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摘 要：水平井蒸汽吞吐开采超稠油是一项非常有潜力、有优势的技术，相比直井开发，不仅能大幅度提高开发效果，而且能够进一步提高采收率。研究稠油油藏水平井蒸汽吞吐开发效果，分析地质参数及注汽参数对该类油藏开发效果的影响程度，并进行灰色关联分析。研究表明对周期产油量影响最大的因素是采注比，其次是原油粘度。

关 键 词：超稠油； 水平井； 影响因素

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）02-0397-03

Analysis on Factors Affecting the Development Effect of Horizontal Wells in Super Heavy Oil Reservoirs in Badaowan Formation of Chong 18 Well Area

ZHI Yuan-yuan，LIU Zhi-seng，WANG-jing

（School of Petroleum Engineering ， Yangtze University， Hubei Wuhan 430100，China）

Abstract： Compared to vertical wells， horizontal well cyclic steam stimulation is a good method to exploit super heavy oil； it not only can greatly improve the development effectiveness， but also can enhance oil recovery. In this paper， effect of horizontal well cyclic steam stimulation of heavy oil was studied； impacts of geological parameters and steam injection parameters on reservoir development effect were analyzed， and the gray correlation analysis was carried out. The results show that the biggest factor affecting periodic oil production is injection-production ratio， followed by the oil viscosity.

Key words： Super heavy oil； Horizontal well； Influential factors

1 基本情况

重18井区八道湾组沉积厚度12～120 m，平均65 m，顶部埋深282～625 m，平均433 m。岩性自下而上由粗变细，属正旋回沉积。中-粗砂岩为其主要的储集岩性，占34.0%。储层孔隙类型主要以粒间孔为主，还有粒间溶孔，孔隙非常发育，连通性好，孔隙组合类型单一。从2010年产能建设以来，八道湾组水平井有163口，截止2014年10月底，平均进行蒸汽吞吐轮次4.9轮。单井平均累积产油3 236（t），注汽12 806（t）。

2 影响水平井产能主要参数分析

稠油油藏蒸汽吞吐开发效果受多方面因素影响，除钻采工艺因素外，还受到注汽参数选择和油藏地质因素的影响。[1-5]为了更好的确保开发效果，准确认识各个因素的影响效果，以及优选出合理的注汽参数是必不可少的。本文通过以重18井区八道湾组超稠油油藏水平井为依据，对影响水平井吞吐产能的地质参数和注采参数进行分析研究，并进行了灰色关联分析，以期为该类油藏的开发提供依据和指导 。

2.1 地质因素

2.1.1 原油粘度的影响

对于超稠油而言，常规油藏条件下，根本不具备流动能力，在蒸汽吞吐第一周期，蒸汽注入油层后，主要作用是预热油层，形成小范围高温带，并逐步扩大可动油范围，形成有效热连通，降粘解堵，因此原油黏度对初周期产量影响很大[6]。分别对八道湾组J1b2+3层、J1b4层进行其开发指标与原油粘度（温度为50 ℃）关系的统计（图1和图2）分析发现，原油粘度增大，蒸汽吞吐加热的范围变小，平均累积产油量随着原油粘度增加而降低，平均油气也随着原油粘度增大而降低。当原油粘度大于25 000 mPa·s后，水平井生产指标明显下降。可见原油粘度越大，吞吐效果越不理想。可以通过降粘或注氮气等工艺措施降低原油粘度，改善开发效果。

2.1.2 油层厚度的影响

八道湾组水平井平均周期产油量、油汽比随着油层厚度增大而呈先上升后下降趋势，当油层厚度为12～14 m时，平均周期产油量、油汽比达到最大值，但油层厚度超过14 m时，其平均周期产油量下降，油汽比降低。（图3）重18井区油层厚度为11～14 m时，由于原油在生产过程中受蒸汽超覆和重力泄油双重作用的影响，能够获得较高的产能，水平井开发效果最好。

当厚度大于14 m时，虽然单井控制地质储量变大，理论上吞吐的产能就会越高，但在实际油藏条件下，油层厚度越厚，蒸汽在地层中的热损失就会越大，因此效果并不会太好。当油层厚度大于20米时，水平井产能对油层厚度的敏感性降低。[7] 开发效果反而会变差。由此说明，油层厚度在一定范围内时，水平井蒸汽吞吐效果会随着厚度的增加而变好，超过这一范围效果会变差。（为了尽量减少原油粘度和水平段长度因素的影响干扰，统计井选取原油粘度范围为15 000 ～ 25 000 mPa·s、水平段长度为200～215 m。）

2.1.3 水平段长度的影响

水平段长度也是影响水平井开发效果的一个重要因素。八道湾组油层水平段长度越大，水平井累积产油量增加幅度不明显，油汽比变化不明显，当水平段长度为200～250 m时，平均累积产油量处于最大值。由此表明，水平段长度越长，水平井生产效果越好，但水平段长度不易过长，过长时易受吸汽不均以及井筒摩擦阻力损失的影响，最终远端加热效果不佳，动用储量范围有限，影响采收率。（为了尽量减少原油粘度和油层厚度因素的影响干扰，统计井选取油层厚度相差不大，原油粘度在10 000

～20 000 mPa·s范围内的水平井）

2.2 注采参数影响

稠油开采在蒸汽吞吐阶段主要依靠注入蒸汽降粘和降压弹性驱动，因此，油井生产基本上没有稳产期，投产初期达到峰值产量，后随生产时间增长，地层压力和油层温度下降，地层原油粘度增大，产量下降。合理的注采参数决定着产量峰值的大小，也就是决定着开发效果的好坏。

