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摘要：针对XX油田正在开发和有待开发的稠油区块，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基本理论研究和蒸汽辅助重力泄油基本理论和应用研究，指导XX油田稠油油藏的开发。
关键词：SAGD 技术研究 开发特点
1 国内研究现状
国内对蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发方式进行详细研究的单位有辽河油田、XX石油管理局、总公司研究院。1996年辽河油田和总公司研究院曾与加拿大CMG公司合作，研究认为在杜84块兴隆台油层兴V工组、馆陶油层可采用SAGD开发，最终采收率为45%-60%。目前，SAGD技术在辽河油田的超稠油油藏现场试验取得了成功，正在进入工业化的应用阶段，在全国其它油田稠油区块正逐步得到推广应用。
2 稠油开发基本情况
稠油是石油烃类的重要组成部分，具有比常规原油资源高达数倍的巨大潜力。我国稠油资源丰富，分布较广。据不完全统计，探明和控制储量已达到20亿吨[1]，其中陆地稠油约占石油总资源的20%以上。XX油田是我国很重要的稠油开发区，根据国内稠油分类标准，XX油田已探明稠油储量可分为普通稠油、特稠油和超稠油，分别占稠油探明储量的45%、32%和23%。
XX油田稠油埋藏深度变化不大，且一般都比较浅。稠油粘度高，密度大，开采中流动阻力大，不仅驱替效率低，而且体积扫油效率也低[3]，难以用常规方法进行开采。稠油的突出特点是含沥青质、胶质较高。我国胶质沥青质含量较高的稠油产量约占原油总产量的7%。超稠油开发属世界级难题，因为原油粘度高（大于5×104mPa·s），在油层条件下基本不流动。目前最有效的开发技术手段就是热力采油，包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油、火烧油层等。
XX油田特稠油的开发方式为早期蒸汽吞吐，后期蒸汽驱;浅层超稠油的开发方式为蒸汽吞吐，目前还没有考虑汽驱生产。超稠油油品性质决定了超稠油的生产特点，主要表现在：蒸汽吞吐周期生产时间短，周期产油量低，油汽比低，蒸汽吞吐生产阶段周期产量变化呈不对称“抛物线”型。由于油品性质的不同，周期产油量高峰出现的时间也不同：原油粘度低，周期产油量、油汽比的高峰期为3～5周期;原油粘度高，周期产油量、油汽比的高峰期为4～6周期。同时还存在蒸汽超覆严重的问题，使得油层纵向上动用程度低，蒸汽吞吐采出程度低。根据数值模拟和生产动态预测，超稠油蒸汽吞吐阶段的采出程度为22%～29%。因此，转换开发方式、实现产量接替、扭转递减趋势是超稠油开发的当务之急。
近年来，以重力泄油机理发展起来的开采重油、特别是开采超稠油的技术在现场中得到了广泛应用和试验。蒸汽辅助重力泄油技术[2]与其它以蒸汽驱动机理为主的开采方式相比，其优点在于克服了蒸汽驱替前沿的不稳定和指进现象，以及驱替过程中的蒸汽相超覆作用，所以蒸汽辅助重力泄油的最终采收率高（一般大于50%）。在生产时，通过蒸汽聚集室逐渐膨胀，泄油面积会很大;同时原油加热后流向生产井，仍然保持着热量，为开采超稠油提供理想的流动条件。
3 SAGD技术研究与应用
针对XX油田正在開发和有待开发的稠油区块，根据油藏物性特点、地质特征以及开发状况研究成果[3]，结合蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术，主要进行了如下内容研究：
1）以SAGD的基本原理和蒸汽超覆理论为基础，建立数学模型对蒸汽腔扩展规律进行研究，结合风城地区油藏特征，对油藏进行SAGD适用性研究并筛选。
2）根据现场生产数据，拟合粘温曲线，进行SAGD生产井井筒多相管流压力梯度、温度分布计算;
3）确定SAGD双水平井、直井—水平井的产能预测模型，分别利用预测模型进行SAGD产能预测，根据模型对影响油井产能的影响因素进行分析;
4）根据XX油田现场生产情况，进行SAGD条件下举升系统优化设计，选取合理的冲次、冲程、泵径以及抽油杆、抽油泵、抽油机的最佳组合方案。
