[发明专利]一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型及应用

说明书

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型及其模拟实验方法和应用，具体而言，涉及一种通过封窜堵水技术进行稠油热采的待施工井的单通道储层物理模型及其模拟实验方法和应用。

背景技术

当前，世界石油供给的结构在不断发生变化。国内原油产量中稠油产量所占比例逐年上升。稠油由于黏度大，开发困难，基本都采用热采开发方式，与普通原油开发相比，具有能耗高、注入蒸汽窜流、油井高含水等难题。随着稠油油藏开发的深入，中石化胜利油田、河南油田等稠油主力产区已进入中后期开发阶段，普遍存在着严重的蒸汽指进、超覆和井间汽窜等问题。同时，由于汽窜沟通了油井和边底水层，稠油热采井往往在生产几个周期后，产出液含水即上升至80％以上。因此，稠油热采开发中的汽窜、水窜问题使单井产量大幅下降，产出液处理难度增加，很大程度上降低了稠油热采开发的采收率和经济效益。

稠油热采开发方式，是依据稠油黏温特性而发展起来的采油方式。通常，稠油的黏度与温度存在非线性关系，即温度升高将大幅度降低稠油的黏度。热采开发方式就是向油藏中注入大量高温高压蒸汽，利用蒸汽热容比高、热能携带能力强的特点，将部分储层的温度加热到可使稠油黏度降低至抽油机、螺杆泵等常规机械举升方式能正常工作的范围。目前世界范围内的稠油区块，90％以上都采用热采开发。

稠油热采开发方式可以分为两大类，即蒸汽驱和蒸汽吞吐。蒸汽驱方式是将油井区分为注汽井和生产井，注汽井不间断地注入高温高压蒸汽，生产井不间断地采油。蒸汽吞吐方式是先向稠油井中注入高温高压蒸汽，注入一定数量后，关井几天，再向井内下入机械泵进行采油。

在蒸汽驱过程中，由于受稠油储层非均质、蒸汽与稠油的高流度比等不利因素的影响，往往在油层中发生蒸汽超覆和蒸汽指进，进而导致井与井之间发生汽窜现象。汽窜使得油层垂向上吸气剖面不均，平面上蒸汽不均匀推进，使蒸汽的波及体积变小，从而降低稠油热采采收率和增加能耗。为封堵汽窜，目前通常将耐高温化学堵剂注入储层中，如各种无机堵剂、有机堵剂、泡沫堵剂等等，依靠堵剂固化、沉淀或泡沫粘滞等效应来对汽窜进行封堵。

困扰稠油热采开发的另一个问题就是地层水的水窜问题。由于稠油黏度很高，通常情况下，稠油油藏中的稠油处于相对静止状态。当向储层注入高温高压蒸汽后，稠油黏度下降并开始流动。由于汽窜，蒸汽在稠油油藏中发生指进、窜流等情况，当蒸汽窜流进入边底水层后，地层水就会进入生产井，降低井内温度，使稠油黏度增加，流动困难。因此，稠油热采井在受到地层水侵入后，往往出现产量大幅下降、采出液含水迅速上升等情况，不长的时间内油井就会由于高含水或水淹而停产。

针对稠油热采井的汽窜、边底水窜进行封窜堵水，是提高稠油资源热采开发采收率和开发效益的有效手段，也是目前稠油油田开发的重要任务。经济有效地封窜堵水，在稳定稠油热采产量的同时，可提高蒸汽吞吐和蒸汽驱的热效率、降低吨油生产能耗和减少产出液的水处理费用，对稠油油藏保持稳产和经济开发具有重要的现实意义。

在稠油热采井封窜堵水领域，现有技术是利用耐高温化学堵剂来对蒸汽、地层水的窜流通道进行封堵。如付敏杰等(耐高温改性酚醛树脂复合堵剂体系的研制及性能评价，精细石油化工进展，Vol.14，2013(3)：8-10)将化学凝胶部分交联的固结体采用酚醛树脂包裹，制成一种耐高温、高强度的有机无机复合颗粒堵剂，用于稠油热采封窜堵水。龙华等(GH-高温调剖剂的研制与应用，特种油气藏，Vol.9，2002(5)：88-90)研制出PF树脂及无机物复合的耐高温堵剂，成胶温度在50-120℃之间，成胶时间在8-72h可调，该体系在注蒸汽冲刷下，封堵率仍达到90％以上，有良好的耐高温性能和封堵性能。赵修太等(稠油热采调堵体系研究进展综述，特种油气藏，Vol.20，2013(4)：1-5)结合中国稠油油藏储层特征和注蒸汽开采工艺条件，介绍了常用稠油热采调堵剂的作用机理、研究进展和应用现状，综述了聚合物冻胶、固相颗粒堵剂、泡沫、W/O型乳状液和盐沉析5种稠油热采调堵体系，指出稠油热采的调剖堵水的发展趋势是合成低成本、高耐温性的化学药剂，开发复合调堵体系以及研究新型低伤害环保型调堵技术。

中国专利CN1594827A公开了一种用于稠油井封堵水层、改善开发效果的稠油井堵水工艺方法，利用可降解有机堵剂对油层进行大半径的选择性封堵，然后利用耐高温无机堵剂进行封口，不同堵剂采用不同压力注入，通过压力控制和有机物的降解实现选择性堵水。