防汽窜技术在油田生产中的应用

　　摘该文主要是针对老油田油井油藏的油井汽窜产生成因、危害进行分析，对于适合稠油藏防治汽窜的方法，并对现场防治汽窜的效果进行了阐述。

　　辽河油田作为开发建设40多年的老油田，产量递减速度加快。对于采油井在蒸汽吞吐阶段，随着吞吐轮次的增加，地层压力降低，汽窜现象越来越严重。已成为制约采出程度提高的主要矛盾，汽窜现象的发生，使油藏加热不均匀。防汽窜技术的研究与应用，可以有效控制汽窜，减少产量损失，提高热能效率，增加稠油产量。

　　1 汽窜成因分析

　　当油田一相邻井注汽时，生产井产液量会相应增加，含水量持续上升，井口温度持续提高；而一旦汽窜严重，相邻井注汽时，生产井产水量将会出现剧烈增加，甚至含水量接近100％，此时也会并伴有一定蒸汽，此为油井汽窜的典型特征。

　　蒸汽窜。作为具有一定开采历史的油田区块，由于井距普遍小，蒸汽吞吐轮次不断增加，所涉油层形成了一道高渗透通道，蒸汽直接由注入井窜出而进入正常生产的油井，会导致汽窜现象的发生。

　　热水窜。汽窜多发生在多周期吞吐后，在稠油蒸汽吞吐的过程中，蒸汽由注入井流向正常生产的油井，沿程热量出现流失，有一部分会冷凝成水，由油井出来并形成热水窜，有时还会出现闪蒸现象。

　　压力传导。压力传导是油井注汽中的又一种原因，由于相邻油井注汽的压力不断增大，这样通过高渗层传导过来后，导致油井产液量持续上升，此时如果不进行控制，就会发生热水窜和蒸汽窜的现象。

　　2 汽窜产生的危害

　　油井产量出现下降或者大幅下降；注汽效果变差，蒸汽吞吐量流失；油井出液量上升，同时温度不断升高，抽采过程中，容易出现出砂和卡泵等故障；储层开采不平均，蒸汽只向单一方向进行拓展。

　　3 造成汽窜的因素

　　油藏因素。油井发生汽窜主要在高渗透、高孔隙、连通性较好的储层段，原油一般在多层系合并采收，笼统注入时，层内非均质性越大，储层特性存在较大差异的情况下油层吸汽能力差异越大，从而造成指状汽窜，使注入蒸汽会沿着渗流阻力较小的高渗层进入。

　　注汽轮次。 在油田开采过程中，伴随着吞吐次数的增加和吞吐范围的增大，在井距相对较小的情况下，井与井之间形成热水通道，经过多个周期后容易发生汽窜现象。

　　辽河油田各主力稠油区块已历经多年开发，并采取了一系列技术措施，一些注采油井的井距相继进行了调整，以浅海油区某区块为例，加密前井距为167米，油井很少发生汽窜。第一次井网加密后，井距为118米，只有少数油井发生汽窜。第二次井网加密后，井距为83米，汽窜成为区块开发的突出问题。

　　4 目前防治汽窜的措施及效果

　　以前防治汽窜做法。 汽窜一旦发生后，现场通过采取了降低注汽速度、关闭油井停止出产和注入泡沫棒等措施能够缓解汽窜现象，但是，一旦降低注汽速度就会损失更多的热能，关井停产更会降低产能，都不能很好地解决汽窜问题。我们的目标是要使蒸汽朝低温未动用区域进行渗透，提高热效率、油汽比和采收率，扩大波及体积，全力解决这个困扰油井生产的实际难题。

　　防治汽窜实践。油层非均质性强、井距小、高轮次吞吐后井间形成高含水热通道等，是油井蒸汽吞吐阶段发生汽窜的主要原因，而且这些因素很难被改变，因此，汽窜现象非常顽固，要通过大量的现场实践，试验以多井整体蒸汽吞吐为主、堵窜和分注为辅的治理方法，在防治汽窜中进行有效应用。

