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油田开发中后期如何应用蒸汽吞吐提升采收效果

2017-08-05蒋延明

环球市场信息导报 2016年24期
关键词:低产油层油井

蒋延明

随着低产、低效井的不断增加,油田稳产会变得越来越困难。经过多年开发之后,如何能够更好地发现油田区块低产、低效井的根本原因,并采取有针对性的措施,提高油井产能和生产效果,为减缓区块递减提供经验借鉴。在这种情况下,油田大部分区块都会进入需要蒸汽吞吐方式进行开发的中后期开发阶段,这是本文的重点。

油井低产、低效的原因

造成油井低产、低效的主要原因主要有地层压力降低造成油井低产,汽窜影响油井生产效果,水淹造成油井高含水,出砂造成油井低产或影响油井正常生产等。

油井正常产能受汽窜影响的情况。经过多个轮次的蒸汽吞吐工艺后,油井往往会出现一些变化影响产能的发挥,主要表现在油井产出物中含水上升、温度变化,这些都会不同程度影响到产能的发挥。注汽井在生产过程中,伴随着压力下降,原来在井底的原油由于受到温度降低的影响,粘度会变大,产出的难度会增加,这样会明显地影响到油井的注汽效果。同时,还有汽窜带来的影响,汽窜在某种程度上来说,会有一定的增油作用,但降产的直接作用也比较明显,可以说是一把双刃剑,但总的来说,汽窜对于生产的影响偏负面,会对油井的正常生产能力带来一定的负面效应,所以我们在生产过程中,还是要尽可能地减少汽窜的影响。

地层压力降低使油井供液能力变差、产能降低。随着多轮次的开采,地下的原油等液体会被大量采出,这样下来的结果是地层处于严重亏空状态,特别是经过蒸汽吞吐多个步骤的强加效应,在一定程度上会造成井下压力失衡,从而使地层压力大幅降低,这对产能也有着非常明显的影响。

出砂造成油井产能降低。油井出砂问题的出现,会对油井产能的稳定带来不小的困难,特别是如果出现卡井等问题,会使蒸汽吞吐效果大打折扣,甚至这个影响是无法挽回的。我们要考虑充分的是,究竟是什么原因使砂堵油层与砂埋油层出现下降。并且如果采取措施避免或者减少出砂现象,避免油井生产受到出砂的影响,确保产能不受这些问题的困扰。

水淹造成油井含水上升降低油井产油能力。多轮次蒸汽吞吐降压开采,会造成地层压力降低,从而使边、底水大量内侵,油井含水大幅上升,边、水与油藏的压力差逐渐增大。如果在生产中的油井只含有水分或都含水量超高,我们就必须加以警惕,要尽可能地避免水淹层的出现,减少水淹层的产能无法发挥出现的机率,从而实现油井的正常生产。

在油层分布中,由于粘度高,阻力大,渗流困难,并且举升难度大,最终采收率会比较低、常规开发产能低,动用程度低,含水上升速度快,这“三低一快”现象的普遍存在,对于我们采取常规的开发方式很难进行开采,这对油田的持续稳定发展,特别是经济型发展具有非常大的困难。

注蒸汽开采能够大幅度提高油层吸汽能力,使热蒸汽能够迅速得到热传导,并且在热传导的作用下,实现井筒到油藏之间的温度的平衡,在这样的作用下,原油的流动能力得以迅速提高,从而使生产井的生产能力得到保障;注蒸汽的手段不同于压裂,不会将蒸汽大面积注入油藏,从而有效提高与蒸汽的接触面积,使热传导的效果更佳。因此,在石油技术不断进步的今天,基于现实的考虑和现有的技术条件、地质资源和已有的技术基础来说,蒸汽开采的工艺技术比较具有广泛的推广价值,是实现经济效益与开发效益最佳匹配的合理选择。

蒸汽吞吐开采技术的应用情况

蒸汽开采方式有许多种选择,一般情况下常用的包括蒸汽驱、蒸汽吞吐、蒸汽辅助重力泄油。蒸汽的采油机理主要作用是降低原油粘度、原油重力泄油、流体驱替的相互结合,使原油被驱出或被携带出。

