張孝燕（中國(guó)石油遼河油田分公司特種油開發(fā)公司）

1 地質(zhì)概況

D 塊構(gòu)造位于遼河坳陷西部凹陷西斜坡的中段[1]，整體上是一長(zhǎng)條狀單斜構(gòu)造。超稠油油藏埋深為550～1 150 m，儲(chǔ)層物性較好，原油具有密度大、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量高、含蠟量低的特點(diǎn)，地面脫氣原油黏度超過(guò)5×104mPa·s，常溫下不易流動(dòng)；但超稠油熱敏性強(qiáng)，在溫度高于80 ℃時(shí)即可流動(dòng)[2]。其中，X 組油層和G 組油層屬于厚層塊狀油藏，油層相對(duì)集中。目前，D塊研究區(qū)域超稠油探明含油面積為6.76 km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為6 735×104t。

2 開發(fā)歷程

D塊超稠油油藏從1997年投入開發(fā)，采用70 m井網(wǎng)、直井蒸汽吞吐方式進(jìn)行開采，隨著吞吐周期的不斷增加，周期效果變差，油汽比降低，噸油成本上升，直井蒸汽吞吐采收率低[3]。2003 年在D 塊直井井間加密部署水平井，并開展了直井與水平井組合的蒸汽輔助重力泄油（SAGD）先導(dǎo)試驗(yàn)，取得了成功。SAGD 是指往注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆在油層中形成蒸汽腔，向上及側(cè)面擴(kuò)展與油層發(fā)生熱交換和傳遞，使原油黏度降低，蒸汽冷凝水等流體向下流動(dòng)，重力泄油，油從水平生產(chǎn)井中采出[4]。2007 年開始工業(yè)化推廣SAGD 采油技術(shù)，截至目前，SAGD 一期工程建設(shè)已完成。

3 超稠油動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)介紹

3.1 光纖測(cè)井溫技術(shù)

光纖測(cè)井溫技術(shù)是SAGD 開發(fā)以來(lái)最常用的監(jiān)測(cè)手段之一，采用光纖空心抽油桿管外預(yù)埋測(cè)溫、管內(nèi)分層測(cè)壓對(duì)同一口觀察井進(jìn)行溫度壓力一體化監(jiān)測(cè)[5]。主要是通過(guò)對(duì)井下溫度、壓力的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，來(lái)判斷蒸汽腔縱向上的擴(kuò)展高度，了解汽腔平面上的擴(kuò)展方向。這需要在研究區(qū)域部署或征用原有油井作觀察井使用，并且觀察井的完井設(shè)計(jì)需采用外徑為139.7 mm 的套管、套管外部掛外徑為40 mm 的空心桿進(jìn)行完井[6]，需要全井段固井。根據(jù)方案設(shè)計(jì)，在研究區(qū)域形成了一套必要的觀察井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為多口SAGD 水平井組順利轉(zhuǎn)驅(qū)、為SAGD 先導(dǎo)試驗(yàn)的成功、為SAGD 工業(yè)化推廣貢獻(xiàn)了極大的數(shù)據(jù)力量。光纖測(cè)溫技術(shù)是目前使用時(shí)間最長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最為準(zhǔn)確的技術(shù)之一。

3.2 高溫長(zhǎng)效電子壓力計(jì)測(cè)試

高溫長(zhǎng)效電子壓力計(jì)測(cè)試是指在油井注入蒸汽轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)開始后、高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行的井底溫度、壓力測(cè)試。測(cè)試儀器隨抽油泵下入井筒內(nèi)，在油井正常生產(chǎn)時(shí)對(duì)井下溫度、壓力進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)[7]，了解一段時(shí)間內(nèi)井下參數(shù)變化情況。其缺點(diǎn)是，隨著研究區(qū)域溫場(chǎng)逐漸形成，井下溫度過(guò)高，容易造成儀器損壞。

3.3 水平井溫壓剖面測(cè)試

通過(guò)水平井溫度壓力監(jiān)測(cè)儀采取拖動(dòng)油管的方法，利用特殊導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，定點(diǎn)或連續(xù)監(jiān)測(cè)水平井全井段溫度壓力剖面。測(cè)試中，需要連續(xù)準(zhǔn)確記錄作業(yè)過(guò)程以及溫度壓力變化情況，并通過(guò)壓力變化辨別現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況及測(cè)試位置，要求數(shù)據(jù)采集機(jī)芯在較小空間實(shí)現(xiàn)更大的存儲(chǔ)容量，滿足全程大密度測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要[8]。水平井溫壓剖面測(cè)試有效地解決了稠油水平井監(jiān)測(cè)難題，并實(shí)現(xiàn)了規(guī)模應(yīng)用。

