稠油油藏多轮次蒸汽吞吐防砂后产能预测模型

目前针对稠油油藏蒸汽吞吐开采后的产能预测模型很多,但这些模型几乎没有考虑防砂方法对最终产能的影响,而防砂是稠油开采过程中必不可少的手段之一,因此,造成现有模型对防砂后蒸汽吞吐井的产能预测存在一定误差。考虑热采和防砂共同作用对蒸汽吞吐井产能的影响,同时结合重力超覆作用和稠油的流变行为对加热半径的影响,建立了冷油区和加热区的两区复合产能模型,并给出了计算实例。相对于传统模型,加热半径计算结果略大,但更符合实际; 使用该模型预测蒸汽吞吐井的产能与现场结果误差小于8%,证明了模型的可靠性。基于负幂指数的加热半径假设,不受加热面积、形状和油层厚度的影响。该模型计算工作量小,使用方便,可以为热采防砂井的产能预测提供重要依据。     

低渗透稠油油藏水平井蒸汽吞吐开井阶段温度分布

低渗透稠油油藏开采中具有明显的启动压力梯度,启动压力梯度受流度影响。在油藏注蒸汽开采过程中,压力传播将受到储层内温度分布的制约,因此,开井生产阶段储层内的加热范围和温度分布情况的研究是确定油藏蒸汽吞吐极限动用半径的基础。文中运用马克斯-兰根海姆油藏热力学模型,建立了水平井蒸汽吞吐注汽阶段加热半径计算模型、焖井结束后加热区平均温度计算模型、开井生产加热区平均温度计算模型;在此基础上,又建立了开井生产阶段温度分布计算模型,研究了低渗透稠油油藏水平井蒸汽吞吐开采阶段加热区内温度分布特征。分析表明:相比天然能量开采,注蒸汽开采将增大水平井的极限动用半径;在水平井蒸汽吞吐生产阶段,沿着水平井段的径向方向,渗流过程转变为变启动压力梯度的流动形式,其压力传播特征与定启动压力梯度的非达西渗流特征存在不同。     

考虑蒸汽超覆的稠油蒸汽吞吐产能预测模型

常规稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型假设注入蒸汽活塞式驱替原油,油层顶底加热面积相同,实际生产过程中,由于原油和蒸汽密度不同产生重力分异作用,出现蒸汽超覆现象,导致油层顶部加热面积大于底部加热面积。通过确定顶底盖层加热半径之间的关系,引入等效半径,在拟稳态产量公式基础上,建立了考虑蒸汽超覆的蒸汽吞吐产能预测模型。以孤岛油田M区块为例,分别采用本文模型、Marx模型和商业模拟器CMG计算产能。模拟结果表明,Marx模型由于未考虑蒸汽超覆现象造成热损失较小,预测产能偏高,平均相对误差为41%,而本文模型计算结果平均相对误差为12%,最小相对误差为7%,与商业软件计算结果较吻合。研究结果表明,考虑蒸汽超覆的稠油蒸汽吞吐产能预测模型具有一定可靠性,可用于稠油油藏蒸汽吞吐产能预测。      

过热蒸汽吞吐水平井加热半径及产能预测模型

以稠油油藏为研究对象,针对过热蒸汽区加热半径及吞吐产能计算问题,通过建立过热蒸汽区瞬时能量平衡方程,运用拉氏变换及逆变换求得过热蒸汽区加热半径解析解,同时结合考虑重力的产能公式,建立了完整的加热半径及产能预测模型。研究了过热蒸汽区外边界温度对加热半径的影响、不同周期过热蒸汽区半径变化规律、重力对产能的影响以及不同生产制度下的过热蒸汽热利用率。研究表明:过热蒸汽区外边界温度增加,加热半径减小;吞吐周期增加,加热半径增加。实例中,总产油量中的重力驱出油量所占比重较大,且随着定产量的增加,过热蒸汽热利用率增加。新模型对油藏选取合理注采参数以及分析加热区热损失规律具有一定的指导意义。     

