同心式兩層汽驅(qū)工藝技術(shù)

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1、同心式兩層汽驅(qū)工藝技術(shù) 同心式兩層汽驅(qū)工藝技術(shù) 摘 要：稠油油藏開采進(jìn)入中后期，為了進(jìn)一步提高原油采收率，需要進(jìn)行多種新工藝、新技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用。為了適應(yīng)新形勢(shì)的需求，遼河油田鉆采工藝研究院針對(duì)當(dāng)前開發(fā)中應(yīng)用的蒸汽驅(qū)分層注汽、SAGD等新技術(shù)自主研制了同心汽驅(qū)工藝技術(shù)。該技術(shù)的研制成功為提高油田采收率提供了技術(shù)保障。 關(guān)鍵詞：蒸汽驅(qū) 同心管 分層注汽 一、引言 我們研制了同心式兩層汽驅(qū)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地面可控調(diào)整注汽量，同時(shí)不需要投撈作業(yè)，操作簡(jiǎn)單且節(jié)約成本，為提高油田采收率提供了技術(shù)保障 二、遼河油田稠油開發(fā)現(xiàn)

2、狀 遼河油田的稠油資源十分豐富，是我國(guó)最大的稠油生產(chǎn)基地，年產(chǎn)稠油600多萬(wàn)噸。注蒸汽開采一直是遼河稠油生產(chǎn)的主體工藝。隨著吞吐輪次的增加，高低滲透層、新老層之間矛盾日漸突出，主要表現(xiàn)在產(chǎn)油量下降、含水上升，油汽比下降幅度較大。1992年針對(duì)上述問題進(jìn)行了分層注汽工藝技術(shù)研究，多年來相繼取得了多項(xiàng)研究成果，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中取得了較好的增產(chǎn)效果。但隨著現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)分層注汽的實(shí)施效果提出了更高的要求，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程中逐漸發(fā)現(xiàn)了一些新問題，油井及油藏的現(xiàn)狀也越來越復(fù)雜。因此，需要不斷研發(fā)新的工藝技術(shù)，使分層注汽技術(shù)更加完善，實(shí)現(xiàn)分層注汽效果的最優(yōu)化。 三、遼河油田蒸汽驅(qū)技

3、術(shù)現(xiàn)狀 蒸汽驅(qū)是稠油油藏開采中后期進(jìn)一步提高原油采收率的重要手段。對(duì)于多層稠油油藏，由于各層物性存在差異，以及初期開采過程中的合注合采，常規(guī)蒸汽驅(qū)的籠統(tǒng)注汽將加劇蒸汽超覆和單層突進(jìn)，無法使稠油油藏得到均衡動(dòng)用，成為影響蒸汽驅(qū)開采效果的主要問題。為進(jìn)一步提高稠油油藏的最終采收率，2004年開展了分層蒸汽驅(qū)工藝技術(shù)的研究，根據(jù)各層段物性特點(diǎn)及動(dòng)用程度，實(shí)現(xiàn)不同層段的分層汽驅(qū)，從而進(jìn)一步提高層狀油藏的縱向動(dòng)用程度，提高汽驅(qū)效果和油藏采收率。 分層蒸汽驅(qū)工藝技術(shù)是提高多層稠油油藏的均衡動(dòng)用程度和蒸汽驅(qū)開采效果的重要手段。 遼河油田利用蒸汽驅(qū)、SAGD、水平井注汽技術(shù)開發(fā)油田剛剛

4、起步，相應(yīng)的地面蒸汽分配系統(tǒng)、井口控制裝置、井下工藝管柱等配套技術(shù)不夠完善，仍有許多實(shí)際問題需要研究解決。 四、同心式兩層汽驅(qū)工藝技術(shù) 1.研發(fā)過程 針對(duì)原有管柱在新工藝，新技術(shù)應(yīng)用中所存在的問題，我們?cè)谕钠?qū)工藝技術(shù)研制過程中，首先進(jìn)行理論研究計(jì)算，其次對(duì)管柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)選，第三和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，對(duì)配套工具進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。使之既能夠滿足新工藝新技術(shù)的特殊要求，又能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)作業(yè)要求，做到操作簡(jiǎn)單，安全實(shí)用。我們?cè)谠摴苤难兄七^程中，還從新工藝新技術(shù)的整體出發(fā)，為了減少重復(fù)施工的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)分層注汽，在同心汽驅(qū)工藝管柱應(yīng)用的同時(shí)研制了蒸汽驅(qū)同心注汽井口裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)

