论文部分内容阅读
[摘 要]当今世界范围内正加大油气勘探开发投入，水平井已成为高效开发油气的重要技术支撑，水平井的数量也迅速增多，以适应油气勘探开发技术难度普遍增大的需求及水平井技术实力竞争加剧的趋势。中国水平井技术体系日趋完善， 应用领域和范围不断扩大。本文分析了稠油水平井采油工艺技术在国内的发展和应用的现状。
[关键词]水平井 稠油热采 蒸汽驱
中图分类号：TE355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0039-01
1. 序言
现代第一口稠油热采水平井是加拿大于1978年在阿尔伯塔省冷湖油田钻成的，该井斜深623.7m、垂深为475.8m。其后，加拿大又在阿尔伯塔省Fort McMur ray地区完成更多的水平井用于高粘重质原油开采，大大提高了采收率。同时，委内瑞拉及美国的一些油田也相继运用水平井稠油热采技术。资料显示，全世界80%的水平井集中在美国和加拿大两国。
辽河油田作为全国最大的稠油生产基地，每年稠油产量约占全油区总产量的70%左右。自1992年完钻第一口水平井以来，水平井数量逐年增加，水平井开采在辽河油田占据的地位也越来越突出。随着辽河油田二次开发的全面启动及大油田建设步伐的加快，水平井实施规模势必逐年加大。
2. 稠油水平井开采技术
与直井开采稠油的方式相比，水平井开采稠油具有独特的优势。水平井与油藏接触面积大，生产压差小，有利于控制水侵。目前，随着技术的进步，已经出现了以水平井为基础的多种稠油开采技术，主要包括常规水平井蒸汽吞吐、气体及化学剂等辅助水平井蒸汽吞吐、蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）以及蒸汽驱等技术。
（1）水平井蒸汽吞吐技术
蒸汽吞吐工艺技术是在20世纪50年代后期在委内瑞拉的蒸汽驱小型试验时偶然发现的。目前，我国80%的稠油产量是靠蒸汽吞吐技术获得的。该方法只使用一口水平井（既是注入井， 又是生产井）。常规直井蒸汽吞吐蒸汽注人压力高，油层吸汽能力差，蒸汽注人速度及注人强度都偏低。因此，发展了水平井蒸汽吞吐的技术。但由于蒸汽吞吐采大于注，地层压力不断衰竭，蒸汽吞吐的采收率一般在25%以内。为了进一步提高采收率，人们进而研发了采用气体或者是化学剂辅助水平井蒸汽吞吐的技术。
（2）水平井蒸汽驱技术
使用水平井和直井或水平井对（成对布置）等几种组合方式作为注入井和生产井。在现场应用中，水平井通常用作生产井而不用作注汽井。对有气顶或底水的油藏，可在靠近油藏顶部用垂直井注汽，在油层底部用水平井生产。
蒸汽驱的加热范围可以由近井地带推进到整个油藏。与蒸汽吞吐相比，蒸汽驱的采收率更高，可以达到50%。蒸汽驱对油层有比较严格的要求，油藏埋深小于1500m，厚度一般大于8m。另外，与蒸汽吞吐不同的是，对于非均质性较强的油藏，蒸汽驱容易发生蒸汽指进的现象，因此要求渗透率变异系数小于0.7。另外，蒸汽驱成本较高，只适用于潜力较大的油藏。
（3）重力辅助蒸汽驱（SAGD）
从水平井上方一口或几口直井中注蒸汽。该技术的基本原理是向注汽井中注入高干度高温的水蒸汽，蒸汽向上及向两侧扩展形成蒸汽腔。随着蒸汽注入量增大，蒸汽腔逐渐扩展，通过热传导及热对流相结合的原理加热地层原油。受热降粘后的原油以及蒸汽冷凝形成的水由于重力作用流到注汽井下方的水平生产井中。采用SAGD之前，各口直井应有若干周期的蒸汽吞吐，以减小与水平井之间的阻力，预热周围油层。若利用原先钻成的直井，只在其下方加钻水平井，将降低投资，还可以发挥这两种井各自的特点。该技术已在辽河油田试验成功并逐步推广实施。
（4）水平井火烧油层
目前人们对水平井火烧油层的认识还限于室内研究。英国Bath大学对水平井火烧油层进行了模拟。选用狼湖地区的原油，在一个三维矩形燃烧室（0.4m×0.4m×0.4m）中进行一系列火烧试验。采用三种不同的井组合：垂直注入井-水平生产井（VIHP），水平注入井-水平生产井（相互垂直） （HI⊥HP），平行的水平注入井- 水平生产井（HIHP）。可以预见，不久之后水平井火烧油层技术也必将实现现场应用。
3. 结束语
（1）目前，稠油水平井的开采技术主要有SAGD技术、水平井蒸汽驱技术以及水平井蒸汽吞吐技术。与直井相比，水平井注汽压力低、生产压差小、与油藏的接触面积大、产量高，比直井有更大的优势。SAGD技术适用于油藏埋深浅、油层厚度大的油藏，并且可以开采天然沥青。蒸汽驱虽然有较高的采收率，但是对油藏条件要求较严格，它要求油藏埋深浅、厚度大、非均质性弱，且成本高。
