同心式两层汽驱工艺技术

摘 要：稠油油藏开采进入中后期，为了进一步提高原油采收率，需要进行多种新工艺、新技术的现场推广应用。为了适应新形势的需求，辽河油田钻采工艺研究院针对当前开发中应用的蒸汽驱分层注汽、SAGD等新技术自主研制了同心汽驱工艺技术。该技术的研制成功为提高油田采收率提供了技术保障。

关键词：蒸汽驱 同心管 分层注汽

一、引言

我们研制了同心式两层汽驱工艺技术，实现了地面可控调整注汽量，同时不需要投捞作业，操作简单且节约成本，为提高油田采收率提供了技术保障

二、辽河油田稠油开发现状

辽河油田的稠油资源十分丰富，是我国最大的稠油生产基地，年产稠油600多万吨。注蒸汽开采一直是辽河稠油生产的主体工艺。随着吞吐轮次的增加，高低渗透层、新老层之间矛盾日渐突出，主要表现在产油量下降、含水上升，油汽比下降幅度较大。1992年针对上述问题进行了分层注汽工艺技术研究，多年来相继取得了多项研究成果，在现场应用中取得了较好的增产效果。但随着现场应用的进一步扩大，对分层注汽的实施效果提出了更高的要求，同时在现场应用过程中逐渐发现了一些新问题，油井及油藏的现状也越来越复杂。因此，需要不断研发新的工艺技术，使分层注汽技术更加完善，实现分层注汽效果的最优化。

三、辽河油田蒸汽驱技术现状

蒸汽驱是稠油油藏开采中后期进一步提高原油采收率的重要手段。对于多层稠油油藏，由于各层物性存在差异，以及初期开采过程中的合注合采，常规蒸汽驱的笼统注汽将加剧蒸汽超覆和单层突进，无法使稠油油藏得到均衡动用，成为影响蒸汽驱开采效果的主要问题。为进一步提高稠油油藏的最终采收率，2004年开展了分层蒸汽驱工艺技术的研究，根据各层段物性特点及动用程度，实现不同层段的分层汽驱，从而进一步提高层状油藏的纵向动用程度，提高汽驱效果和油藏采收率。

分层蒸汽驱工艺技术是提高多层稠油油藏的均衡动用程度和蒸汽驱开采效果的重要手段。

辽河油田利用蒸汽驱、SAGD、水平井注汽技术开发油田刚刚起步，相应的地面蒸汽分配系统、井口控制装置、井下工艺管柱等配套技术不够完善，仍有许多实际问题需要研究解决。

四、同心式两层汽驱工艺技术

1.研发过程

针对原有管柱在新工艺，新技术应用中所存在的问题，我们在同心汽驱工艺技术研制过程中，首先进行理论研究计算，其次对管柱结构进行了优选，第三和生产实际相结合，对配套工具进行了优化设计。使之既能够满足新工艺新技术的特殊要求，又能够满足现场常规作业要求，做到操作简单，安全实用。我们在该管柱的研制过程中，还从新工艺新技术的整体出发，为了减少重复施工的费用，实现分层注汽，在同心汽驱工艺管柱应用的同时研制了蒸汽驱同心注汽井口装置，能够实现注汽量的地面可控动态调整。该方法更适用于储层条件比较复杂的Ⅱ、Ⅲ类稠油油藏的蒸汽驱开采，为蒸汽驱开发方式提供了更多的应用手段。

2.项目概述

该工艺采用的技术方案是：同心式分层注汽及注汽工艺管柱，它由井口部分、蒸汽分配部分和管柱部分组成。井口部分采用同心管注汽井口，双管四通的双流道互不干扰，在井口处不采用任何密封件就使双流道有效的分割开。蒸汽分配部分主要是由等干度分配装置构成，该装置能将锅炉过来蒸汽调整为两股蒸汽，分注至井内。管柱部分主要由内注汽管和外注汽管组成，将现有工具与新研发的密封工具优化组合，配出最适合施工井的管柱组合方案。

该工艺使配汽更加直观、准确，操作灵活，节约成本。在操作上，内外管双流道互不干扰，在地面直观调节注气量。该方法不需要配套投捞技术，避免了由于隔热管、油管长期受热发生变形，导致投捞遇阻的问题。

3.技术难点

为使地面调控更加准确，要求井口四通的设计合理、巧妙，同时又能保证密封可靠、长效；单闸板闸阀对耐温耐压耐腐蚀的要求更加严格。我们运用有限元计算方法，对井下工具及井口各部件进行了强度校核。依据机械理论优化井下工具结构，能够实现双流道注汽，并可实现地面时时控制各层注汽量。

我们通过研究计算同心分层注汽技术关于井筒的温度、压力、干度、受力等重要参数，这些重要参数的录取与计算直接关系着项目的科学性和完整性，也是技术完善和升级的可靠基础及依据。研究包括井筒内导热规律研究、管柱内外压力变化规律研究、井筒温度压力变化计算程序开发研究、同心分层注汽管柱受力分析、井筒内压力温度分布预测及影响因素研究、井筒结垢机理的研究等。

4.与同类技术的比较分析

辽河油田稠油开发经历了蒸汽吞吐、SAGD、水平井等多种开发手段，目前随着可采储量的逐年递减，转换开发方式已经是辽河油田增产稳产的可靠途径之一。2006年，辽河油田在欢采齐40块进行了蒸汽驱工业化试验，取得了显著的效果，受到欢迎和好评。但是，针对特殊区块也暴露了一些问题。其中一个主要问题就是该技术受管柱受热变形和蒸汽结垢的影响，导致地面调配注汽量显得尤其困难。同时，地面投捞也成为该技术的一个瓶颈问题。

本技术就是针对以上问题，设计一种全新的工艺注汽管柱，实现了地面可控动态调整注汽量，同时不需要投捞作业，操作简单且节约成本。为提高油田采收率提供了技术保障。

国外一般在浅层200-300m油层采用平行管注汽。这种注汽方式的缺点是热损失过大，对于辽河油田的中深层稠油开采没有借鉴意义。

5. 推广应用空间

随着蒸汽驱在稠油开发中所占比重的增加，同心汽驱工艺技术具有技术新颖、结构独特、施工简便、地面可调等优势，将在蒸汽驱为辽河油田千万吨稳产计划中发挥举足轻重的作用，为蒸汽驱的成功应用提供技术保障。该技术具有广阔的推广应用空间

五、结束语

分层汽驱同心式注汽方法解决了随时调整各层注汽量的问题，其配套工具能够解决层间管柱及内外管之间热补偿的问题。该技术成熟可靠、施工成功率高、现场操作简单，具有一定的技术优势。

参考文献：

[1]张方礼，赵洪岩等. 辽河油田稠油注蒸汽开发技术，3-4，108-109

[2]姜伟. 加拿大稠油开发技术现状及我国渤海稠油开发新技术应用思考[J].中国海上油气，2006，（2）：123-125