5、注汽量的地面可控動(dòng)態(tài)調(diào)整。該方法更適用于儲(chǔ)層條件比較復(fù)雜的Ⅱ、Ⅲ類稠油油藏的蒸汽驅(qū)開采，為蒸汽驅(qū)開發(fā)方式提供了更多的應(yīng)用手段。 2.項(xiàng)目概述 該工藝采用的技術(shù)方案是：同心式分層注汽及注汽工藝管柱，它由井口部分、蒸汽分配部分和管柱部分組成。井口部分采用同心管注汽井口，雙管四通的雙流道互不干擾，在井口處不采用任何密封件就使雙流道有效的分割開。蒸汽分配部分主要是由等干度分配裝置構(gòu)成，該裝置能將鍋爐過來蒸汽調(diào)整為兩股蒸汽，分注至井內(nèi)。管柱部分主要由內(nèi)注汽管和外注汽管組成，將現(xiàn)有工具與新研發(fā)的密封工具優(yōu)化組合，配出最適合施工井的管柱組合方案。 該工藝使配汽更加直觀、準(zhǔn)確，操作靈活

6、，節(jié)約成本。在操作上，內(nèi)外管雙流道互不干擾，在地面直觀調(diào)節(jié)注氣量。該方法不需要配套投撈技術(shù)，避免了由于隔熱管、油管長(zhǎng)期受熱發(fā)生變形，導(dǎo)致投撈遇阻的問題。 3.技術(shù)難點(diǎn) 為使地面調(diào)控更加準(zhǔn)確，要求井口四通的設(shè)計(jì)合理、巧妙，同時(shí)又能保證密封可靠、長(zhǎng)效；單閘板閘閥對(duì)耐溫耐壓耐腐蝕的要求更加嚴(yán)格。我們運(yùn)用有限元計(jì)算方法，對(duì)井下工具及井口各部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。依據(jù)機(jī)械理論優(yōu)化井下工具結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙流道注汽，并可實(shí)現(xiàn)地面時(shí)時(shí)控制各層注汽量。 我們通過研究計(jì)算同心分層注汽技術(shù)關(guān)于井筒的溫度、壓力、干度、受力等重要參數(shù)，這些重要參數(shù)的錄取與計(jì)算直接關(guān)系著項(xiàng)目的科學(xué)性和完整性，也是技術(shù)

7、完善和升級(jí)的可靠基礎(chǔ)及依據(jù)。研究包括井筒內(nèi)導(dǎo)熱規(guī)律研究、管柱內(nèi)外壓力變化規(guī)律研究、井筒溫度壓力變化計(jì)算程序開發(fā)研究、同心分層注汽管柱受力分析、井筒內(nèi)壓力溫度分布預(yù)測(cè)及影響因素研究、井筒結(jié)垢機(jī)理的研究等。 4.與同類技術(shù)的比較分析 遼河油田稠油開發(fā)經(jīng)歷了蒸汽吞吐、SAGD、水平井等多種開發(fā)手段，目前隨著可采儲(chǔ)量的逐年遞減，轉(zhuǎn)換開發(fā)方式已經(jīng)是遼河油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的可靠途徑之一。2006年，遼河油田在歡采齊40塊進(jìn)行了蒸汽驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)，取得了顯著的效果，受到歡迎和好評(píng)。但是，針對(duì)特殊區(qū)塊也暴露了一些問題。其中一個(gè)主要問題就是該技術(shù)受管柱受熱變形和蒸汽結(jié)垢的影響，導(dǎo)致地面調(diào)配注汽量顯得尤其

8、困難。同時(shí)，地面投撈也成為該技術(shù)的一個(gè)瓶頸問題。 本技術(shù)就是針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)一種全新的工藝注汽管柱，實(shí)現(xiàn)了地面可控動(dòng)態(tài)調(diào)整注汽量，同時(shí)不需要投撈作業(yè)，操作簡(jiǎn)單且節(jié)約成本。為提高油田采收率提供了技術(shù)保障。 國(guó)外一般在淺層200-300m油層采用平行管注汽。這種注汽方式的缺點(diǎn)是熱損失過大，對(duì)于遼河油田的中深層稠油開采沒有借鑒意義。 5. 推廣應(yīng)用空間 隨著蒸汽驅(qū)在稠油開發(fā)中所占比重的增加，同心汽驅(qū)工藝技術(shù)具有技術(shù)新穎、結(jié)構(gòu)獨(dú)特、施工簡(jiǎn)便、地面可調(diào)等優(yōu)勢(shì)，將在蒸汽驅(qū)為遼河油田千萬(wàn)噸穩(wěn)產(chǎn)計(jì)劃中發(fā)揮舉足輕重的作用，為蒸汽驅(qū)的成功應(yīng)用提供技術(shù)保障。該技術(shù)具有廣闊的推廣應(yīng)用空間 五、結(jié)束語(yǔ) 分層汽驅(qū)同心式注汽方法解決了隨時(shí)調(diào)整各層注汽量的問題，其配套工具能夠解決層間管柱及內(nèi)外管之間熱補(bǔ)償?shù)膯栴}。該技術(shù)成熟可靠、施工成功率高、現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 參考文獻(xiàn)： 【1】張方禮，趙洪巖等. 遼河油田稠油注蒸汽開發(fā)技術(shù)，3-4，108-109 【2】姜偉. 加拿大稠油開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及我國(guó)渤海稠油開發(fā)新技術(shù)應(yīng)用思考[J].中國(guó)海上油氣，2006，（2）：123-125