稠油油藏蒸汽吞吐加热半径及产能预测新模型

蒸汽吞吐加热半径的确定是产能评价和动态预测的基础。常规加热半径计算方法均假设加热区为等温区,且等于蒸汽温度,而实际上加热区内地层温度是由蒸汽温度逐渐降低到原始地层温度。针对加热区内地层温度为非等温分布的这一实际情况,通过引入热水区前沿温度,构建了地层温度非等温分布模型,并在此基础上根据Marx-Langenheim加热理论建立了蒸汽吞吐加热半径计算模型和产能预测模型。利用所建立的模型对加热半径和产能进行计算的结果表明,Marx-Langenheim加热半径计算公式是该加热半径计算模型的一种特殊情况,新加热半径计算模型更具普适性;同时,产能预测模型计算结果与数值模拟计算结果基本一致,从而验证了模型的正确性。     

稠油油藏注过热蒸汽加热半径计算新模型

过热蒸汽注入油层后,经历了从过热蒸汽到湿蒸汽再到热水的相态变化过程,在加热区内形成过热区、蒸汽区和热水区,因此以注普通湿蒸汽为基础的传统加热半径计算模型对其不再适用。为了准确计算注过热蒸汽的加热半径,结合注过热蒸汽过程中油层温度分布的实际情况,根据瞬时热平衡原理,构建了一个新的稠油油藏注过热蒸汽加热半径计算模型。结果表明:新模型计算结果与CMG STARS数值模拟计算结果吻合较好,最大相对误差为7.4%,新模型具有正确性;虽然提高井底蒸汽过热度对扩大加热区范围并无明显作用,但其能有效增大井筒附近过热区半径。     

基准平衡分析方法在稠油蒸汽吞吐开发经济界限研究中的应用

以河南油田稠油蒸汽吞吐方案单井周期产量数模预测数据为基础,采用动态现金流基本原理和基准平衡分析方法,对稠油蒸汽吞吐经济界限进行了研究,计算了不同原油价格下稠油蒸汽吞吐单井周期油汽比、周期产量经济界限和单井累计油汽比、累计产量经济界限。该计算方法为其他油田稠油吞吐经济界限的计算提供了另外一种思路。     

气体辅助蒸汽吞吐研究进展

针对稠油油藏蒸汽吞吐开采中存在的加热半径小、汽窜、底水锥进等问题,介绍了国内外利用气体辅助蒸汽吞吐改善开发效果的研究进展及现场应用实例,主要包括N2辅助蒸汽吞吐、二氧化碳辅助蒸汽吞吐、泡沫辅助蒸汽吞吐等。综述了各种方法的研究现状、作用机理及现场应用情况,并指出了各种方法的适用性。     

计算稠油油藏蒸汽吞吐加热半径的新方法

介绍了一种新的油藏工程动态分析方法──流动物质平衡方法,并将该方法应用于稠油蒸汽吞吐试井分析,计算出加热半径和地层污染系数。通过实例分析表明,该方法能够综合利用生产和测试数据进行动态分析,而且计算过程简单、结果可靠。     

稠油蒸汽吞吐辅助层内水热催化裂解数值模拟研究

稠油蒸汽吞吐辅助层内催化裂解过程中,层内原油随温度场分布不同而发生不同程度的化学改质,为近似模拟层内原油的这一变化,预测稠油蒸汽吞吐辅助层内催化裂解后油井的产能,在蒸汽吞吐数值模型及催化裂解作用机理的基础上,仅考虑油、水两相流动,不考虑重力和毛管力作用,将地层中的温度场分布对稠油催化裂解的影响,表征为不同温度范围内地下稠油黏温曲线的变化,并将该变化引入成熟蒸汽吞吐数值模拟模型,建立了二维两相蒸汽吞吐辅助催化裂解数值模型,并给出了求解方法.利用所建模型对孤东K92N6井第3轮次蒸汽吞吐辅助催化裂解矿场试验进行了模拟计算,该井该轮次预测周期产油量为4 560.4 t,实际产油量为4 899.7 t,预测误差为6.92%,预测精度符合工程要求.研究结果表明:根据蒸汽吞吐过程中井周温度分布,将催化裂解原油分为未反应型、低温反应型和高温反应型,并将这3类裂解改质后稠油的黏温关系回归成温度的指数函数,引入到成熟蒸汽吞吐模型,可实现层内稠油蒸汽吞吐辅助催化裂解不可逆改质过程的数学近似表征模拟,模拟结果可以为蒸汽吞吐辅助层内催化裂解技术工艺参数的优化、产能预测提供依据.      