3.4 多點(diǎn)溫壓遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)

多點(diǎn)溫壓遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)主要用于研究區(qū)域SAGD 水平井監(jiān)測(cè)，是將毛細(xì)管測(cè)壓和熱電偶測(cè)溫整合在一起，結(jié)合連續(xù)油管測(cè)試的工藝技術(shù)[9]。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了SAGD生產(chǎn)井多點(diǎn)溫度和壓力監(jiān)測(cè)，可準(zhǔn)確了解蒸汽腔是否形成，判斷汽腔擴(kuò)展情況，科學(xué)指導(dǎo)SAGD 注汽井井點(diǎn)調(diào)整，實(shí)施有效輪換注汽，合理制定SAGD水平井生產(chǎn)參數(shù)，防止閃蒸現(xiàn)象發(fā)生，保證其穩(wěn)定生產(chǎn)。

3.5 時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)

時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)是SAGD 開發(fā)中一種新型的監(jiān)測(cè)技術(shù)，它是對(duì)地球重力場(chǎng)空間和時(shí)間變化的測(cè)量，是一種定期地重復(fù)測(cè)量。在油氣生產(chǎn)過(guò)程中，局部重力場(chǎng)由于地下物質(zhì)的重新分布而產(chǎn)生變化，通過(guò)測(cè)量對(duì)儲(chǔ)層內(nèi)物質(zhì)運(yùn)移過(guò)程進(jìn)行定量描述[10]，將該項(xiàng)技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，分析蒸汽腔擴(kuò)展變化。

4 SAGD動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

4.1 利用水平井溫壓剖面測(cè)試，判斷水平井與周圍直井是否形成熱連通

由監(jiān)測(cè)資料可知，先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)4 口水平井D-X43、X44、X45 及X46 試驗(yàn)前地層溫度在44～52 ℃，不滿足轉(zhuǎn)SAGD條件；因此，必須進(jìn)行吞吐預(yù)熱，才能達(dá)到轉(zhuǎn)SAGD條件。經(jīng)過(guò)幾輪的吞吐預(yù)熱，X45、X46 井組的平均井溫已達(dá)到142.6 ℃、114.3 ℃，與周圍直井具有良好的連通性，井間形成熱連通達(dá)到轉(zhuǎn)SAGD要求，于2006年先后轉(zhuǎn)入SAGD開發(fā)。

4.2 利用光纖測(cè)井溫技術(shù)分析蒸汽腔擴(kuò)展范圍

自研究區(qū)域?qū)嵤㏒AGD 以來(lái)，對(duì)觀察井實(shí)施定期光纖測(cè)溫是行之有效的監(jiān)測(cè)手段之一。通過(guò)對(duì)多口觀察井長(zhǎng)期以來(lái)的溫度、壓力監(jiān)測(cè)，由此判斷蒸汽腔上升的速度、高度及其擴(kuò)展范圍，并根據(jù)蒸汽腔實(shí)時(shí)情況調(diào)整注汽井點(diǎn)及配注量[11]。在早期的SAGD 動(dòng)態(tài)調(diào)整中，指導(dǎo)了大量的輪換注汽次數(shù)，調(diào)整了多次的單井配注次數(shù)，年調(diào)整注汽次數(shù)約50 次，調(diào)整注汽井點(diǎn)、注汽量約240井次以上。

由G 組觀察井光纖測(cè)溫懸空突破及調(diào)整曲線（圖1）結(jié)果判斷出，該區(qū)域蒸汽腔已形成，監(jiān)測(cè)井點(diǎn)最高溫度達(dá)到250 ℃左右，已經(jīng)超過(guò)飽和溫度。由圖1 可知，溫度擴(kuò)展高度在635～640 m，高度比較小，判斷已經(jīng)形成蒸汽的懸空突破，懷疑蒸汽由試驗(yàn)區(qū)向外部大量外溢[12]。根據(jù)監(jiān)測(cè)及時(shí)降低配注量，變化效果比較明顯。該監(jiān)測(cè)井點(diǎn)最高溫度下降到230 ℃左右，擴(kuò)展高度在628～645 m，標(biāo)志著蒸汽腔體積增大。SAGD 生產(chǎn)井組經(jīng)過(guò)輪換注汽及配注量調(diào)整后，日產(chǎn)油量提高了50 t，油汽比上升0.1。

