高3618块火烧油层技术应用与实践

高3618块为高升油田稠油油藏,经历常规开采、蒸汽吞吐开采两个阶段后,为进一步改善油田开发效果,在精细油藏地质特征研究基础上,借鉴国内外火烧油层经验,开展高升稠油油田火烧油层先导试验。逐步摸索适合稠油火烧油层开发的经验,对辽河油田乃至全国的稠油开发都有着非常重要的意义。     

火烧油层比例物理模拟试验点火成功

2009年11月3日，辽河油田公司第一次火驱比例物理模拟试验点火成功，标志着辽河油田对火烧油层采油方式的研究取得了阶段性成果，达到了国际先进水平，为下一步现场方案的研究制定、优化和动态调控工作提供了依据。     

火烧油层技术综述

在国内外火烧油层技术文献调研的基础上,结合辽河油田近几年火烧油层物理模拟、数值模拟、火驱跟踪效果评价及跟踪调控措施研究取得的一系列成果,对火烧油层技术进行了全面的概括和总结.火烧油层技术又称火驱,是一种能大幅度提高稠油油藏采收率的开采技术,按注入空气和燃烧前缘的移动方向分为正向燃烧和反向燃烧,随着辽河油田对火驱技术认识的加深及水平井技术的发展,将水平井与火驱技术相结合,在直井网火驱的基础上发展了稠油直井-水平井组合火驱技术,从而扩大了火驱的适用范围,为稠油油藏转换开发方式提供了有力的技术支持.     

火烧油层工艺技术应用研究

本文对火驱采油技术在辽河油田火烧油层采油技术的应用进行总结,获取了宝贵的资料和经验。     

火烧油层干式燃烧物理模拟研究

为了验证辽河油田火烧油层现场试验的可行性,利用室内燃烧管物理模拟技术,对欢127块兴隆台油层原油进行了室内干式燃烧实验。实验分析了产出液性质及产出气体组成,研究了火烧油层温度场分布、注气参数对采收率的影响,提供了数值模拟研究所需的基本参数及控制条件。实验结果表明,欢127块兴隆台油层能够在点火温度340℃下点燃,在一定的注气速度下,能够顺利进行燃烧,室内实验采收率可达83.1%。该研究为下一步现场应用提供了重要的理论依据。     

胜利油田火烧油层先导性试验研究

火烧油层是国内外热力开采稠油的有效方法之一。本文简述了胜利油田火烧油层先导试验室内研究、火烧工艺装备技术、现场试验、存在问题及认识。胜利油田火烧油层先导性试验研究,为火驱法开采稠油提供了借鉴。     

草南95-2井组火烧油层矿场试验研究

文章介绍了乐安油田南区草南95-2井组火烧油层室内研究和现场试验情况。通过室内研究确定了火烧试验主要参数(包括油层点燃温度、空气用量及注气速度、燃料含量、点燃时间等)及动态监测方案。现场试验表明,草南95-2井组成功地实现了通电点火,燃烧过程参数的正确设立保证了油层持续燃烧,使火烧试验得以顺利进行。通过火烧油层效果分析,得到了该区火烧采油的一些规律性认识,即火烧带(前缘)在平面上存在明显的方向性,这表明油藏存在较强的平面矛盾和层间矛盾,从而为下步采取措施改善火烧前缘剖面、提高火烧试验效果提供了依据,同时对于同类油藏开发也具有一定的借鉴作用。     

超稠油燃烧基础参数特征研究

针对超稠油油藏开展火烧油层技术可行性研究的需要,利用自行设计研制的火烧油层物理模拟实验装置,分别采用超稠油、特稠油、普通稠油开展了火烧油层燃烧基础参数物理模拟实验。对比了不同类型稠油门槛温度、燃料消耗量等燃烧基础参数,结合产出油组分及温度场发育特征,分析了超稠油燃烧基础参数特征。研究认为,超稠油油藏开展火烧油层试验是可行的,超稠油门槛温度、燃料消耗量等燃烧基础参数值均高于其他类型稠油;稠油火烧油层的驱油效率与黏度相关,黏度越大其燃料消耗量越大,其最终的驱油效率相对较低;火烧后原油性质发生了明显改善。     