　　整体多井蒸汽吞吐

　　技术原理。整体多井蒸汽吞吐就是利用多台注汽锅炉，以频繁汽窜的井组为单元集中注汽，采取相同的射孔层位，利用注汽压力相互封堵汽窜通道，以减少汽窜发生，从而提高蒸汽吞吐效果。

　　工艺管柱设计。多井整体蒸汽吞吐虽说从理论上可以利用注汽压力封堵汽窜通道，但若只采取笼统注汽的模式，仍不能有效抑制蒸汽大量进入高渗透层段，减小蒸汽的波及体积，影响吞吐开发效果。因此，我们根据井下套管的完好情况设计了两套工艺实施方案：

　　第一套：以分注Ⅱ型管柱配合同注同采

　　技术原理分析：为实现II型分层定量注汽而设计的II型定量注汽管柱，分别由分注密封器、热偿器、定量注汽阀、下分注密封器等机构组成。其工作原理是在管柱的原始状态时，下部注汽单元注汽通道全部关闭，上部单元通道即时开启，所注入蒸汽全部通过上部注汽通道注入地层，待上部达到预定注汽量后，即时投入钢球，在主线上迅速封闭注汽的通道，从而在注汽压力的作用下，推动定量注汽阀下行，同时实现上部注汽单元的关闭和下部注汽单元的开启，完成下部单元的注汽流程。

　　第二套：以投球选注配合同注同采

　　技术原理分析：根据油区井位各油层的渗透率、需要堵层的厚度以及射孔数量，确定需要堵球的数量，在注汽管柱的安装同时，将收球器、投球器及选堵球分别下至油层上界和下界相应高度处，在注汽过程中，及时向井内投入一定数量、规格的合金球，在蒸汽的推动下，使它们优先进入高渗透层段，该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第514期2013年第31期-----转载须注名来源强迫低渗透层段吸汽。在注汽过程中，选堵球由汽、水为携带液，自动有选择地封堵吸汽（水）速度高的渗透层炮眼，达到注汽压力升高、低渗透层启动的效果，实现大部分蒸汽向中、低渗透层进入，从而达到调整和改善油层的吸汽（水）面，有效封堵油井汽窜，通过启动中、低渗透层油藏，使所注油井的各个不同层位达到均衡开采，从而达到提高热采效果及采收率的目的。

　　适用条件：套管有一定变形，因此无法分别注汽的油井

　　化学封窜

　　工艺原理。以有机物为载体，在地层内形成交联，无机及有机固体颗粒作为骨架材料，防止颗粒运移；同时通过颗粒在地层中封堵高渗透层和高出水层通道，增加低渗透层的吸汽量。

　　2008-2009年实施效果。通过现场和室内实验，相继完善了凝胶类高温堵剂，将聚丙烯酰胺、不溶于水的固体颗粒按一定的浓度分散到水溶液中，加入一定量的分散剂、交联剂、助凝剂和不溶于水的抗高温固体颗粒，配制成调剖剂，注入地层，在地层温度下，形成稳定的树脂复合凝胶，通过物理、化学方式封堵高渗透率地层通道，达到封窜目的。

　　5 结论

　　在蒸汽吞吐中后期，利用恒量配气、分注Ⅱ型管柱、投球选注等多个方案相互配合，同注汽同采收，并通过调整蒸汽面，从而实现多井整体蒸汽吞吐等有效方法是目前防治汽窜的成功做法。

　　化学防窜是生产条件不允许的情况下抑制汽窜的一种有效的补充。将聚丙烯酰胺、不溶于水的固体颗粒按一定的浓度分散到水溶液中，加入一定量的分散剂、交联剂、助凝剂和不溶于水的抗高温固体颗粒，配制成调剖剂，注入地层，在地层温度下，形成稳定的树脂复合凝胶，通过物理、化学方式封堵地层高渗透率通道，达到堵水封窜的目的。

　　王虹雅（作者单位：长江大学工程技术学院）