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[摘 要]以胜利油田稠油油藏的平均油藏地质参数为基础，建立不同类型油藏水平井井组概念模型，采用油藏数值模拟方法，系统剖析了各种关键地质控制因素（储层渗透率、原油饱和度、储层非均质性和地层倾角）对水平井蒸汽驱开发效果的影响，并建立了各因素之间的相关关系，以此来指导稠油区块水平井蒸汽驱地质条件筛选及水平井蒸汽驱开发过程中合理井网井距的规划部署。
[关键词]稠油油藏；水平井蒸汽驱；储层渗透率；储层非均质；原油饱和度；地层倾角
中图分类号：TE345文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
“十一五”以来，随着国际油价的不断攀升，通过转变开发理念和攻关水平井热采配套技术，胜利油田稠油水平井技术迅猛发展，应用领域不断扩大，在薄层稠油、浅层稠油、底水稠油、超稠油、特超稠油等油藏开展了整体水平井开发部署，实现了水平井开发方式的大跨越，同时应用规模也不断扩大，由零散水平井向整体水平井组合开发迈进，在现场应用取得了良好的开发效果。但目前已整体部署水平井的区块均采用注蒸汽吞吐或HDCS方式开发，预测主要整体水平井开发稠油区块平均吞吐采收率仅为18.5%，采收率低。对于这部分区块来说，吞吐后期适时转蒸汽驱是大幅度提高采收率的必要手段。但目前国内外对水平井蒸汽驱方面的研究甚少，因此亟待开展蒸汽驱技术研究。笔者以胜利油田稠油油藏的平均油藏地质参数为基础，建立不同类型油藏水平井井组概念模型，采用油藏数值模拟方法，系统剖析了各种关键地质控制因素对水平井蒸汽驱开发效果的影响。影响水平井蒸汽驱热采的地质因素较多，这里主要探讨了油藏关键地质控制因素（储层渗透率、原油饱和度、储层非均质性和地层倾角）的影响，并建立了各因素之间的相关关系图版。
1 储层渗透率对水平井蒸汽驱的影响
以普通稠油为例，当储层渗透率从200mD变化到300mD时，井组水平井蒸汽驱的开发效果明显好转，净产油曲线变化幅度较大；储层渗透率达到300mD以后，井组水平井蒸汽驱净产油的变化幅度减缓，再改善储层的渗透性，对水平井蒸汽驱的开发效果影响不大。分析原因为：油层渗透率越大，地层流体渗流阻力越小，流动能力越强，开发效果越好。这里的300mD就是前面说的储层水平井蒸汽驱的渗透率极限。从图1可以看出，普通稠油、特稠油、超稠油、特超稠油油藏水平井蒸汽驱的渗透率极限分别是300mD、500mD、800mD和1200mD。根据不同油性稠油油藏水平井蒸汽驱的极限渗透率值，建立了水平井蒸汽驱储层渗透率与原油粘度的相关关系，关系式为K=0.0092μo+271.86，以此可以指导其它稠油区块水平井蒸汽驱的筛选。
稠油油藏水平井蒸汽驱前的含油饱和度对汽驱采收率影响很大。针对不同油性的稠油油藏，模拟研究了不同含油饱和度时水平井蒸汽驱的开发效果。不管哪一种油藏类型，随着原油饱和度的增大，井组的采收率和净产油量都逐渐增加。分析原因为：含油饱和度增加将降低蒸汽驱的热损失。大部分热量将用于加热原油，蒸汽热利用率提高；原油饱和度越低，含水饱和度相应越高，从而使注入的热量过多地消耗在对地层水的加热上，热利用效率降低。各种油性的含油饱和度极限分别是：普通稠油35%、特稠油38%、超稠油40%、特超稠油45%。根据不同油性稠油油藏水平井蒸汽驱的含油饱和度界限值，建立了水平井蒸汽驱含油饱和度界限与原油粘度的相关关系，关系式为
So=35.139e2E-06μo。
3 储层非均质性对水平井蒸汽驱的影响
3.1 平面非均质性
从数值模拟研究的储层平面非均质时水平井蒸汽驱的平面温度场来看，对于方案③和方案④，由于储层平面渗透率存在非均质，平面吸汽能力存在差异，蒸汽沿着高渗带窜流而过早地突破，使其波及系数减小、驱油效率降低，最终导致蒸汽驱采收率降低，开采效果变差。在方案部署过程中井位规划时，在条件允许的情况下，注采井尽可能平行于砂体展布方向，砂体边缘尽量部署生产井。