基于支持向量机的火烧油层效果预测

火烧油层是一种效果显著的稠油热力开采方式,油藏是否适合火烧油层工艺开发,需要采用适当的方法对火烧油层的效果进行预测,传统做法是通过数值模拟的方法来实现,但人为因素的影响较大,且耗时较长。将统计理论中的支持向量机方法应用于火烧油层效果预测,以国内外42个火烧油层现场试验为例,选取储集层、流体最具典型性和代表性的14个参数作为输入向量,选取空气油比作为输出向量,构建火烧油层效果预测支持向量机模型,并对模型进行了检验,讨论了核函数选取和算法参数选取对预测结果的影响。实际检验结果表明,支持向量机方法预测空气油比最大平均相对误差仅为6.491%,证实了该方法预测火烧油层驱油效果的可行性。图2表2参13     

火烧油层燃烧反应数学模型研究

针对稠油油藏火烧油层特点,利用Arrhenius公式,采用燃料转化率方法,建立了火烧油层三维四相七组分燃烧动力学模型,推导出多孔介质条件下原油各组分热解与氧化反应速率表达式。通过双膜理论解决了各组分在相间的质量传递及相平衡关系,并根据各组分在多孔介质中分子扩散与对流弥散关系,建立了火烧油层燃烧过程中各组分的质量、能量守恒方程,为火烧油层物理模拟、数值模拟及现场试验方案设计提供了可靠的依据。     

火烧油层技术在胜利油田的应用

针对胜利油田稠油油藏类型复杂、油层性质差异大、多数区块已进入多轮次蒸汽吞吐后期、开采难度增大的特点,开展了火烧油层技术试验,详细介绍了该技术在J10-13-5井和CN95-2井的试验情况,并对试验效果作了分析.现场试验表明,火烧油层技术在低渗透稠油井和蒸汽吞吐过的稠油井上应用效果较好.胜利油田火烧油层技术在点火工艺、室内物理模拟、动态监测、注气工艺等方面取得了突破,为该技术的进一步推广应用奠定了基础.     

应用多种示踪剂监测火烧油层动态特征

针对乐安油田稠油开发进入中后期,汽窜及蒸汽超覆、边水浸入等问题造成油层动用不均匀的现状,开展了火烧油层试验。通过室内试验进行了示踪剂的筛选、评价、用量设计,制定了取样制度。利用气体示踪剂、温控型示踪剂、稳定同位素示踪剂等,对试验过程的火烧前缘进行动态监测,为火烧试验提供了准确、及时的动态数据,也为同类型油藏热采开发时的监测分析提供了借鉴。     

胜利油田火烧油层现场试验

针对胜利油田大多数稠油区块及其他难动用区块开发方式单一，开采难度越来越大的情况。进行了火烧油层配套技术的研究。火烧油层的相关配套技术得到进一步完善，在高渗透稠油油藏、低渗透稠油油藏、蒸汽吞吐后稠油油藏及敏感性稠油油藏4种类型的油藏中进行点火试验取得了成功，获得了较好的效果，为今后火烧油层法开采难动用储量提供了技术储备。     

火烧油层物理模拟的研究

火烧油层法有与蒸汽气采法不同的机理和特点，它作为常规稠油，超稠油开采方法的补充，目前在国内外油田现场正不断得到应用，相应的实验室技术－火烧物理模型及其应用研究也不怕加强。除介绍了火烧油层法的机理和特点外，主要介绍了火 物理模拟装置，火烧物理模拟相似准则及三大燃烧系数和其它物理模拟试验可得到的结果，如火烧经济指标等。     

火烧油层点火参数计算模型的建立与应用

火烧油层点火工艺是整个火烧油层驱油技术的关键。点火器是点火工艺的核心 ,点火参数的控制直接影响到点火的成功与否。为定量优化点火参数 ,在分析通电期间井口与点火器之间电力参数以及井筒、地层、点火器之间传导、对流、辐射换热的基础上 ,建立了井口电压、电流、功率、供风量与原油燃点相关联的计算模型。应用该模型对郑 4 0 8-试 1井的点火参数进行了模拟与优化。现场试验证明 :利用该计算模型实施的火烧油层点火工艺成功点燃油层 ,大大提高了火烧驱油点火成功率     