蒸汽吞吐通常作为注蒸汽开采的第一阶段,主要有两个作用:一是降低原油粘度、增加原油流动能力,使蒸汽能够更多地波及原油的体积;二是使油层压力下降,作为蒸汽驱及蒸汽辅助重力驱的预热方法之一,能够使井底原油之间,甚至不同采油井之间热相互连通,为实现整体开发效果的提升奠定较好的基础。

依靠油层的天然能量将降粘的原油驱动到井底,是蒸汽吞吐的主要作用。当然,蒸汽吞吐也受许多条件的限制,当蒸汽吞吐达到一定程度后,伴随着油层压力的不断下降,会出现油汽比降低、油井压力下降的现象,这个时候已经不能再采取这种方式进行开采,就需要进一步需要转入蒸汽驱的开发方式。而注采井距需要优化来选择经济合理的井距,主要是针对不同原油粘度的油藏来采取的不同选择。

蒸汽辅助重力泄油方法的基本原理是以蒸汽作为加热介质,依靠原油的重力作用使流体形成热对流和热传导。

蒸汽开采的注采工艺参数一般情况下由油藏工程计算、数值模拟、类比等方法得出,并要结合现场实际操作的环境、压力、温度等综合方面进行考虑。主要包括周期注汽量、:注汽速度、注汽千度、蒸汽吞吐转汽驱时机、生产井排液速度、蒸汽驱结束油汽比等。

蒸汽吞吐技术

蒸汽吞吐从注蒸汽开始到油井不能正常生产为止,成为一个吞吐周期。从定义上来说,蒸汽吞吐主要是指在单井中完成注蒸汽、焖井和开井生产三个过程的热采方法。蒸汽吞吐技术是原油采收过程中所占比例较大的一部分。由于段与油层的接触面大、单井控制储量多、注入油层的热利用率高。

蒸汽吞吐的采油机理

解堵:对于井筒附近钻井液的污染等杂物,我们需要利用高温蒸汽对岩石的冲刷,这样可以有效地清除这些堵井的杂质,确保油井的顺畅。

降粘:原油粘度会随着温度的升高而出现下降,这对于开采具有重要的意义。注入高温蒸汽的时候,可以使油层温度升高,大幅度降低了粘度,从而原油流动性得到大幅度提高,这是蒸汽的主要作用之

热膨胀:蒸汽带来高温,导致水、原油和岩石发生热胀效果,从而增加产油量。

降低界面张力:高温蒸汽会降低油水界面张力,改善液阻和气阻效应,从而起到降低原油流动阻力的作用。

蒸汽吞吐开采技术

注汽。注汽是开采技术的关键。一般情况下,注入时间一般为10天左右或者更长的时间,在这个过程中,需要将高温蒸汽快速地注入到油层中,要尽可能地保证注入蒸汽的千度。注入的蒸汽量取决于油层厚度,换句话说,注汽量、注汽速度、注氣压力及注气千度四个参数的设置与控制,都是充分考虑这几个方面的因素。

焖井。注汽过程结束后,需要有关井作业的过程。这个阶段主要是使蒸汽携带的热量交换到油层中,用于加热油层,降低原油粘度。要以向油藏的热传递最大确定焖井时间,不以向盖底岩层的热损失最小为准,即效果优先考虑,这是确保产出量达到最佳的保障。

采油。蒸汽吞吐的自喷能力与原油粘度高低有关。对于油井的生产来说,一般包括自喷和抽油两个阶段。自喷阶段产出的主要是油井周围的冷凝水和大量加热了的原油,自喷能量来自于注入的高压蒸汽。当井底流压与地层压力接近或者小于自喷流压时,就需要进入抽油阶段来完成采油的过程,这个阶段也是吞吐的主要产油阶段,有必要尽可能地延长工作时间,因为一旦抽油阶段的产量接近经济极限产油量,就意味着整个吞吐周期的完成,需要进入下一个周期。

提高油井产能技术的研究效果

根据低产、低效井的原因,近几年油田开发工作者摸索了各种提高油井产能的措施,也一定程度上取得了较好的效果。通过对低产能井产能的提高,使区块产量得以稳定,从而实现油田稳产超产的良好业绩,为油田新井投产赢得时间和生产的主动权。

