关于稠油热采水平井均衡注汽技术的分析

　　摘要：目前国内稠油水平井双管注汽工艺对开发效果的影响明显，如果单管均衡注汽工艺技术能成功实施，就能实现一趟管柱完成注汽、采油提供技术，为后期水平井开发缩小套管尺寸，节约投资、降本增效提供理论依据。

　　关键词：稠油热采,水平井均衡注汽技术

　　为了提高热采水平井的动用程度，国内外已开展了相应的研究和试验，主要以辽河和新疆油田的为主，从现场实践看，双管注汽工艺也仅有两个出汽点，无法保证全井段均衡吸汽和生产。为了改善水平段吸汽能力，提高水平段动用程度，有必要开展稠油热采水平井均衡注汽工艺技术研究：

　　(1)通过浅层稠油水平井目前注汽工艺技术现状分析，研究水平井水平段吸汽能力状况，总结出目前注汽工艺影响注汽效果的主要因素。

　　(2)针对水平井蒸汽吞吐阶段，水平段吸汽过程中存在的问题，研究使用自调节式蒸汽配注器工艺，实现水平段多点均衡配汽，改善水平段开发效果。

　　一、关键技术

　　1.两点式注汽工艺水平段吸汽状况分析

　　目前浅层稠油热采水平井主要采用主、副同注方式进行吞吐注汽，主管光油管注汽时注汽通道一般距悬挂器20m左右，距A点50m左右，主管带泵注汽时一般距悬挂器35m左右，距A点65m左右，副管位置一般距B点(井底)20m左右。

　　(水平井水平段蒸汽运移方向示意图)

　　1.1水平段蒸汽运移状态分析注汽前水平段处于同一地层压力系统，A、B两点压力相同。当蒸汽从主管注汽孔出来，蒸汽沿环空向下推进，进入水平段A点处，从A点通过筛管进入油层的蒸汽因B点处副管蒸汽压力存在，沿油层向两端扩散，同样B点处蒸汽从注汽孔出来后也向两端扩散，只是由于副管注汽通道过流面积小，管线长，管线沿程压力损失大，B点附近蒸汽带面积小，注汽干度低，蒸汽携带的热焓较少。而水平井中部筛管及地层中由于油水混合物的存在，因为液体不可压缩性，蒸汽无法驱替水平段中部存在的油水混合物，水平段中部只是依靠副管热传导作用来加热筛管和地层的液体。

　　1.2水平段热量分布状态分析A点蒸汽来自主管注汽通道，B点蒸汽来自副管注汽通道，经计算，A、B两点过流面积比为2.28∶1，说明A点处地层注入的蒸汽量至少是B点处的2倍以上。B点蒸汽通过副管注入，随着蒸汽不断被油层吸收，给油层传递热量，沿着水平段的蒸汽质量流量越来越小，蒸汽的干度也在逐渐变化。蒸汽的压力、速度、热量、干度会在沿水平段注入的过程中越来越小。因此B点处蒸汽携带的热焓比A点处蒸汽携带的热焓少，B点处被加热的原油体积较A点处也较小;而水平井中部筛管及地层中由于油水混合物的存在，只是依靠副管热传导作用来加热筛管和地层的液体，故水平段中部区域原油被加热体积最小。水平段热量分布在剖面上形成了A点处大，B点处小，水平段中部为前大后小细长状“非对称哑铃型”热量分布形态。

　　1.3水平段产出液流动状态分析水平段A点附近筛管内压力小于A点蒸汽加热带压力，随着加热区液体采出，未加热地带高压区油流流向低压区，由于水平段存在摩擦阻力，当水平段中部被高压低温流体占据，摩阻增大，对于超稠油来说，当温度降到拐点以下，启动压力急剧增加，造成B点处压力最高。

　　1.4　水平段剩余热量分布状态分析水平段B点处封存高热量流体无法采出，水平段生产能力不能完全发挥，蒸汽的有效热利用率较低，造成浅层稠油水平井开发效果差。对生产末期水平井进行井温测试，测试结果表明：B点附近大量的热量聚集，造成超稠油水平井即使注入大量蒸汽，但生产效果依然较差。

　　综上所述，两点式注汽方式影响水平段吸汽不均、水平段动用程度差的主要因素有：

　　(1)两点式注汽方式蒸汽无法到达水平段中部，造成水平段中部动用程度差;

　　(2)由于水平段各部热焓不同，加热面积也不同，产出液量也不同，造成A点动用程度最高，B点次之，水平段中部最差;超稠油因存在启动压力，造成B点封存大量的热，严重影响超稠油水平井开发效果。

　　2.蒸汽分配调节器结构

　　蒸汽分配调节器主要由调节活塞、弹簧、锥形管和分配管等组成。

　　自调节蒸汽分配调节器通过配汽器两端蒸汽的压差调整调节阀的开启程度。当蒸汽通过调节活塞时，在节流活塞处产生一个压差，这个压力差对活塞产生的作用力压缩弹簧并在锥形管中移动，蒸汽的过流面积发生变化。

　　当节流压差产生的力与弹簧力相等时，系统处于稳定状态;在地层吸汽能力强的井段，通过活塞的蒸汽流量大，产生的压差也大，弹簧被压缩，配汽器开启程度减少;蒸汽的过流面积减小，配汽器开启程度增大，蒸汽流量随之减小。这样多个蒸汽分配调节器，按一定的间隔下在水平段内，实现水平段均衡配汽。

　　3.水平井均衡配汽工艺

　　根据配汽器分布设计，结合目前水平井管柱结构，水平井均衡注汽配汽管柱按配注器+油管组合方式构成。配汽器接在副管上，注汽时从副管注入，以保证在水平段沿长度方向，按流量分配均衡原则设计，配注器过流面积分级变化。在注汽过程中，蒸汽由副管进入水平注汽管柱，然后通过配注器的泄流孔进入筛管环空内。

　　二、技术先进性对比

　　水平井均衡配汽工艺技术具有以下先进性：

　　(1)在国内外水平井加热分析模型基础上，创新性引入水平段中部液体存在的影响，初步建立符合现场情况的浅层稠油水平井两点式注汽模式下的水平段吸汽能力模型。

　　(2)水平段多点均衡配汽工艺技术工艺管柱结构较简单，配汽结构可随时进行调整位置，自调节配汽器通过配汽器两端蒸汽的压差调整调节阀的开启程度，初步解决了水平井水平段中部无法有效动用问题。

　　三、结论

　　目前水平井均衡注汽工艺尚不完善，其配汽器结构和下入位置还需进一步改进。水平井两点式注汽方式因其水平段中部无法被蒸汽加热，这是导致水平段动用不均主要原因。本文作者结合目前国内稠油水平井吸汽能力分析模型，定性分析了目前注汽工艺影响开发效果的主要因素，建立了符合现场实际的两点式注汽水平段加热分析模型;研究使用自调节蒸汽配注器，实现水平井水平段多点均衡配汽，改善了水平段动用程度，提高了水平井开发效果。

　　参考文献：

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《关于稠油热采水平井均衡注汽技术的分析》

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