稠油热采注蒸汽单井定性配汽技术研究

EXIT14:49EXIT14:4912项目内容顶部构造低幅单斜油层埋藏深度160m～350m沉积厚度100m有效厚度5m～25m储层岩性胶结疏松的砂岩及砂砾岩非均质性系数0.26～0.67孔隙度25%～35%渗透率0.3μm2～4.0μm2含油饱和度55%～80%粘度（20℃）2000mPa·s～120000mPa·s原始油层压力1.8Mpa～4.0Mpa原始油层温度16℃～27℃三高四低密度高、酸值高、胶质含量高凝固点低、含蜡量低、沥青质含量低、含硫量低浅层稠油油藏参数表齐古组稠油油藏概况1油藏特征区域构造：位于断裂二级构造带上盘超覆尖灭带上，发育两条主断裂及众多小断裂。沉积相：辫状河流相EXIT14:49立项背景及目的2注汽现状：注汽系统由注汽锅炉、水处理系统、注汽干线、配汽管汇、井口注采合一管线、井口组成。工艺流程：汽量分配23t/h注汽锅炉湿蒸汽注汽干线配汽间/配汽管汇湿蒸汽单井管线湿蒸汽注汽井湿蒸汽油水汽采油井水油销售23t/h注汽锅炉注汽井1注汽井2注汽井7注汽井8QQ/8Q/8Q/8Q/8L1L2L7L8L↗，P↘，Q不均分EXIT14:49立项背景：立项背景及目的2•地面注汽管网干支线汽量分配不均•各注汽井吸汽情况不同仍平均配汽•精确管网汽量和干度的平均分配•稠油热采注蒸汽过程中单井的定量配汽目的：EXIT14:49关键技术及创新点31）根据调研资料结合现场实际分析得出，注汽系统的管网连接方式宜采用改进后的死端三通。——地面管线优化改进型死端三通相对于死端三通、直通式三通较好。直通式三通蒸汽分配系统及流动工况死端三通流向示意图改进型死端三通a在死端三通入口加装预分离隔板b在两出口分别加装减速喷管分流效果逐渐变好。EXIT14:49关键技术及创新点3如果死端三通两直臂出口流量差别较大，仍不能均匀分配蒸汽干度和流量。图中所示，流量小的出口干度大，而流量大的出口干度小。1）根据调研资料结合现场实际分析得出，注汽系统的管网连接方式宜采用改进后的死端三通。——地面管线优化改进型死端三通相对于死端三通、直通式三通较好。1：理想状态2：死端三通3：直通三通Q小Q大直通式三通存在结构上的不对称，分流效果最差。三通分流性能的实验结果改进型死端三通其性能很接近图中的曲线1，能够得到均匀的干度和流量分流效果。X：70%l：3g：7l：0.6g：2.8X：82%l：2.4g：4.2X：64%1/3总体上，出口2流量占总流量的1/3左右。如果一个锅炉所带9口注汽井，这种分流效果相当于出口1有6口注汽井，出口2有3口注汽井。EXIT14:49关键技术及创新点31）根据调研资料结合现场实际分析得出，注汽系统的管网连接方式宜采用改进后的死端三通，能够更精确管网干支线汽量的平均分配。——地面管线优化站号G距离/kmP/MpaT/℃9#0.521.09183.810#0.91.36197.2平均对比0.380.2713.4最大差异0.5-0.820-259#–10#站注汽参数对比进入10#站流量较小（平均2-3口注汽井）干度高。宜采用改进型死端三通，保证干度流量均衡分配。10#站距离供热站远，而蒸汽温度压力较9#高（蒸汽品质好，干度高）？死端三通EXIT14:492）依靠现场资料，建立经验注汽模型。注采模型供热站生成的高温高压湿蒸汽，经保温管线输送至各分站配汽间，再至各注汽井，经嘴子套井口进入地层，蒸汽在压差作用下渗流推动油水向采油井移动，并最终从采油井产出，理论上注入量和采出量是平衡的。关键技术及创新点3EXIT14:49根据现场经验及基本流体动力学知识，以井口处为研究对象可知，注汽井吸汽能力与井口温度T、井口压力P和管线截面积（内径D平方）成正比，与注汽管线长度L成反比，再考虑井口蒸汽压力P与温度T、井口蒸汽压力P与管线长度L呈一定线性关系，研究中得到一个现场经验概念注汽系数F，在数值上等于井口压力和管线内径平方之积，即F=P×D2作用：表征吸汽能力。