3.2 纵向非均质性
从储层纵向非均质时水平井蒸汽驱纵向温度场来看，在同一韵律下，纵向渗透率非均质性越严重，蒸汽突破时间越提前，纵向波及效率越低，导致蒸汽驱开采效果越差。储层正韵律可减缓蒸汽超覆作用，纵向动用更均衡，有利于蒸汽驱开发。储层正韵律对蒸汽超覆有抑制作用，有利于蒸汽驱开发。因此，对于纵向渗透率非均质性严重的稠油油藏，要提高蒸汽驱开采效果，需采取适当的措施削弱蒸汽超覆作用，避免蒸汽带过早突破，提高蒸汽的纵向波及效率。
4 地层倾角对水平井蒸汽驱的影响
不同地层倾角时构造高、低部位的生产井与中间部位的注汽井之间都存在一个合理的井距，此时水平井蒸汽驱的开发效果最好，油藏的净产油量处于一个相对较高的位置。对于油藏地层存在一定倾角的情况下，采用均匀注采井网的开发效果反而不是最好的。随着地层倾角的增大，构造高、低部位生产井与中间部位注汽井之间的最佳井距比越来越大。当地层倾角分别为0°、2°、5°、10°和20°时，构造高、低部位生产井与中间部位注汽井之间的最佳井距比分别为1. 00、1.05、1.12、1.25和1.45，此时油藏的开发效果较好。
5 结论
通过建立不同类型油藏水平井井组概念模型，开展油藏数值模拟研究，分析了储层渗透率、含油饱和度、储层平面和纵向非均质性及地层倾角对水平井蒸汽驱开发效果的影响，系统剖析了水平井蒸汽驱的关键地质控制因素，并建立了各因素的相关关系：（1）水平井蒸汽驱储层极限渗透率与原油粘度关系式K=0.0092μo+271.86；（2）水平井蒸汽驱含油饱和度界限与原油粘度关系式So=35.139e2E-06μo；（3）水平井蒸汽驅构造高、低部位生产井与中间部位注汽井之间的合理井距比值与地层倾角关系式L=1.0144e0.0185θ。研究成果能有效地指导生产实际。研究认为，在方案部署过程中井位规划时，在条件允许的情况下，注采井应尽可能平行于砂体展布方向，砂体边缘尽量部署生产井。储层正韵律可减缓蒸汽超覆作用，纵向动用更均衡，有利于蒸汽驱开发。
参考文献
[1] 张方礼，等.辽河油田稠油油藏注蒸汽开发技术[M].北京：石油工业出版社，2007.
基金项目
中石化重点科研项目“水平井蒸汽驱提高采收率关键技术研究”（P12123）
[关键词]稠油油藏；水平井蒸汽驱；储层渗透率；储层非均质；原油饱和度；地层倾角
中图分类号：TE345文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
“十一五”以来，随着国际油价的不断攀升，通过转变开发理念和攻关水平井热采配套技术，胜利油田稠油水平井技术迅猛发展，应用领域不断扩大，在薄层稠油、浅层稠油、底水稠油、超稠油、特超稠油等油藏开展了整体水平井开发部署，实现了水平井开发方式的大跨越，同时应用规模也不断扩大，由零散水平井向整体水平井组合开发迈进，在现场应用取得了良好的开发效果。但目前已整体部署水平井的区块均采用注蒸汽吞吐或HDCS方式开发，预测主要整体水平井开发稠油区块平均吞吐采收率仅为18.5%，采收率低。对于这部分区块来说，吞吐后期适时转蒸汽驱是大幅度提高采收率的必要手段。但目前国内外对水平井蒸汽驱方面的研究甚少，因此亟待开展蒸汽驱技术研究。笔者以胜利油田稠油油藏的平均油藏地质参数为基础，建立不同类型油藏水平井井组概念模型，采用油藏数值模拟方法，系统剖析了各种关键地质控制因素对水平井蒸汽驱开发效果的影响。影响水平井蒸汽驱热采的地质因素较多，这里主要探讨了油藏关键地质控制因素（储层渗透率、原油饱和度、储层非均质性和地层倾角）的影响，并建立了各因素之间的相关关系图版。
1 储层渗透率对水平井蒸汽驱的影响
