稠油热采均衡注汽调节装置的推广应用

引言

自1992年起，胜利油田开始利用水平井提高热采效果，至2012年稠油水平井达到1600多口，控制稠油储量1亿多吨，成为稠油油藏热采挖潜及产能建设的主要技术。理论和实践表明，受油层的非均质性及水平井段的影响，采用常规的注汽工艺（注汽管柱只有一个出汽点），水平井吸汽井段短（只有50米左右），造成水平段吸汽不均，受效井段短，利用率低，导致热采水平井储量动用率低、采收率低，严重影响热采效果。

以稠油热采均衡注汽调节装置为核心的水平井均匀注汽工艺技术，配套热采水平井均匀注汽优化设计技术，改善了长水平段非均质油层的等效注汽能力和油层的吸汽剖面，提高了油层的动用程度，大大提高了采收率，在胜利油田各类稠油油藏的热采水平井进行了试验和应用，效果显著。

1、工作原理

稠油热采均衡注汽调节装置由分水管总成和蒸汽自动分配调节器组成，分水管总成为桥式双管双通结构，其内管与外管间形成与油管的流体通道，内管与护套间构成与套管的流体通道，蒸汽调节器安装于内管中，采用节流原理，当地层吸汽能力大时，蒸汽流量大，蒸汽调节器处产生的节流压差就大，使蒸汽调节器的出口变小，蒸汽流量也随之变小，反之，节流压差小，蒸汽出口保持较大状态，蒸汽流量也随之变大。

以此装置为长水平段多点进行配汽，使得不同部位的蒸汽均衡供给，实现多点均衡注汽，从而使通过每个均衡注汽调节装置进入油层的蒸汽流量相对均衡，并且不受注汽压力等参数的影响，可应用于各种注汽参数和油层状况。结合水平井长水平段油藏非均质性的油藏条件，结合井底注汽压力与各非均质段油层注汽压差，在定量分析注汽管柱内汽、液两相流压降和干度变化规律的基础上，对水平井注汽管柱设计参数进行了仿真分析，实现水平段流量均匀分布。水平井均匀注汽工艺管柱，主要有隔热油管、井下补偿器、热敏封隔器、配注器等组成，利用配注器来进行注汽分配，使高渗透带和低渗透带的质量流速平衡分配，达到均匀注汽的目的。

现场应用时根据油井水平段的长度及储层的物性，优化设计均衡注汽调节装置的个数和位置，根据配注器的参数和功能，在不同位置安装不同数量的的配注器，以达到均匀配注；最后对整个管柱结构设计，以保证安全高效注汽，从而有效地调节油层的注汽剖面，达到均匀注汽的目的，提高热采水平井的开采效果。

2、技术功能

（1）水平井动用井段大幅增加，单井采收率显著提高

目前热采水平井水平井段平均在250m左右，经过测试，普通注汽管柱（单点注汽管柱）蒸汽加热井段只有50m-80m（草20-P5测试表明，蒸汽吞吐5周期后，水平段只有前50m得到有效动用），水平井段利用率30%左右。而采用均匀注汽技术的水平井，使非均质地层的吸气量趋于平衡，水平井井段动用达到70%以上，蒸汽驱油能力、采油能力、采收率大幅提高，改善了以往稠油油藏水平井控制储量高，而采出程度低的状况。

（2）提高蒸汽利用率，减少能源浪费

使用本技术后蒸汽注入分配更加合理，大幅提高蒸汽利用率及稠油热采蒸汽驱油效果，在达到同样开采效果条件下，可大幅度减少产生蒸汽所需的能源。

（3）减少汽窜发生，延长了油井产油周期

目前稠油油藏50%以上是具有边底水的油藏，水平井注汽不均匀时，注汽量大的油层部位由于吸汽多，极易发生汽窜，导致油井产量下降甚至报废，而本技术使热采水平井的注汽剖面更加均匀，从而避免了注汽水平井可能产生的汽窜现象，延长了油井产油周期。

（4）适应性大，应用范围广

稠油热采均衡注汽调节装置应用范围较广，不仅适应于水平井，也可适用于斜井和厚层稠油井，尤其在非均质地层的水平井蒸汽驱中的均衡配汽作用，开发效果显著。

3、推广应用

以稠油热采均衡注汽调节装置为核心的热采水平井均匀注汽技术的实施对改善稠油水平井井段的吸汽剖面，提高井段利用率和动用程度提供了技术支撑，并促进了一系列均匀注汽配套技术的进步。 该技术在胜利油田孤东、孤岛、河口、滨南、新春等多个采油厂进行了推广应用。胜利油区平均单井周期增油近300吨，累计增油46.6万吨，平均单井日产液量上升30.91%，日产油上升22%，含水下降8%，取得了良好的实施效果，并降低了蒸汽分配不均对油层造成的损害，保护了油藏资源。

本技术的推广应用，使热采水平井均匀注汽工艺技术在不同油藏条件下都具有一定的适应性，可以对油层厚度大于5m特超稠油油藏、超稠油油藏、薄层边底水稠油油藏、敏感性稠油油藏等各个稠油油藏进行开采，由于该项技术具有广泛的适用性，使得水平井均匀注汽工艺技术可以应用于各个稠油油藏，并且有效地控制了高渗透层的注汽强度，避免高渗透层单层突进，降低了储层非均质性的影响，水平井的注汽剖面更加均匀，从而大幅降低了汽窜发生的几率，一定程度上防止了汽窜导致的生产周期过早结束，从而延长了生产周期。

该技术促进了水平井均匀注汽工艺技术的规模化实施，从而使稠油热采的注汽方式由粗放、低效、高能耗的笼统注汽方式转向精细、高效、低能耗的均匀注汽方式，实现了油田稠油热采关键支撑技术的革命。该技术促进了一系列均匀注汽工艺技术的研发和形成，并促使注汽工艺管柱、热采水平井测试仪器等产品由笼统注汽向均匀注汽的升级换代，解决了均匀注汽过程中的蒸汽分配、跟踪监测、控制调节等突出问题，对解决本领域注汽调剖、提高开采效率等关键性、重要性技术问题起到决定性作用。

该技术为中石化十大科技成就“胜利油田稠油高效开采配套技术”及胜利油田分公司重点技术推广项目“热采水平井均匀注汽工艺技术”中的一项关键技术，在此基础上，研发配套了水平井均匀配汽器、水平井均匀注汽沉砂器、水平井均匀注汽泄油器、分层注汽封隔器、无套压高效隔热注汽管柱、注汽分支井蒸汽分配计量调节装置等设备，形成了以稠油热采均衡注汽调节技术为主体的热采水平井均匀注汽整体工艺技术。围绕着该技术的实施，共获得1项发明专利和15项实用新型专利的授权，目前已成为稠油热采水平井注汽的主导工艺。

4、结束语

稠油热采均衡注汽调节装置有效地解决了水平井段动用程度低的难题，最大限度地提高了原油产量，油井增油效果明显。目前，该技术及一系列均匀注汽配套技术已成为油田开发增产稳产、节能降耗的关键技术之一。

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