圖1 光纖測(cè)溫懸空突破及調(diào)整曲線

4.3 利用時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)分析蒸汽腔擴(kuò)展范圍

2009—2013 年，在監(jiān)測(cè)觀察井區(qū)域微重力異常變化共5 次，見圖2。區(qū)域內(nèi)時(shí)移微重力80%顯現(xiàn)為負(fù)異常，根據(jù)模型計(jì)算先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)微重力變化在-15 微伽左右[13]。結(jié)合觀察井監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析，汽腔上升高度與微重力監(jiān)測(cè)值結(jié)果相似。通過(guò)對(duì)時(shí)移微重力異常分析了解到，蒸汽腔擴(kuò)展不斷擴(kuò)大，但在研究區(qū)域仍存在剩余油富集區(qū)。該井區(qū)外側(cè)無(wú)SAGD注汽井，蒸汽腔不發(fā)育，為促進(jìn)蒸汽腔均衡擴(kuò)展，完善了注采井網(wǎng)，G 組SAGD 井區(qū)溫場(chǎng)等勢(shì)見圖3。加強(qiáng)注汽，提高泄油能力。研究區(qū)域內(nèi)增加調(diào)整注汽井點(diǎn)后，試驗(yàn)區(qū)4口水平井日產(chǎn)油量提高了136 t，含水率下降6%。

4.4 利用多點(diǎn)溫壓遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)調(diào)整生產(chǎn)動(dòng)態(tài)

2006 年3 月，SAGD 多點(diǎn)溫度壓力長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)，指導(dǎo)多口重點(diǎn)水平井成功轉(zhuǎn)驅(qū)。2015 年重點(diǎn)井G7 投產(chǎn)，井下多個(gè)點(diǎn)的溫度均高于飽和溫度。2016年決定對(duì)該井實(shí)施轉(zhuǎn)驅(qū)，通過(guò)多點(diǎn)井下監(jiān)測(cè)的提示，不斷調(diào)整注汽井的配注量[14]。經(jīng)過(guò)10 多次試轉(zhuǎn)之后，溫度變化終于趨于穩(wěn)定，不再是最初的急劇下降的趨勢(shì)，泵下的溫度曲線變化最為明顯，直觀地顯示了溫度動(dòng)態(tài)變化。948 m 和1 048 m 這兩個(gè)點(diǎn)的溫度由低溫時(shí)期的150 ℃、130 ℃上升到了近期的200 ℃、180 ℃，說(shuō)明附近油層段受蒸汽影響大，產(chǎn)液量大，流動(dòng)性好。為了加強(qiáng)其余油層段的動(dòng)用，根據(jù)井溫監(jiān)測(cè)，對(duì)該井實(shí)施了加大配注量、多點(diǎn)注汽等措施，目前該井日產(chǎn)油與第一次試轉(zhuǎn)對(duì)比增加了100 t。

圖2 觀察井區(qū)域微重力異常變化

圖3 G組SAGD井區(qū)溫場(chǎng)等勢(shì)

5 結(jié)論

1）隨著SAGD 工業(yè)化推廣，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)提高到一個(gè)全新的水平，多種監(jiān)測(cè)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，已經(jīng)成為SAGD科學(xué)動(dòng)態(tài)調(diào)控的趨勢(shì)。

2）油井進(jìn)入SAGD 開發(fā)階段，建立一套油藏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必不可少。采用光纖測(cè)井溫技術(shù)對(duì)觀察井溫度壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)表明，觀察井完鉆技術(shù)可推廣使用。

3）水平井溫壓剖面測(cè)試能較好地判斷直井與水平井間熱聯(lián)通情況，為生產(chǎn)井適時(shí)轉(zhuǎn)入SAGD提供依據(jù)。

4）隨著信息化的發(fā)展，多點(diǎn)溫度壓力監(jiān)測(cè)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)井井下壓力溫度情況，為調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)、防止閃蒸、合理控液提供依據(jù)。

5）時(shí)移微重力監(jiān)測(cè)技術(shù)能有效判斷蒸汽腔擴(kuò)展情況，為下步方向提供了重要依據(jù)。