以普通稠油为例，当储层渗透率从200mD变化到300mD时，井组水平井蒸汽驱的开发效果明显好转，净产油曲线变化幅度较大；储层渗透率达到300mD以后，井组水平井蒸汽驱净产油的变化幅度减缓，再改善储层的渗透性，对水平井蒸汽驱的开发效果影响不大。分析原因为：油层渗透率越大，地层流体渗流阻力越小，流动能力越强，开发效果越好。这里的300mD就是前面说的储层水平井蒸汽驱的渗透率极限。从图1可以看出，普通稠油、特稠油、超稠油、特超稠油油藏水平井蒸汽驱的渗透率极限分别是300mD、500mD、800mD和1200mD。根据不同油性稠油油藏水平井蒸汽驱的极限渗透率值，建立了水平井蒸汽驱储层渗透率与原油粘度的相关关系，关系式为K=0.0092μo+271.86，以此可以指导其它稠油区块水平井蒸汽驱的筛选。
稠油油藏水平井蒸汽驱前的含油饱和度对汽驱采收率影响很大。针对不同油性的稠油油藏，模拟研究了不同含油饱和度时水平井蒸汽驱的开发效果。不管哪一种油藏类型，随着原油饱和度的增大，井组的采收率和净产油量都逐渐增加。分析原因为：含油饱和度增加将降低蒸汽驱的热损失。大部分热量将用于加热原油，蒸汽热利用率提高；原油饱和度越低，含水饱和度相应越高，从而使注入的热量过多地消耗在对地层水的加热上，热利用效率降低。各种油性的含油饱和度极限分别是：普通稠油35%、特稠油38%、超稠油40%、特超稠油45%。根据不同油性稠油油藏水平井蒸汽驱的含油饱和度界限值，建立了水平井蒸汽驱含油饱和度界限与原油粘度的相关关系，关系式为
So=35.139e2E-06μo。
3 储层非均质性对水平井蒸汽驱的影响
3.1 平面非均质性
从数值模拟研究的储层平面非均质时水平井蒸汽驱的平面温度场来看，对于方案③和方案④，由于储层平面渗透率存在非均质，平面吸汽能力存在差异，蒸汽沿着高渗带窜流而过早地突破，使其波及系数减小、驱油效率降低，最终导致蒸汽驱采收率降低，开采效果变差。在方案部署过程中井位规划时，在条件允许的情况下，注采井尽可能平行于砂体展布方向，砂体边缘尽量部署生产井。
3.2 纵向非均质性
从储层纵向非均质时水平井蒸汽驱纵向温度场来看，在同一韵律下，纵向渗透率非均质性越严重，蒸汽突破时间越提前，纵向波及效率越低，导致蒸汽驱开采效果越差。储层正韵律可减缓蒸汽超覆作用，纵向动用更均衡，有利于蒸汽驱开发。储层正韵律对蒸汽超覆有抑制作用，有利于蒸汽驱开发。因此，对于纵向渗透率非均质性严重的稠油油藏，要提高蒸汽驱开采效果，需采取适当的措施削弱蒸汽超覆作用，避免蒸汽带过早突破，提高蒸汽的纵向波及效率。
4 地层倾角对水平井蒸汽驱的影响
不同地层倾角时构造高、低部位的生产井与中间部位的注汽井之间都存在一个合理的井距，此时水平井蒸汽驱的开发效果最好，油藏的净产油量处于一个相对较高的位置。对于油藏地层存在一定倾角的情况下，采用均匀注采井网的开发效果反而不是最好的。随着地层倾角的增大，构造高、低部位生产井与中间部位注汽井之间的最佳井距比越来越大。当地层倾角分别为0°、2°、5°、10°和20°时，构造高、低部位生产井与中间部位注汽井之间的最佳井距比分别为1. 00、1.05、1.12、1.25和1.45，此时油藏的开发效果较好。
5 结论
通过建立不同类型油藏水平井井组概念模型，开展油藏数值模拟研究，分析了储层渗透率、含油饱和度、储层平面和纵向非均质性及地层倾角对水平井蒸汽驱开发效果的影响，系统剖析了水平井蒸汽驱的关键地质控制因素，并建立了各因素的相关关系：（1）水平井蒸汽驱储层极限渗透率与原油粘度关系式K=0.0092μo+271.86；（2）水平井蒸汽驱含油饱和度界限与原油粘度关系式So=35.139e2E-06μo；（3）水平井蒸汽驅构造高、低部位生产井与中间部位注汽井之间的合理井距比值与地层倾角关系式L=1.0144e0.0185θ。研究成果能有效地指导生产实际。研究认为，在方案部署过程中井位规划时，在条件允许的情况下，注采井应尽可能平行于砂体展布方向，砂体边缘尽量部署生产井。储层正韵律可减缓蒸汽超覆作用，纵向动用更均衡，有利于蒸汽驱开发。
参考文献
[1] 张方礼，等.辽河油田稠油油藏注蒸汽开发技术[M].北京：石油工业出版社，2007.
基金项目
中石化重点科研项目“水平井蒸汽驱提高采收率关键技术研究”（P12123）