温度及注入速度对蒸汽驱驱油效率影响的试验研究

杨兴超　何姝婷

摘 要：蒸汽驱技术是稠油油藏开采的关键技术，其开采效果的好坏受到蒸汽温度及注入速度等诸多因素的影响。利用一维管式模型，开展了不同温度、不同注入速度蒸汽驱油效率试验。分析了不同温度、不同注入速度蒸汽驱对驱油效率的影响，确定了最优蒸汽温度以及注汽速度，为现场实施及开发方案编制提供借鉴。试验结果表明：升高注入温度能够改善蒸汽驱的效果，温度越高驱油效率也越高，增幅先上升后下降并在250℃时出现峰值。注入速度对驱油效率影响明显，速度过高或过低都会使驱油效率较低。注入速度为3.5mL/min时，驱油效率有最大值，试验条件下，该注入速度为最优注入速度。

关键词：蒸汽驱;温度;注入速度;驱油效率;管式模型

D块油藏原油具有密度高、粘度高、含硫量低、胶质沥青质含量高、凝固点高等特點，为特稠-超稠油藏。该区块空隙类型以原生粒间孔为主，少量的粒间溶蚀孔，岩石孔隙发育较好，分布均匀，连通性较好，孔隙形态多为不规则形，喉道多为点状或片状喉。油层段平均孔隙度32.6%，平均渗透率3092.2mD，储层物性具有特高孔、特高渗的特征。如何低成本并且高效地开发这些资源是D块油藏开发急需解决的问题。

蒸汽驱作为一种稠油开发的有效手段，具有广泛的适用性。但是蒸汽驱开采最终采收率受蒸汽温度、注入速度等诸多因素的影响，注入蒸汽的温度或者注入速度过高，成本增加;温度或注入速度过低起不到良好的加热降黏作用[1]。注入速度及蒸汽温度对蒸汽驱效果的影响认识不清，需要开展室内试验研究。

1 一维管式驱替试验

试验采用石英砂，原油粘度30087MPa·s（50℃）。设计了5个不同注汽温度4个不同注汽速度的驱油试验，认识温度和速度对驱油效率的影响。为了探究不同温度对长岩心驱替试验的驱油效率结果的影响，室内开展了长岩心蒸汽驱5个不同温度的驱油效率试验，获得了相关的数据。另外，为了探究不同注入速度对长岩心驱替试验的驱油效率结果的影响，开展了长岩心蒸汽驱4个不同速度的驱油效率试验，同样获得了相关数据。

2 结果与讨论

2.1 注入温度的影响

将每个温度的不同注入倍数下的驱油效率数据绘制成驱油效率关系曲线，如图1所示。从图中可以直观定性地看出，升高注入蒸汽温度能够改善蒸汽驱的效果，随着温度的升高驱油效率呈上升的趋势。注入初期，随着蒸汽的注入，模型温度稍有升高，原油黏度降低，产油量增加，此时各温度蒸汽驱驱油效率相差不大，图线基本重合。随着注入蒸汽量的增加，模型温度与蒸汽温度接近，温度越高原油黏度越低，油水流度比得到改善，蒸汽波及体积越大。故温度越高驱油效率越高，随着注入倍数的增加，驱油效率差异明显。

从不同温度下驱油效率增加幅度曲线可知：在250℃之前，温度越高，相邻最终驱油效率值的增幅越大;在250℃之后，随着温度的升高，相邻温度的最终驱油效率值的增幅越小。250℃蒸汽驱驱油效率的增幅是最大的，增幅值为8.1%。这是由于随温度的增加，原油黏度降低幅度减小，不同高温下黏度相差不大，导致驱油效率值的增幅减小[2]。从现场的经济和采油效果的角度考虑，250℃为最佳温度。

2.2 注入速度的影响

将温度为250℃不变的条件下，每个注入速度的不同注入倍数下的驱油效率值绘制成驱油效率曲线，从结果可以看出，在温度不变的情况下，注入速度对驱油效率有一定影响。最低为2mL/min和最高为7mL/min的注入速度下，驱油效率值都不高，其中注入速度为2mL/min时驱油效率最低。注入速度大于3.5mL/min时，注入速度值越大，驱油效果越差。注入速度为3.5mL/min时驱油效率最高。分析认为注入速度太低，单位时间内传入模型中的热量太少，加热降黏作用差。注入速度太高，蒸汽在模型中未能与原油充分接触进行热交换，潜热利用率低。另外，还可以发现3.5mL/min注入速度下，蒸汽驱驱油效率的增幅是最大的，增幅值为6.2%。此注入速度为试验条件下最优注入速度。

3 结论

①注入蒸汽的温度对蒸汽驱驱油效率影响较大，温度越高，最终驱油效率越高;

②注入温度为250℃条件下驱油效率增幅最大，可达8.1%。试验条件下，从经济和采油效果的角度考虑，250℃为最佳温度;

③蒸汽驱驱油效率随注入速度的增加呈现增加后降低的趋势。试验条件下3.5mL/min注入速度蒸汽驱驱油效率的增幅是最大的，增幅值为6.2%。此注入速度为试验条件下最优注入速度。

参考文献：

[1]张方礼，刘其成，刘宝良，等.稠油开发试验技术与应用[M].北京：石油工业出版社，2007.

[2]周鹰，宋阳，孙洪安，等.稠油油藏转蒸汽驱开采的特殊性分析[J].特种油气藏，2009，16（2）：62-66.

作者简介：

杨兴超（1990- ），男，汉族，河北邢台人，本科，工程师，现从事稠油油藏开发方面的工作。