2.2.1 注汽速度的影响

蒸汽的注入速度决定着热量损失的大小，其值过小，到达井底的蒸汽干度就越低，因此驱油效率降低使开采效果变差；其值过大，可能导致部分地层被压裂，注入油层的蒸汽向顶部超覆推进或沿高渗透层指进，降低了蒸汽在油层的波及面积，开采效果变差。八道湾组水平井随着注汽速度增大，其平均周期产油量明显增加、周期油汽比明显上升，当注汽速度为240 t/d左右时，周期产油量、油汽比均达到最大值。一轮注汽速度较低，随着注汽速度增大，轮产油量明显增加，油汽比呈上升趋势，与理论相符；三轮注汽速度较高，当注汽速度大于250 t/d时，轮产油量、油汽比均下降。因此，注汽速度维持在250 t/d左右为最佳。

2.2.2 注汽强度的影响

注汽强度是指水平井单位长度的周期注汽量，它是影响蒸汽吞吐开发效果的主要指标之一。强度如果过高，蒸汽会迅速进入生产井，造成波及程度过低；如果强度过低，其所携带的热量会被上下盖层吸收，造成热效率低，开发效果差。八道湾组水平井平均周期产油量、周期油汽比随注汽强度的变化趋势比较明显，注汽强度越大，平均周期产油量越高，油汽比越大。一轮注气时，注汽强度影响并不大，轮产油虽有增加，但由于初期油层温度比较低，原油粘度较高，流动性差，蒸汽加热的有效半径较小，可动油较少。二三轮注气时，注汽强度对采油量有明显影响，当注汽强度达到14 t/m时，周期产油量、油汽比均达到最大值。因此在一定范围内提高注汽强度是提高采收率的有效方法。

2.2.3 注汽压力的影响

注汽压力对蒸汽吞吐效果的影响比较复杂，在低的注汽压力下，蒸汽注入压力对吞吐效果具有明显的影响；而在高的注汽压力下，注汽压力对吞吐效果的影响主要取决于生产压差的大小，增大生产压差，有利于提高吞吐效果。八道湾组水平井平均周期产油量、周期油汽比随着注汽压力增大而上升，当注汽压力大于10 MPa时，平均周期产油量、周期油汽比下降。原因在于，注汽压力过高，蒸汽着裂缝或高渗带窜流到远井地带，造成井筒附近难以受效，热能利用率低。因此注汽时保证相对较高且合适的注入压力能达到好的吞吐效果。

2.2.4 焖井时间的影响

注完蒸汽后关井一段时间，以便蒸汽热能与油层进行充分热交换。焖井时间是否合理，决定着蒸汽热量能否充分的传递到油层中去，热能能否在地层中扩散的更远。焖井时间太长，油层热量向上下层损失量增加，降低了热能利用率；焖井时间太短，蒸汽波及体积小，也会导致注入地层的蒸汽在回采阶段吐出来，降低了蒸汽的加热范围，油井吞吐效果差。八道湾组水平井一轮产油量、油汽比随着焖井时间增加而增大，当焖井时间大于60 h时，产油量、油汽比下降；二三轮焖井时间增加，产油量、油汽比上升，当焖井时间大于48 h时，产油量、油汽比下降。当焖井时间在44 h时，周期产油量、油汽比最大。

2.2.5 采注比的影响

采注比是指水平井生产采出液量与注入汽量比值，它也是影响蒸汽吞吐开发效果的主要指标之一。八道湾组平均周期产油量、油汽比随着采注比增大而增大，且呈现明显的线性相关性（图4和图5），由此说明，采注比越大，平均周期产油量越大，油汽比越高，生产效果越好。

3 灰色关联分析

采用灰色关联分析确定影响蒸汽吞吐效果的各因素之间的关联程度，以及影响效果的大小，是研究设计阶段不可或缺的，不仅可以了解各因素对目前产能的贡献，而且对以后开发方案的优选有重要意义。选取八道湾组水平井生产状况较好的井，分别统计其原油粘度、油层厚度、水平段长度、注汽速度、注汽强度、焖井时间、注汽压力、采注比（表1）。

选择周期产油量和油汽比为母序，列原油粘度、油层厚度、水平段长度、注汽速度、注汽强度、焖井时间、注汽压力、采注比8周因素为子序列，分别计算分析其因素与周期产油量和油汽比的关联性。（表2）。

采注比与周期产油量的关联度最大，表明采注比与周期产油量的关联性好于其他因素与周期产油量的关联性，从权重值大小来看，采注比最大，说明对周期产油量影响最大的因素是采注比，其次是原油粘度。采注比与油汽比的关联度最大，也表明采注比与油汽比的关联性好于其他因素与油汽比的关联性，从权重值大小来看，对油汽比影响最大的因素是采注比，其次是原油粘度。

4 结 论

（1）地质因素和流体性质的影响研究表明，原油粘度越高，水平井蒸汽吞吐效果越差。在一定范围内，油层厚度越大，水平井蒸汽吞吐效果越好；当水平段长度为200～250 m时，平均累积产油量最大，水平段长度大于250 m时，累积产油量降低，油汽比有下降趋势。

（2）注采参数对水平井开发效果影响分析表明，对周期产油量影响最大的因素是采注比，其次是注汽强度，焖井时间和注气速度；油汽比影响最大的因素是采注比，其次是注汽强度，焖井时间和注气速度。

参考文献：

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[4] 刘立成，姜汉桥，陈民，等.小断块稠油油藏水平井蒸汽吞吐开采技术策略研究[J].石油天然气学报： 江汉石油学院学报，2006，28（6）：127-129.

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[7] 刘春泽，任香，李秀峦，等.浅薄层超稠油水平井蒸汽吞吐后转换开发方式研究[J].特种油气藏，2010，（ 4）：66-68.