总结和学习国内外学者对稠油油藏开发的经验，通过对蒸汽辅助重力泄油的采油机理，蒸汽腔扩展规律理论及SAGD适应性研究及筛选分析，为XX油田特、超稠油油藏的SAGD产能预测及生产提供理论基础，其技术路线分为6步，第一步进行文献调研，查阅国内外有关SAGD技术、水平井热采技术的文献;第二步对SAGD基本原理及蒸汽腔扩展规律进行研究，结合油藏特征，对油藏进行SAGD适用性研究并筛选;第三步根据地层条件、油井生产特征，进行粘温关系拟合与井筒多相管流计算;第四步确定SAGD双水平井、直井—水平井模式下油井产能模型，对生产井产量进行预测，同时分析SAGD对油井产能的影响;第五步根据XX油田现场生产情况，进行SAGD条件下举升系统优化设计;第六步总结生产特征，评价开发效果，指导油田稠油现场SAGD生产。
4 认识与结论
（1）针对XX油田正在开发和有待开发的稠油区块，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，XX油田SAGD适应性研究及筛选分析，SAGD井筒多相管流模拟研究以及水平生产井的产能预测以及影响因素分析，并对热采稠油开发有杆泵举升系统参数进行了优化设计。
（2）在SAGD适应性研究和筛选方面，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。在SAGD井筒多相管流方面，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方法来进行SAGD生产井井筒压力计算。在SAGD油井产能预测方面，在Butler斜坡泄油理论基础上，分别确定了双水平井和直井—水平井重力泄油的数学模型。在SAGD有杆泵举升方面，规划了SAGD有杆泵举升系统优化设计的流程，建立了以系统效率最高为举升系统优化的目标函数，并确立了约束条件及目标函数的求解方法。
参考文献：
[1] 贾学军.高粘度稠油开采方法的现状与研究进展[J].石油天然气学报， 2008， （02）：529-533.
[2] 韩军. 热力采油新技术的研究与应用[D].东北石油大学，2010.
[3] 张浩.蒸汽辅助重力泄油有杆泵举升系统优化[D].中国石油大学，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。
关键词：SAGD 技术研究 开发特点
1 国内研究现状
国内对蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发方式进行详细研究的单位有辽河油田、XX石油管理局、总公司研究院。1996年辽河油田和总公司研究院曾与加拿大CMG公司合作，研究认为在杜84块兴隆台油层兴V工组、馆陶油层可采用SAGD开发，最终采收率为45%-60%。目前，SAGD技术在辽河油田的超稠油油藏现场试验取得了成功，正在进入工业化的应用阶段，在全国其它油田稠油区块正逐步得到推广应用。
2 稠油开发基本情况
稠油是石油烃类的重要组成部分，具有比常规原油资源高达数倍的巨大潜力。我国稠油资源丰富，分布较广。据不完全统计，探明和控制储量已达到20亿吨[1]，其中陆地稠油约占石油总资源的20%以上。XX油田是我国很重要的稠油开发区，根据国内稠油分类标准，XX油田已探明稠油储量可分为普通稠油、特稠油和超稠油，分别占稠油探明储量的45%、32%和23%。
XX油田稠油埋藏深度变化不大，且一般都比较浅。稠油粘度高，密度大，开采中流动阻力大，不仅驱替效率低，而且体积扫油效率也低[3]，难以用常规方法进行开采。稠油的突出特点是含沥青质、胶质较高。我国胶质沥青质含量较高的稠油产量约占原油总产量的7%。超稠油开发属世界级难题，因为原油粘度高（大于5×104mPa·s），在油层条件下基本不流动。目前最有效的开发技术手段就是热力采油，包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油、火烧油层等。
