田宇

摘要：蒸汽吞吐是将根据方案设计的定量蒸汽通过油井注入油层，之后进行关井，待注入蒸汽的热量充分使原油受效，再开井，根据生产要求进行采油。注入的蒸汽使原油分子熱运动增加，使粘度变小，提高了原油在储层中的流动能力，对于近井地带的储层渗透性起到改善作用，满足最大化开采的目的。该采油方法在国内外普遍使用，取得了良好的开发效果。

关键词：水平井;蒸汽吞吐;增产机理

1引言

90年代，对于井筒存在裂缝时蒸汽吞吐情况建立了相应的热采模型，首先基于单井模型对影响采收率几个因素：蒸汽注入量、注入温度、注入干度和段塞展开研究，在此基础上，对多井之间的井间干扰导致的模拟结果进行研究。将注入蒸汽在井筒、地层及地面管线中的流动看成一个整体化，对各个节点展开分析，建立了单井蒸汽吞吐过程中注入系统的模型，基于模拟退火法对注入采出参数进行相应的优化，建立了单井蒸汽吞吐施工过程中注采参数的优化方法。根据新疆克拉玛依油田稠油油藏特点，确定了影响蒸汽吞吐效果的6个注汽参数，利用数值模拟方法对注汽过程中的各注汽参数进行研究，确定了适用于克拉玛依油田注汽参数的优化方案，优化的方案对于新疆克拉玛依油田进行蒸汽吞吐开发在一定程度上具有指导意义。针对水平井蒸汽吞吐的经济界限问题，运用数值模拟方法和经济评价手段，对3种类型的稠油油藏的水平井进行蒸汽吞吐时最佳经济油价、储层有效厚度范围以及地面条件下原油粘度范围进行了探讨，建立了对应油价下稠油油藏中对应参数的定量关系式以及相应的经济效益图版。近几年来，根据渤海工区稠油油藏的特点，针对蒸汽吞吐开发周期注汽量展开研究，设计7种方案先定性分析注汽量对海上稠油开发效果影响，根据定性分析结果设计12种方案再对开发中的效果实施定量化分析，根据定量分析结果从而确定吞吐过程中各周期注汽量之间的递增关系。

蒸汽吞吐方法又叫循环注蒸汽法或周期注汽法，现阶段是我国开发稠油常用方法。稠油油藏原油具有粘度高、密度大的特征，因此常规方法开采的采出速度低或根本无法开采。蒸汽吞吐方法可改善开采情况，通过使原油受热降低其粘度，提高产油速率。该方法在工艺上要求简单，施工操作风险性小，在经济效益方面，一次投资之后可获得较长时间的增产阶段。为了获取更好的蒸汽吞吐开采效果，一定要根据实际油藏地质情况，优化设计各注采工艺参数，考虑各方面因素，才能有较好的开发效果。

2蒸汽吞吐采油原理

蒸汽吞吐方法是利用从地面设备将高温高压的一定干度的蒸汽注入稠油油层中，根据情况经过一段时间的焖井，对稠油进行加热减小其粘度，然后开井利用地层能量开采原油的方法。通常，注入油层的蒸汽量依照水的当量折算，每米储层注入量称为注入强度，通常稠油油藏的注入强度为60-130t/m，注入蒸汽干度是指干饱和蒸汽占湿蒸汽的质量比值，矿场要求尽量注入高干度蒸汽可保证蒸汽在进入油层时干度可达到50%以上。

蒸汽吞吐施工流程可分为三个阶段：注入蒸汽、焖井和开井回采。油井在作业过程中要下入注汽管和耐热封隔器，将蒸汽锅炉中的饱和蒸汽通过注汽管注向油层，根据实际油藏地质情况和该油藏原油物性参数对蒸汽吞吐注采工艺参数（周期注入量、蒸汽干度、注汽速率、周期生产时间和注汽强度）进行优化。将数模优化的蒸汽量注入地层之后，停止向油层注汽进行关井焖井，其目的主要是使注入地层中的蒸汽所带热量波及范围更广，降粘原油量更大。在焖井后的开井回采阶段，油藏压力高时，生产井会产生自喷。焖井后的开井生产前几天由于冷凝水较多，生产井的含水率较高，主要是近井地带注入蒸汽之后产生的冷凝水，会迅速出现高产油期。

3蒸汽吞吐增产机理

（1）向地层注入蒸汽后原油受热体积膨胀，分子间距离增加，粘度大大减小，渗流阻力减少，这是蒸汽区吞吐的主要矿场增产机理。

将高温高压蒸汽利用设备注入地层后，使井底附近的地层温度显著抬升，会首先使近井地带原油受热起到降粘作用。随着储层蒸汽的注入，虽说蒸汽会优先进入高孔高渗地层，但因为注入蒸汽的密度远小于储层中原油密度而造成重力分异，产生蒸汽超覆现象，使油藏储层在层内纵向上不均匀受热，但在注入蒸汽与接触介质间的热传导和热对流影响下，油层的加热范围会随着注入蒸汽量的增加而逐步扩展。随蒸汽前缘移动，加热范围内原油粘度将有很大改善，从上万毫达西降低到几个毫达西，原油流动能力得到了极大提升，因此油井产量得到很大提升。

（2）原始储层压力较高时，当油层受到注入高温高压蒸汽加热之后可提高地层弹性能量，提高额外的驱油能量。地层石油受热膨胀之后，油层中原本的游离气会溶于原油，形成溶解气驱。注入蒸汽使油层受热后，由于储层和流体的热膨胀导致生产压差放大，充分利用地层能量，这对增产起到重要作用。

（3）底层压实作用在蒸汽吞吐驱油过程中不可忽视。据国外实际区块测量，在稠油油藏蒸汽吞吐开采过程中，底层压实作用导致采油区块地面会出现下降20-30m。压实作用的产油量占总开采量的10%左右。加拿大冷湖区块在注蒸汽过程中地面抬升大概5cm，开采过程中地层又会渐渐恢复，促使原油开采。

（4）蒸汽吞吐对近井地层的解堵作用。稠油油藏在钻、完井过程中，钻井液和稠油中沥青质会堵塞油层，造成近井地带储层渗透性受损，影响石油在储层中的流动能力。但蒸汽吞吐之后，油井产能会极大提升，主要由于高温蒸汽会使近井地带原本粘度较大的沥青质降粘，冲排堵塞物，使堵塞空隙恢复流动性，同时加热原油和冷凝水之间较大的压差促使原油快速流入井底。

（5）改善油水相对渗透性，增加可动油。对于亲油油藏，当向油藏中注入高温蒸汽时，会对储层岩石表面极性物质产生破会，造成润湿反转，储层表面由亲油变为亲水，这样会使原本束缚在储层表面的原油剥离，增加了储层中油相相对渗透率，而储层岩石中水相相对渗透率会变小，促使地下石油流动性增强。

4结束语

蒸汽吞吐方法主要增产机理有：向通过地面设备向油层注入蒸汽使原油粘度大大减小，减少原油在储层中的流动阻力，提高原油在地层中流动能力和储层的流动系数;底层受热膨胀，溶解气分离体积膨胀，弹性能增加，提高驱油能力;近井地区解堵，增加近井地层流动系数;若油层温度升高时，会出现整体相对渗透率曲线右移，改善相渗曲线，降低水相流动能力，增加油相流动能力。

参考文献：

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