蒸汽吞吐合理开发界限研究

根据经济分析基本方法，应用投入和产出平衡原理，对蒸汽吞吐平均单井累计极限产油量、平均单井累计极限油汽比、平均单井极限日产油、周期极限油汽比和周期废弃产油量等指标的经济界限值进行确定，同时对典型油藏蒸汽吞吐阶段经济极限采出程度进行了计算与效益分析。     

Design and Numerical Study of a New Hybrid CSS-SAGD Process Using Horizontal Wells for Recovering Heavy Oil

Abstract

The cyclic steam stimulation (CSS) and steam-assisted gravity drainage (SAGD) processes have extensively been applied as standard methods for Canadian oil sands extraction. Recently, many studies have been concentrated on CSS with horizontal wells and hybrid CSS-SAGD processes. In this article, a new hybrid CSS-SAGD process with two CSS horizontal wells and a single SAGD well is developed and investigated for shallow reservoirs by using the fourth SPE Comparative Solution Project adapted for oil sands reservoirs. Compared with the conventional CSS process, it is shown from simulation results that this new hybrid CSS-SAGD process is a more efficient recovery process.     

水平井蒸汽吞吐加热半径和地层参数计算模型

蒸汽吞吐水平井加热半径和焖井后地层温度和压力的计算是水平井产能评价和动态预测的基础。由于蒸汽沿着水平段流动有摩擦损失,因而蒸汽的压力、温度和干度沿着水平段的分布是不均匀的。根据水平井变质量流和传热学原理,基于质量守恒、动量定理和能量守恒及镜像反映和势叠加原理,建立了水平井蒸汽吞吐加热半径和焖井后温度压力计算模型。以某油藏参数为基础,对该模型计算结果与数值模拟结果进行的比较发现,二者基本吻合,从而验证了模型的正确性。     

井楼油田氮气辅助蒸汽吞吐机理实验研究

为研究氯气辅助蒸汽吞吐提高采收率的机理,针对井楼油田高浅三区脱气特稠油,利用实验室物理模拟的方法,研究了氯气在开发过程中的作用机理,室内实验结果表明,氮气对高浅三区原油的流动性具有一定改善作用,但降黏效果不明显,其提高采收率的主要机理是：蒸汽吞吐过程中,氮气隔热效果良好,降低了注入蒸汽的热量损失,从而扩大了加热半径;氮气与水的渗流通道并不完全相同,回采过程中可提高洗油效率。注入氮气时宜采用先注入氯气再注入蒸汽的方式,部分氯气在油藏中以微气泡的形式存在．对后续注入蒸汽具有调整吸汽剖面的作用．     

多层油藏模型在稠油热采两区数学模型上的应用

稠油热采过程中普遍存在蒸汽超覆和蒸汽前缘倾斜现象,这对稠油油藏试井分析结果产生很大影响,使原来假设蒸汽前缘具有相同半径的热采两区模型不再适用。为了研究超覆作用对稠油油藏试井分析典型曲线的影响,引入了多层油藏模型,建立了考虑超覆的稠油热采两区模型,把稠油油藏理解成具有不同前缘半径的多层油藏,建立两区数学模型并进行求解,得到井底压力的拉氏空间解,经过数值反演得到考虑超覆的稠油热采两区模型试井典型曲线,并分析各参数对试井典型曲线的影响。此方法的好处在于避免了繁琐的数学推导过程,可以模拟蒸汽前缘为非直线时的情况,并可解决稠油油藏纵向上非均质性的问题。为解决稠油热采试井分析中超覆问题提供新思路。     

辽河油田曙一区杜84 块超稠油油藏水平井热采开发技术研究

辽河油田曙一区杜84 块超稠油油藏原油黏度大,采用直井蒸汽吞吐开采,蒸汽波及半径小,周期 产油量低,日产油水平低,产量递减快,井间剩余油得不到有效动用。通过开展超稠油水平井热采技术研 究,对水平井部署方式、吞吐注采参数及提高采收率的SAGD 技术进行了分析论证,明确了水平井开采技 术能够缓解油田开发层间、层内和平面上的三大矛盾,是一项非常有潜力、有优势的新技术。水平井吞吐 及SAGD 技术的应用,使该区块成功地实现了二次开发,油藏开发效果较用直井开发有较大改善。水平井 技术已成为提高区块采收率的有效手段。