XX油田特稠油的开发方式为早期蒸汽吞吐，后期蒸汽驱;浅层超稠油的开发方式为蒸汽吞吐，目前还没有考虑汽驱生产。超稠油油品性质决定了超稠油的生产特点，主要表现在：蒸汽吞吐周期生产时间短，周期产油量低，油汽比低，蒸汽吞吐生产阶段周期产量变化呈不对称“抛物线”型。由于油品性质的不同，周期产油量高峰出现的时间也不同：原油粘度低，周期产油量、油汽比的高峰期为3～5周期;原油粘度高，周期产油量、油汽比的高峰期为4～6周期。同时还存在蒸汽超覆严重的问题，使得油层纵向上动用程度低，蒸汽吞吐采出程度低。根据数值模拟和生产动态预测，超稠油蒸汽吞吐阶段的采出程度为22%～29%。因此，转换开发方式、实现产量接替、扭转递减趋势是超稠油开发的当务之急。
近年来，以重力泄油机理发展起来的开采重油、特别是开采超稠油的技术在现场中得到了广泛应用和试验。蒸汽辅助重力泄油技术[2]与其它以蒸汽驱动机理为主的开采方式相比，其优点在于克服了蒸汽驱替前沿的不稳定和指进现象，以及驱替过程中的蒸汽相超覆作用，所以蒸汽辅助重力泄油的最终采收率高（一般大于50%）。在生产时，通过蒸汽聚集室逐渐膨胀，泄油面积会很大;同时原油加热后流向生产井，仍然保持着热量，为开采超稠油提供理想的流动条件。
3 SAGD技术研究与应用
针对XX油田正在開发和有待开发的稠油区块，根据油藏物性特点、地质特征以及开发状况研究成果[3]，结合蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术，主要进行了如下内容研究：
1）以SAGD的基本原理和蒸汽超覆理论为基础，建立数学模型对蒸汽腔扩展规律进行研究，结合风城地区油藏特征，对油藏进行SAGD适用性研究并筛选。
2）根据现场生产数据，拟合粘温曲线，进行SAGD生产井井筒多相管流压力梯度、温度分布计算;
3）确定SAGD双水平井、直井—水平井的产能预测模型，分别利用预测模型进行SAGD产能预测，根据模型对影响油井产能的影响因素进行分析;
4）根据XX油田现场生产情况，进行SAGD条件下举升系统优化设计，选取合理的冲次、冲程、泵径以及抽油杆、抽油泵、抽油机的最佳组合方案。
总结和学习国内外学者对稠油油藏开发的经验，通过对蒸汽辅助重力泄油的采油机理，蒸汽腔扩展规律理论及SAGD适应性研究及筛选分析，为XX油田特、超稠油油藏的SAGD产能预测及生产提供理论基础，其技术路线分为6步，第一步进行文献调研，查阅国内外有关SAGD技术、水平井热采技术的文献;第二步对SAGD基本原理及蒸汽腔扩展规律进行研究，结合油藏特征，对油藏进行SAGD适用性研究并筛选;第三步根据地层条件、油井生产特征，进行粘温关系拟合与井筒多相管流计算;第四步确定SAGD双水平井、直井—水平井模式下油井产能模型，对生产井产量进行预测，同时分析SAGD对油井产能的影响;第五步根据XX油田现场生产情况，进行SAGD条件下举升系统优化设计;第六步总结生产特征，评价开发效果，指导油田稠油现场SAGD生产。
4 认识与结论
（1）针对XX油田正在开发和有待开发的稠油区块，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，XX油田SAGD适应性研究及筛选分析，SAGD井筒多相管流模拟研究以及水平生产井的产能预测以及影响因素分析，并对热采稠油开发有杆泵举升系统参数进行了优化设计。
（2）在SAGD适应性研究和筛选方面，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。在SAGD井筒多相管流方面，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方法来进行SAGD生产井井筒压力计算。在SAGD油井产能预测方面，在Butler斜坡泄油理论基础上，分别确定了双水平井和直井—水平井重力泄油的数学模型。在SAGD有杆泵举升方面，规划了SAGD有杆泵举升系统优化设计的流程，建立了以系统效率最高为举升系统优化的目标函数，并确立了约束条件及目标函数的求解方法。
参考文献：
[1] 贾学军.高粘度稠油开采方法的现状与研究进展[J].石油天然气学报， 2008， （02）：529-533.
[2] 韩军. 热力采油新技术的研究与应用[D].东北石油大学，2010.
[3] 张浩.蒸汽辅助重力泄油有杆泵举升系统优化[D].中国石油大学，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。