直井－水平井组合吞吐和蒸汽驱效果地质因素分析

田鸿照，孙 野

（中国石油长城钻探工程公司，辽宁盘锦 124010）

蒸汽吞吐是开采稠油的一种经济有效的技术［1］。早在几十年前，世界上就开始应用蒸汽吞吐方法开采稠油油藏，并取得了很好的效果［2－5］。蒸汽驱是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采之后接着为提高原油采收率的热采阶段，可使原油采收率增加20%～30%［6］。本文根据前期斋桑油田北区井网、井距、井型、注采参数的优化结果，利用数值模拟方法研究了斋桑油田北区地质参数对直井－水平井组合吞吐＋蒸汽驱开发效果的影响。

1 油田地质概况

斋桑油田北区为一受中部断层控制的断背斜，主要含油层系为侏罗系，储层岩性以砂砾岩和砂岩为主，平均孔隙度为21.7%，平均渗透率为134×10－3μm2，属于中孔、中渗储层。油藏主要分布在下侏罗统T组的三套含油砂层组，第一套含油砂层组内形成天然气藏，另外两套砂层组内主要聚集原油，且第三套砂岩组厚度大，分布稳定，中间隔夹层较薄。油层埋深为1300～1600 m，油层平均有效厚度为28.2 m，含油面积为1.74 km2，石油地质储量为621.2×104t。油藏原始地层压力为16.4 MPa，原始油层温度为59.7℃，含油饱和度为65%，原油粘度（50℃）为800～2000 mPa·s，原油密度（20℃）为0.954～0.968 g／cm3。

2 模型的建立

本次数值模拟研究采用CMG软件的STARS模块。针对斋桑油田北区的开发现状，本次模拟区域选择在完钻井数多、油层控制程度相对较高的S－7井区，包括S－7井和S－101井2口完钻井。根据模拟区域平面上的形态确定网格在I、J方向空间均匀步长，步长为10 m，划分为32×20个网格，纵向上根据沉积韵律特征划分为16个模拟层，厚度在0.25～1.5 m之间。网格系统确立后，给每个网格块赋予地质参数，包括：油层顶深、油层厚度、孔隙度、渗透率及含油饱和度等［7］。

操作参数：吞吐阶段直井射孔层全井段射开，注汽强度60 m3／m，注汽速度360 m3／d，井底蒸汽干度40%，注汽温度350℃，最高注汽压力23 MPa，焖井时间6 d；水平井射孔层为13层，距油层底界约7 m左右，注汽强度10 m3／m，其它参数同直井。直井吞吐8周期、水平井吞吐6周期转汽驱，注采井排距100 m，注汽直井井距100 m，汽驱阶段直井注汽，水平井采油，注汽直井注汽速度84 m3／d，井底蒸汽干度40%，注汽压力10 MPa，采注比1.2。

3 地质因素分析

斋桑油田北区目前完钻油井7口，井控程度低，岩心分析资料与电测解释资料物性差异较大，平面及纵向非均质性强，油层有效厚度、孔隙度、渗透率、含油饱和度也有待落实，这些均对直井与水平井组合吞吐＋蒸汽驱效果有一定的影响。为此，主要探讨油层厚度、孔隙度、平面及纵向渗透率、含油饱和度等因素对直井与水平井组合吞吐＋蒸汽驱开发效果的影响。

3.1 油层厚度的影响

主要考虑油层厚度上浮10%和下浮10%对直井与水平井组合吞吐＋蒸汽驱开发效果的影响。油层厚度的增加和减少对储量影响较大，进而影响到产油量，油层越厚，生产时间越长，采出程度越高，采油速度越低，产油量越高；若油层厚度下浮10%，采出程度将降至46.83%，下降幅度3.02%（表1）。

3.2 平面渗透率的影响

渗透率上浮10%对产油量的影响比较大，渗透率越大，生产时间越长，产油量越高，采出程度越高，采油速度越大；渗透率下降幅度在10%左右对开发效果影响不大（表2）。

3.3 含油饱和度的影响

含油饱和度的增加和减少对储量变化影响较大，因此，对产油量的影响比较大，含油饱和度越大，生产时间越长，采出程度越高，采油速度越高，产油量越高。若含油饱和度下降幅度10%，采出程度将降至41.52%；若上升幅度10%，采出程度将上升至53.89%（表3）。

表1 不同油层厚度下直井－水平井组合吞吐＋蒸汽驱效果对比

表2 不同渗透率下直井－水平井组合吞吐＋蒸汽驱效果对比

表3 不同含油饱和度下直井－水平井组合吞吐＋蒸汽驱效果对比

3.4 纵向渗透率的影响

在目前油藏条件下纵向渗透率下降对产量影响不大，但纵向渗透率增加，生产时间增加，采出程度增加，采油速度增加，产油量增加，即纵向渗透率增加有利于实现直井与水平井组合吞吐＋蒸汽驱。若纵向渗透率下降10%，采出程度将降至49.27%；若上升至0.33 kH，采出程度将上升至50.66%，在上下幅度10%的情况下，对开发效果影响不大（表4）。

表4 不同纵向渗透率下直井－水平井组合吞吐＋蒸汽驱效果对比

3.5 孔隙度的影响

孔隙度的增加和减少对储量变化影响较大，因此，对产油量的影响比较大，孔隙度越大，生产时间越长，采出程度越高，采油速度越高，产油量越高。若孔隙度下降10%，采出程度将降至44.81%；若上升10%，采出程度将上升至51.14%，孔隙度上下浮动10%对开发效果影响较大（表5）。

3.6 所有参数共同影响

所有参数的增加和减少对储量变化影响很大，因此，对产油量的影响比较大，所有参数越大，生产时间越长，采出程度越高，采油速度越高，产油量越高。若所有参数均下降10%，采出程度将降至42.26%；若所有参数均上升10%，采出程度将上升至54.29%，采收率的增加和减少幅度在5.6%～7.6%之间（表6）。

表5 不同孔隙度下直井－水平井组合吞吐＋蒸汽驱效果对比

表6 所有参数共同影响下直井－水平井吞吐＋组合蒸汽驱效果对比

4 结论

根据数值模拟研究结果，在油层厚度、平面及纵向渗透率、含油饱和度和孔隙度五个地质参数中，含油饱和度和孔隙度是影响斋桑油田北区直井－水平井组合吞吐＋蒸汽驱开发效果的主要因素，采出程度的变化范围在4.04%～8.33%，其它参数在给定变化浮动范围内影响较小。这五个地质参数全部上浮和下降10%时，采出程度的变化范围在4.44%～7.59%，对开发效果影响也很大。

［1］刘尚奇，杨双虎，高永荣，等.CO2辅助直井与水平井组合蒸汽驱技术研究［J］.石油学报，2008，29（3）：414－422.

［2］张义堂，韩东.热力采油提高采收率技术［M］.北京：石油工业出版社，2006：167－173.

［3］Lesser H A.Conduction heating of reservoirs by steam injection［A］.SPEJ，1996：372－382.

［4］Abus Satter.A Prediction method for conduction heating of reservoirs by steam injection［A］.SPE1950，1967：207－230.

［5］Nolan，Jon B.Applicability of steam flooding for carbonate reseroirs［A］.SPE28642，1980：200－215.

［6］刘文章.热采稠油油藏开发模式［M］.北京：石油工业出版社.1998：80－85.

［7］孙来喜，张烈辉，冯国庆，等.克拉玛依油田九区蒸汽吞吐后开采方式优化研究［J］.石油地质与工程，2008，22（2）：60－63.