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1、蒸汽辅助重力驱SAGD技术王健主要内容SAGD简介SAGD布井方式SAGD注采工艺分析SAGD开发效果的影响因素SAGD的泄油率与采收率SAGD应用实例SAGD简介SAGD概念及机理SAGD的基本特点SAGD概念及机理从水平井上方一口或几口垂直井中注蒸汽。加热后,可流动的沥青在重力作用下流向位于其下方的水平井中,这称为蒸汽辅助重力驱油(SAGD)。其机理是在注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面蒸汽腔向上及侧面扩展与油层中的原油发生热交换。被加热的原油降低粘度和蒸汽冷凝水在重力作用下向下流动从水平生产井中来出
2、。蒸汽腔持续扩展，占据原油的体积。SAGD的基本特点由于重力不足以将受热沥青以经济产量驱入常规井，SAGD有利于水平井作为生产井来进行生产。帝国石油公司于1978年在冷湖的先导试验中所应用的水平生产井(HWPI)是第一口现代意义上的水平井。自那以后，水平井在非热力领域中已得到了广泛的应用。在SAGD应用中，尽管也可以使用多口垂直注人井，但更常见的还是选择水平井做为注入井和生产井。要成功地实施SAGD技术，能否满足充足的举升能力是很关键的。如果举升系统难以满足需要，蒸汽室变不会向下扩展至生产井附近，重力驱动力（取决于SAGD的基本特点下落液体与
3、蒸汽两者间的密度差)就会减小。图2显示，在安装泵之后，HWPI的运行动态得到了明显的改善。因举升能力不足而在数个SAGD项目中都引起了初期运行差的问题。近期的SAGD技术大多数是推荐利用图2帝国石油公司的SAGD试验情况气举辅助自然流动进行举升，对于这类系统要对举升机理仔细斟酌，并需在操作过程中确保充足的举升能力，同时避免汽窜和出砂引起地层破坏。SAGD的基本特点大多数重油油藏下方都是含水层，在SAGD方法中含水层常造成能量散失。如果蒸汽腔与含水层连通的话，那其中一部分注入蒸汽将因对水有相对较高的渗透率而散失掉。比例化模型试验也显示，如果蒸汽
4、室压力足以阻止水侵，即使带有底水的油藏也可以达到良好的运行状态.水侵造成的影响非常严重—1m3水流入蒸汽室内会冷凝0.5m3蒸汽。SAGD布井方式双水平井SAGD技术直井与水平井组合技术单水平井SAGD技术SAGD布井方式双水平井SAGD技术双水平井SAGD技术在加拿大等国重油开采中已经得到广泛应用,在我国尚处于研究阶段,其原理就是在靠近油藏底部位置钻一对上下平行的水平井,经油层预热形成热连通后,上部水平井注汽,注入的蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔并不断向上及侧面扩展,与原油发生热交换,加热的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄流到下部的生产井中产出
5、(图2、图3)，其生产特点是利用蒸汽的汽化潜热加热油藏,以重力作为驱动原油的主要动力,可以使水平井生产获得相当高的采油速度,阶段采收率高,油汽比高,除了大面积的页岩夹层,对油藏非均质性不敏感。SAGD布井方式图3双水平井SAGD工艺SAGD布井方式直井与水平井组合技术直井与水平井组合方式是水平井作为生产井（见图4）在其正上方或侧上方钻几口垂直注汽井,国外广泛使用双水平井方式针对原始的超稠油油藏进行开发,油藏埋深普遍较浅,多小于500m,国内已开发的超稠油油藏一般埋藏较深,多大于600,采用直井蒸汽吞吐开发,但采收率仅为为20%～25%。实施这
6、种方式的蒸汽驱之前,各口直井应有若干周期的蒸汽吞吐,以减小与水平井之间的阻力,预热周围油层。然后直井注汽,被加热后的沥青和热水,在重力作用下流入下方不加热的水平井。水平井可以钻在有底水的油水界面上方,通过控制SAGD布井方式图4直井注汽水平井采油示意图井底温度低于水的饱和温度来防止大量底水的产出。若利用原先钻成的直井,只在直井下方加钻水平井,将使这一方案投资降低,使直井和水平井各自特点都得到发挥。SAGD布井方式单水平井SAGD技术单水平井蒸汽辅助重力泄油，该工艺采用单水平井布井方式,水平井位于油层的底部，即用一口水平井，把注入的蒸汽释放在绝
7、缘管道的下端，蒸汽升起来凝结在石油界面；于是低粘度热石油就流进油井的环状空间里。这些流动的石油和冷凝水通过另一条油管柱被泵送到地面。而单井蒸汽辅助重力泄油虽然在成本上有所降低,但其产量也较低,且在现场操作中很难控制,所以这种开发方式也很难推广。SAGD注采工艺分析SAGD的工艺过程SAGD操作工艺参数的影响注采井参数影响SAGD的工艺过程预热阶段和降压生产阶段首先是上部直井或水平井与下部水平井同时吞吐生产，各自形成独立的蒸汽腔(循环预热阶段)；随着被加热原油和冷凝水的不断采出以及吞吐轮次的增加,蒸汽腔不断扩大,直至相互连通(降压生产阶段)；之
8、后进入SAGD生产阶段。通过预热方式使注采井间形成热连通，一般有三种预热方式:蒸汽吞吐、压裂形成裂缝、蒸汽热循环。SAGD的工艺过程SAGD生产阶段上方的直井或水平
