油田 生产计划运行 防汽窜技术在油田生产中的应用



     辽河油田作为开发建设40多年的老油田,产量递减速度加快。对于采油井在蒸汽吞吐阶段,随着吞吐轮次的增加,地层压力降低,汽窜现象越来越严重。已成为制约采出程度提高的主要矛盾,汽窜现象的发生,使油藏加热不均匀。防汽窜技术的研究与应用,可以有效控制汽窜,减少产量损失,提高热能效率,增加稠油产量。

  1 汽窜成因分析

  当油田一相邻井注汽时,生产井产液量会相应增加,含水量持续上升,井口温度持续提高;而一旦汽窜严重,相邻井注汽时,生产井产水量将会出现剧烈增加,甚至含水量接近100%,此时也会并伴有一定蒸汽,此为油井汽窜的典型特征。

  蒸汽窜。作为具有一定开采历史的油田区块,由于井距普遍小,蒸汽吞吐轮次不断增加,所涉油层形成了一道高渗透通道,蒸汽直接由注入井窜出而进入正常生产的油井,会导致汽窜现象的发生。

  热水窜。汽窜多发生在多周期吞吐后,在稠油蒸汽吞吐的过程中,蒸汽由注入井流向正常生产的油井,沿程热量出现流失,有一部分会冷凝成水,由油井出来并形成热水窜,有时还会出现闪蒸现象。

  压力传导。压力传导是油井注汽中的又一种原因,由于相邻油井注汽的压力不断增大,这样通过高渗层传导过来后,导致油井产液量持续上升,此时如果不进行控制,就会发生热水窜和蒸汽窜的现象。

  2 汽窜产生的危害

  油井产量出现下降或者大幅下降;注汽效果变差,蒸汽吞吐量流失;油井出液量上升,同时温度不断升高,抽采过程中,容易出现出砂和卡泵等故障;储层开采不平均,蒸汽只向单一方向进行拓展。

  3 造成汽窜的因素

  油藏因素。油井发生汽窜主要在高渗透、高孔隙、连通性较好的储层段,原油一般在多层系合并采收,笼统注入时,层内非均质性越大,储层特性存在较大差异的情况下油层吸汽能力差异越大,从而造成指状汽窜,使注入蒸汽会沿着渗流阻力较小的高渗层进入。

 油田 生产计划运行 防汽窜技术在油田生产中的应用
  注汽轮次。 在油田开采过程中,伴随着吞吐次数的增加和吞吐范围的增大,在井距相对较小的情况下,井与井之间形成热水通道,经过多个周期后容易发生汽窜现象。

  辽河油田各主力稠油区块已历经多年开发,并采取了一系列技术措施,一些注采油井的井距相继进行了调整,以浅海油区某区块为例,加密前井距为167米,油井很少发生汽窜。第一次井网加密后,井距为118米,只有少数油井发生汽窜。第二次井网加密后,井距为83米,汽窜成为区块开发的突出问题。

  4 目前防治汽窜的措施及效果

  以前防治汽窜做法。 汽窜一旦发生后,现场通过采取了降低注汽速度、关闭油井停止出产和注入泡沫棒等措施能够缓解汽窜现象,但是,一旦降低注汽速度就会损失更多的热能,关井停产更会降低产能,都不能很好地解决汽窜问题。我们的目标是要使蒸汽朝低温未动用区域进行渗透,提高热效率、油汽比和采收率,扩大波及体积,全力解决这个困扰油井生产的实际难题。

  防治汽窜实践。油层非均质性强、井距小、高轮次吞吐后井间形成高含水热通道等,是油井蒸汽吞吐阶段发生汽窜的主要原因,而且这些因素很难被改变,因此,汽窜现象非常顽固,要通过大量的现场实践,试验以多井整体蒸汽吞吐为主、堵窜和分注为辅的治理方法,在防治汽窜中进行有效应用。

  整体多井蒸汽吞吐

  技术原理。整体多井蒸汽吞吐就是利用多台注汽锅炉,以频繁汽窜的井组为单元集中注汽,采取相同的射孔层位,利用注汽压力相互封堵汽窜通道,以减少汽窜发生,从而提高蒸汽吞吐效果。

  工艺管柱设计。多井整体蒸汽吞吐虽说从理论上可以利用注汽压力封堵汽窜通道,但若只采取笼统注汽的模式,仍不能有效抑制蒸汽大量进入高渗透层段,减小蒸汽的波及体积,影响吞吐开发效果。因此,我们根据井下套管的完好情况设计了两套工艺实施方案:

  第一套:以分注Ⅱ型管柱配合同注同采

  技术原理分析:为实现II型分层定量注汽而设计的II型定量注汽管柱,分别由分注密封器、热偿器、定量注汽阀、下分注密封器等机构组成。其工作原理是在管柱的原始状态时,下部注汽单元注汽通道全部关闭,上部单元通道即时开启,所注入蒸汽全部通过上部注汽通道注入地层,待上部达到预定注汽量后,即时投入钢球,在主线上迅速封闭注汽的通道,从而在注汽压力的作用下,推动定量注汽阀下行,同时实现上部注汽单元的关闭和下部注汽单元的开启,完成下部单元的注汽流程。

  第二套:以投球选注配合同注同采

  技术原理分析:根据油区井位各油层的渗透率、需要堵层的厚度以及射孔数量,确定需要堵球的数量,在注汽管柱的安装同时,将收球器、投球器及选堵球分别下至油层上界和下界相应高度处,在注汽过程中,及时向井内投入一定数量、规格的合金球,在蒸汽的推动下,使它们优先进入高渗透层段,强迫低渗透层段吸汽。在注汽过程中,选堵球由汽、水为携带液,自动有选择地封堵吸汽(水)速度高的渗透层炮眼,达到注汽压力升高、低渗透层启动的效果,实现大部分蒸汽向中、低渗透层进入,从而达到调整和改善油层的吸汽(水)面,有效封堵油井汽窜,通过启动中、低渗透层油藏,使所注油井的各个不同层位达到均衡开采,从而达到提高热采效果及采收率的目的。

  适用条件:套管有一定变形,因此无法分别注汽的油井

  化学封窜

  工艺原理。以有机物为载体,在地层内形成交联,无机及有机固体颗粒作为骨架材料,防止颗粒运移;同时通过颗粒在地层中封堵高渗透层和高出水层通道,增加低渗透层的吸汽量。

  2008-2009年实施效果。通过现场和室内实验,相继完善了凝胶类高温堵剂,将聚丙烯酰胺、不溶于水的固体颗粒按一定的浓度分散到水溶液中,加入一定量的分散剂、交联剂、助凝剂和不溶于水的抗高温固体颗粒,配制成调剖剂,注入地层,在地层温度下,形成稳定的树脂复合凝胶,通过物理、化学方式封堵高渗透率地层通道,达到封窜目的。

  5 结论

  在蒸汽吞吐中后期,利用恒量配气、分注Ⅱ型管柱、投球选注等多个方案相互配合,同注汽同采收,并通过调整蒸汽面,从而实现多井整体蒸汽吞吐等有效方法是目前防治汽窜的成功做法。

  化学防窜是生产条件不允许的情况下抑制汽窜的一种有效的补充。将聚丙烯酰胺、不溶于水的固体颗粒按一定的浓度分散到水溶液中,加入一定量的分散剂、交联剂、助凝剂和不溶于水的抗高温固体颗粒,配制成调剖剂,注入地层,在地层温度下,形成稳定的树脂复合凝胶,通过物理、化学方式封堵地层高渗透率通道,达到堵水封窜的目的。

  

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