间歇吞吐

理论依据。间歇吞吐技术是在生产实践中研究和逐步推广起来的。这种技术是根据现场分析,如果低压区油井由于采出程度高,由于油层压力下降无法实现原油的正常开采。这其中的主要原因,是由于原油采空后,由于采空区域无法实现水或者其它填充物的填充。由于粘度高,流动阻力大,随着液量的采出后的一段时间内,近井地带的亏空得不到及时补充,形成压降漏斗,导致油井产能出现下降。这个时候可以采取停关一段时间,让水或者其它填充物能够回流到这个区域,再行注汽的方法,可以使油层能量得到恢复,压降漏斗减小,提高油井产能。

实施情况及效果。以油田某作业区为例,近年对于低效井开展间注措施,综合有效率超过70%,间注增油的效果较为明显。这证明了间注的油井生产效果很明显,目前已经得到广泛的使用和推广。

采取有效措施提高产能

防止汽窜对策研究。汽窜主要受层间矛盾、蒸汽吞吐波及半径和井距的影响。本质原因是井间压力差产生的压力传递。因此要防治汽窜主要就是消除或最大限度的降低井间压力差,根据汽窜的影响因素确定出防治汽窜的主要措施为:采用低速注汽、多井轮换注汽或同时注汽降低井间压力差的产生;采用分注或化学类调剖措施解决层间矛盾;通过调整油井生产层位增加同层位油井的井距防止压力差的传递。

综合治理砂害。针对出砂的问题可以采用井筒挡砂、地层防砂、井筒排沙等多种综合手段和措施,并且可以通过下防砂泵的进行治理,效果较好。

开发效果评价

低产、低效井大幅降低。通过对造成低产、低效井原因机理分析,并采用了针对性的挖潜措施,使低产、低效井首次出现了负增长,油区稳产的成效十分显著。

经济效益显著。针对低产低效井共实施各类措施实现增油15%,扣除操作成本每吨800元,额外投入射孔费、化学药剂费用、防砂费用,则累计创效投入产出可达比1:2,效果非常明显,证明了采取措施的有效性。

结论及建议

要加强增储稳产技术攻关。以攻克勘探开发关键核心技术;以火成岩储层评价、深层潜山注气、水淹油藏火驱等项目为依托,支撑精細勘探与效益开发;不断加强基础、前沿技术研究,增强稳产后劲。要全方位优化稠油吞吐,实施二氧化碳辅助吞吐,实施大修、侧钻、压裂等措施,确保产能建设顺利。

要深化降本降耗技术应用。加大注水系统工艺提效、双驴头抽油机研发、地热资源利用、高凝油污泥调剖等重点技术攻关;加快低成本投球调剖、高含水集油掺液等成熟适用技术应用。积极推广节电、节气、节油、节水工艺技术,开展能源分级分类管控,从源头降低能源消耗。

要推进工程施工技术创新。开展复杂井况超声波解堵、疑难井大修等特色技术配套升级,加强油水井带压作业技术推广应用,提升工程技术生产保障能力;加强长输管道工程水土保持设计、中俄天然气东线全自动焊接施工等技术研究,提高EPC总承包实力,为开发市场提供技术支持。

要提升数字油田建设水平。推进信息技术与勘探开发、工程技术、经营管理等重点业务深度融合,促进流程再造,提升管控能力。推进场站数字化、物联网建设,深化油田科技系统建设。构建跨系统、跨专业数据共享、应用集成体系,提升管理效率。

总之,油田的开发要根据市场规律、开发规律和油价走势,调减无边际贡献产量,加大开发生产组织和经济评价研究力度,顺利完成生产任务,实现千能力稳产。要围绕产能建设实现提质提速,优化新井口、完钻口,方式转换按效益推进实施,注水油田坚持优化产量不减工作量。吞吐通过优化工作量,实现老井复产和措施增油效果。要紧密围绕产量调整目标,加强生产运行协调和系统衔接,统筹方案优化、钻机运行、作业施工、地面建设等工作,确保重点工作运行到位。

通过对油田油田开发中后期如何应用蒸汽吞吐提升采收效果进行综合分析,不仅能够实现油田平稳生产与合理开发,也实现对油田开发进行科学评价的目的,我们有理由相信,依随着油田开发过程中的技术不断创新,可以使更多的老油田焕发出新的生机与活力,更好地推动油田向着精细化管理、科学化开发的方向迈出新的步伐。

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