（2）国外在水平井稠油热采方面进行了多方面的研究，有些水平井稠油热采方式用于现场取得了良好的效果。尽管有些热采方式仍处于室内研究阶段，但模拟结果显示出了良好的应用前景。随着研究的不断深入，必将会有更多的水平井热采方式投入现场。
[关键词]水平井 稠油热采 蒸汽驱
中图分类号：TE355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0039-01
1. 序言
现代第一口稠油热采水平井是加拿大于1978年在阿尔伯塔省冷湖油田钻成的，该井斜深623.7m、垂深为475.8m。其后，加拿大又在阿尔伯塔省Fort McMur ray地区完成更多的水平井用于高粘重质原油开采，大大提高了采收率。同时，委内瑞拉及美国的一些油田也相继运用水平井稠油热采技术。资料显示，全世界80%的水平井集中在美国和加拿大两国。
辽河油田作为全国最大的稠油生产基地，每年稠油产量约占全油区总产量的70%左右。自1992年完钻第一口水平井以来，水平井数量逐年增加，水平井开采在辽河油田占据的地位也越来越突出。随着辽河油田二次开发的全面启动及大油田建设步伐的加快，水平井实施规模势必逐年加大。
2. 稠油水平井开采技术
与直井开采稠油的方式相比，水平井开采稠油具有独特的优势。水平井与油藏接触面积大，生产压差小，有利于控制水侵。目前，随着技术的进步，已经出现了以水平井为基础的多种稠油开采技术，主要包括常规水平井蒸汽吞吐、气体及化学剂等辅助水平井蒸汽吞吐、蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）以及蒸汽驱等技术。
（1）水平井蒸汽吞吐技术
蒸汽吞吐工艺技术是在20世纪50年代后期在委内瑞拉的蒸汽驱小型试验时偶然发现的。目前，我国80%的稠油产量是靠蒸汽吞吐技术获得的。该方法只使用一口水平井（既是注入井， 又是生产井）。常规直井蒸汽吞吐蒸汽注人压力高，油层吸汽能力差，蒸汽注人速度及注人强度都偏低。因此，发展了水平井蒸汽吞吐的技术。但由于蒸汽吞吐采大于注，地层压力不断衰竭，蒸汽吞吐的采收率一般在25%以内。为了进一步提高采收率，人们进而研发了采用气体或者是化学剂辅助水平井蒸汽吞吐的技术。
（2）水平井蒸汽驱技术
使用水平井和直井或水平井对（成对布置）等几种组合方式作为注入井和生产井。在现场应用中，水平井通常用作生产井而不用作注汽井。对有气顶或底水的油藏，可在靠近油藏顶部用垂直井注汽，在油层底部用水平井生产。
蒸汽驱的加热范围可以由近井地带推进到整个油藏。与蒸汽吞吐相比，蒸汽驱的采收率更高，可以达到50%。蒸汽驱对油层有比较严格的要求，油藏埋深小于1500m，厚度一般大于8m。另外，与蒸汽吞吐不同的是，对于非均质性较强的油藏，蒸汽驱容易发生蒸汽指进的现象，因此要求渗透率变异系数小于0.7。另外，蒸汽驱成本较高，只适用于潜力较大的油藏。
（3）重力辅助蒸汽驱（SAGD）
从水平井上方一口或几口直井中注蒸汽。该技术的基本原理是向注汽井中注入高干度高温的水蒸汽，蒸汽向上及向两侧扩展形成蒸汽腔。随着蒸汽注入量增大，蒸汽腔逐渐扩展，通过热传导及热对流相结合的原理加热地层原油。受热降粘后的原油以及蒸汽冷凝形成的水由于重力作用流到注汽井下方的水平生产井中。采用SAGD之前，各口直井应有若干周期的蒸汽吞吐，以减小与水平井之间的阻力，预热周围油层。若利用原先钻成的直井，只在其下方加钻水平井，将降低投资，还可以发挥这两种井各自的特点。该技术已在辽河油田试验成功并逐步推广实施。
（4）水平井火烧油层
目前人们对水平井火烧油层的认识还限于室内研究。英国Bath大学对水平井火烧油层进行了模拟。选用狼湖地区的原油，在一个三维矩形燃烧室（0.4m×0.4m×0.4m）中进行一系列火烧试验。采用三种不同的井组合：垂直注入井-水平生产井（VIHP），水平注入井-水平生产井（相互垂直） （HI⊥HP），平行的水平注入井- 水平生产井（HIHP）。可以预见，不久之后水平井火烧油层技术也必将实现现场应用。
3. 结束语
（1）目前，稠油水平井的开采技术主要有SAGD技术、水平井蒸汽驱技术以及水平井蒸汽吞吐技术。与直井相比，水平井注汽压力低、生产压差小、与油藏的接触面积大、产量高，比直井有更大的优势。SAGD技术适用于油藏埋深浅、油层厚度大的油藏，并且可以开采天然沥青。蒸汽驱虽然有较高的采收率，但是对油藏条件要求较严格，它要求油藏埋深浅、厚度大、非均质性弱，且成本高。
（2）国外在水平井稠油热采方面进行了多方面的研究，有些水平井稠油热采方式用于现场取得了良好的效果。尽管有些热采方式仍处于室内研究阶段，但模拟结果显示出了良好的应用前景。随着研究的不断深入，必将会有更多的水平井热采方式投入现场。