要控制因素分析、抑制蒸汽外溢对的策研究和操作参数界限的优化研究。

蒸汽外溢的地质因素研究。通过对高温井某的岩性和物性进行分析，结合测温曲线，对应追踪高渗透层以及低渗透层，对全区开张高渗透层平面分布描述。在研究过程中发现，该测温井的高温段与砂岩高渗透层对应性较好。综合各种因素进行分析，蒸汽外溢的主控地质因素主要可总结为以下两点：一是主体区蒸汽腔与一套或几套高渗砂岩层连通，且蒸汽腔的内部具有一定的压力，可促使蒸汽沿高渗透层进行突进；二是高渗透层的上部分布有一套相对稳定的低渗砾岩层，起遮挡作用遮挡，二者缺一不可。

蒸汽外溢的开发因素研究。本区块的先导试验区，经过了十多年的年开发，通过对测温井的测温数据进行分析得知，区块测温点的饱和温度逐年升高。测温点温度最高值260℃，折算成内部汽腔压力为5.6MPa，已接比较近边水压力。在高温高压的条件下，向井中注入的蒸汽更容易向边部的动用区域进行运移。

区块边部的水平井井组，初期投产预热进行注汽，加剧了注采不均衡的情况。边部某水平井-水平井组，于2015 年投入开发，由于水平段长度较长，难以进行比较均衡的预热。预热的调控时间比较长，预热阶段的注汽量远大于排液量，采注比严重失衡。

4 结论

4.1 杜84 块的馆陶油层，由于各井组转入SAGD 开发的时间和转驱时的采出程度的不同，导致了油层水平段动用程度有所区别。注采井间地质条件好、连通性较好的区域有利于蒸汽腔的形成。

4.2 在注采热连通阶段，本研究区的馆陶油层，由于经历了较长时间的蒸汽吞吐开发，在垂向的生产井间已经形成了比较好的热连通通道。

4.3 本研究区蒸汽腔的发育主要由以下问题：西北部出现蒸汽外溢现象，边水侵入风险增大；不同区域汽腔温度和压力差异较大。