P=0.0179T-1.9712R2=0.74770.000.501.001.502.0050100150200250PTy=-0.0012x+2.14860.501.001.502.00300500700900PLP—T关系图P—L关系图关键技术及创新点32）依靠现场资料，建立经验注汽模型。EXIT14:49关键技术及创新点32）依靠现场资料，建立经验注汽模型。0204060801001202007-4-72007-4-172007-4-272007-5-72007-5-17012345平均配汽井组产量F井组注采平衡关系图井组注采平衡验证，注汽系数与产出状况存在对应一致性，能够反映注汽变化状况，表明注汽系数有其正确性和代表性。t/dEXIT14:49在同一锅炉注汽系统（锅炉+管网+注汽井）实现平均注汽和配汽，由于锅炉出口温度和压力一定，每口注汽井井口温度和井口压力不可调控，仅能改变嘴子套内径即加装油嘴方法来实现每口注汽井平均注汽。考虑一锅炉所带所有注汽井，每口注汽井吸汽能力（注汽系数）不同，定义油嘴系数f为同一注汽系统内每口注汽井注汽系数与最小注汽系数之比，即f=F/Fmin同一注汽系统中若存在油嘴系数f1，即表示存在吸汽能力较强或差别大的情况而有必要加装油嘴。利用注汽系数概念，在同一个锅炉注汽系统中，考虑不同的注汽井条件不同，实际操作中可以利用加装油嘴的方法实现更准确的平均配汽和注汽，或者在不装油嘴的情况下给予不同注汽井不同的配汽量，增加了配汽的定量化。关键技术及创新点33）利用经验模型安装油嘴精确平均分配汽量或按比例分配单井汽量。EXIT14:49先进性对比42）经验模型配汽较目前配汽方法考虑了蒸汽参数，因而配汽也更准确。23t/h注汽锅炉注汽井1注汽井2注汽井7注汽井8QQ/8Q/8Q/8Q/8fiQ×—————=f1+f2+…fiFiQ×—————=F1+F2+…FiFiQ×——∑Fi单井配汽量：1）改进型死端三通较普通死端三通和直通式三通优越性明显。EXIT14:49应用前景51）平均配汽通过安装油嘴，实现更准确的平均配汽。分析认为适宜安装油嘴的井优选范围：L850m并且F11.571–0.0065L（或P1.712–0.00096L）。距离/m安装油嘴优选井条件下限图通过安装油嘴有效平衡了注汽系数。EXIT14:49应用前景51）平均配汽以供热站3#锅炉注汽系统为例，得到某一注汽系统的油嘴系数沿程分布，进而确定安装油嘴与否和油嘴大小。012303006009001200fL2G3L油嘴系数随管线长度分布图从图可见，安装12mm油嘴后吸汽能力大幅降低，通过再计算，认为油嘴大小宜增大到18mm。EXIT14:492）定量配汽在分配汽量时，可以依靠正在注汽中的实测压力资料，通过注汽系数的比例（或油嘴系数大小）来分配汽量，达到单井的定量分配注汽量。应用前景5fiQ×—————=f1+f2+…fiFiQ×—————=F1+F2+…FiFiQ×——∑Fi单井配汽量：EXIT14:49效益分析6加强了油藏精细管理，优化汽驱区块整体注汽效果，精确蒸汽注入量，使注汽做到指哪儿注哪儿，配多少注多少。为稠油热采注汽研究提供一种思路。EXIT14:49[1]孙晓岗主编.克拉玛依油田九1—九5区稠油热采技术论文汇编（1996-2006）,北京：石油工业出版社，2006.12.[2]新港公司合作开发区5年产能建设规划部署.[3](美)K.C.洪著，岳清山等译.蒸汽驱油藏管理.北京：油田工业出版社，1996.6.[4]刘文章等编著.稠油热采工程技术.北京：油田工业出版社，1996.12.[5]张毅谢志勤王弥康.注蒸汽管网等干度蒸汽分配技术.石油机械：2001.29（3）.参考文献