中深厚层稠油油藏火烧油层试验研究

高升油田高3618块属于典型中深厚层块状稠油纯油藏,已进入蒸汽吞吐开发末期,开发效果差。在开展火烧油层适应性研究基础上,选择主体部位6个井组开展火烧油层开发试验。目前试验井组火井全部点火成功并处于高温氧化燃烧状态,地下火线逐步推进,油藏温度场逐步建立,一线对应生产油井全部受效,井组日产油较驱前上升20t/d,主要技术指标达到方案设计要求,为下步扩大实施规模及其他同类型油藏实施火烧油层开发提供了技术储备。     

准噶尔盆地西北缘火烧油层技术的发展和应用前景

在参照了国外火烧油层技术及应用状况的同时，回顾准噶尔盆地西北缘火烧袖层矿场试验的经验，认为这里完全有发展该项技术的条件。分析以克拉玛依油田为中心的准噶尔盆地西北缘各油田的开发形势和提高采收率试验研究的状况，可以明确地指出，发展火烧油层技术是非常必要的，它有着广阔的应用前景，在维持产量的持续增长和获取更大的经济效益方面，具有重要的意义。     

火烧油层注气井试井分析理论模型

为了监测火烧油层注气井的生产动态,提高火烧油层驱油技术实施的成功率,在火烧油层技术驱油机理的基础上提出了火烧油层复合油藏模式,建立并求解了火烧油层注气井试井解释模型。利用该模型可以对火烧油层注气井试井压降曲线进行解释,并求解流度比、扩散比以及各区的波及半径等参数。研究表明,火烧油层注气井试井典型曲线呈现3个“驼峰”和2个“驼谷”的特征,其中,无因次组合参数CDe^25主要影响典型曲线的早期特征;已燃区半径主要影响第1个“驼谷”的位置和第2个“驼峰”的持续时间,烧焦区半径主要影响第2个“驼峰”的峰值,热流体区半径主要影响第3个“驼峰”的位置;改变流度比主要影响各区过渡段的压力特征,各区流度比增大,在压力导数曲线上,其所对应的“驼谷”加深或“驼峰”的峰值增大,相比之下,改变扩散比对特征曲线的影响程度较小。     

稠油油藏非均质性对火烧油层开发效果的影响

由于油藏非均质性的存在,稠油油藏在不同注采方式下火烧油层开发效果存在较大差异。基于某油藏沉积微相分布特征,提出了3类非均质油藏概念地质模型,采用油藏数值模拟方法,建立了3类18个油藏模型,研究了油藏非均质性对火烧油层不同注采方式下开发效果的影响。结果表明：同一模型在同样的生产控制条件下,不同注采方式间的初期产油量和累积产油量之间存在差别;对于渗透率平面非均质性,高采低注火烧油层的开发效果优于高注低采;对于砂体厚度平面非均质性,厚采薄注火烧油层的开发效果优于厚注薄采;对于砂体形态非均质性,宽采窄注火烧油层的开发效果优于宽注窄采。敏感性分析结果表明,砂体形态非均质性对火烧油层开发效果的影响程度最大,厚度非均质性次之,渗透率非均质性的影响程度最小。因此,只有合理部署注采井位,才能有效地提高强非均质性稠油油藏火烧油层的开发效果。     

高升油田火烧油层过程控制技术研究

高升油田为典型的中深厚层块状普通稠油油藏,针对其进入蒸汽吞吐开发末期开发效果差的情况,先后在高3618块和高3块开展火烧油层现场试验,并逐步扩大至目前39个井组规模.火烧油层现场实施过程中,严格把握点火注气、动态分析、跟踪调控、动态监测等关键环节,并不断改进完善,实现了火烧井全部一次点火成功,典型井组处于高温氧化燃烧状态,日产油上升2.8倍.火烧油层过程控制技术可为其他同类型油藏开发提供借鉴.