浅论裂缝性稠油油藏热采方式驱油机理

本文分析了裂缝性稠油油藏的开采难度,对热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层等4种不同热采方式对驱油机理进行了比较优选,分析了各种热采方式的适用范围。最后认为稠油的粘度对温度很敏感,随着温度的升高,粘度快速递减,流动性变好。降低地层原油粘度的最好办法就是把热量带进地层,给地层原油加热。进一步为裂缝性稠油油藏热采提供了理论指导。     

裂缝性稠油油藏水平井产能分析

针对我国稠油油藏的开发现状,将裂缝性地层与稠油油藏有机的结合起来,探索了裂缝性稠油油藏水平井产能分析。首先通过建立裂缝性地层模型,运用了渗流力学和储层表征与建模知识,来分析和表征了裂缝对开发地层渗透率的作用。其次通过针对目前比较适用的稠油油藏开发技术—水平井蒸汽吞吐加热技术的研究和分析,建立了水平井注蒸汽吞吐的三维导热模型,并运用能量守恒定律以及结合了传质传热学的相关理论知识,对水平井的加热范围进行了有效分析。最后在基于前两步的理论体系上,对裂缝性稠油油藏的产能进行了定性分析和动态预测。     

稠油油藏不同热采开发方式经济技术界限

结合数值模拟和动态经济评价,建立稠油油藏热采开发经济技术界限研究方法.以乐安油田南区为原型确定稠油油藏直井蒸汽吞吐、直井吞吐加密、水平井蒸汽吞吐以及直井蒸汽驱等不同热采开发方式下的有效厚度、原油黏度及油价边界值等经济技术界限,并制作实用图版.结果表明:水平井吞吐对油藏有效厚度和原油黏度的适应范围最广;直井蒸汽驱具有最高的采收率,有效厚度界限也比直井吞吐加密小很多.不同热采开发方式的经济技术界限对比结果有助于选择最佳的热采开发方式对稠油油藏进行经济合理的开发.     

底水稠油热采温度场影响因素物理模拟研究

利用高温底水物理模拟实验系统,以渤海LD底水油田为例,依据目标层位的储层特征,填物理模型,开展高温底水物理模拟试验研究。模拟研究了热水驱和蒸汽驱、直井和水平井、注蒸汽温度、水平井井筒距底水距离条件下温度场的变化特征。实验研究结果表明,热采驱替方式、井型、水平井筒的位置、注蒸汽温度对底水稠油油藏热采时温度场的形成发育都有明显的影响。温度场的变化决定稠油油藏中油层被加热的范围,影响着底水稠油热采开发效果。利用高温底水物理模拟研究热采温度场的实验技术可为渤海底水稠油热采开发方案的制定提供技术支持,可推广应用在渤海底水稠油热采开发的研究中。     

裂缝性稠油油藏热采试井理论模型研究

随着国民经济的持续发展,各行各业对能源需求的增加和开采技术的不断进步,裂缝性稠油油藏的开采已势在必行.针对裂缝性稠油油藏热力开采的特点,建立了蒸汽吞吐和蒸汽驱开采条件下考虑热损失的试井理论模型,求出了无限大地层条件下该模型的拉氏空间解.运用数值反演算法绘制了典型曲线,并对各参数的敏感性进行了分析.     

稠油蒸汽驱三维物模实验影响因素分析

蒸汽驱是稠油油藏开采较为有效的技术,由于受诸多条件影响,为了较为全面地认识蒸汽驱这一开发方式,利用三维物模装置,以某油田稠油油藏为主要原型,通过蒸汽驱物理模拟方法研究注入压力、蒸汽干度、注汽速度等因素对稠油蒸汽驱的影响。通过研究发现注入压力大,采收率提高;当蒸汽干度大于50%,在蒸汽驱过程中,蒸汽干度越高,驱油效果就越明显。     

双渗分形油藏动态数学模型的精确解

将非线性分形理论应用于描述油藏非均质渗流中,通过分析和考虑油藏的实际渗流情况,引入分形维数Df和分形指数θ来描述油藏的分形特征和油藏非均质性,在此基础上,建立了双渗分形油藏的渗流数学模型,通过正交变换方法得到模型的精确解。     

边水稠油油藏蒸汽吞吐后转冷采物理模拟研究

针对热采后期开发效果受限的边水稠油油藏，提出热采吞吐后转化学冷采的开发方式，利用高温高压三维物理模拟系统进行了边水稠油油藏物理模拟实验，研究了边水影响下蒸汽吞吐过程的温度场、转化学冷采前后的生产动态特征。结果表明，蒸汽吞吐开发边水稠油油藏的过程中，受边水侵入的影响，油层加热范围呈非对称状，随着吞吐周期的增加，边水附近的油层加热范围明显不断缩小，逐渐形成水窜通道，使得水侵区域附近的油层动用变差；油层加热范围与边水的侵入相互影响，相互制约。降黏剂起到乳化降黏、减缓水侵的作用，结合水侵规律，合理利用边水能量，转为冷采开发可提高34%的采出程度。同时，利用数值模拟确定了该技术所适用的油藏范围。该研究成果对边水稠油油藏的开发具有一定的借鉴意义。     

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用MaxLangenheim公式计算加热区面积。通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS)。用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据。实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系。     

单井蒸汽辅助重力驱启动过程动态预测模型

利用物质平衡和能量守恒原理,建立了裂缝性稠油油藏水平井蒸汽吞吐动态预测解析解模型,模型分为注蒸汽加热动态计算、油藏平均压力计算及产量计算三个部分,可以对单井蒸汽辅助重力驱的启动过程进行动态预测。以克拉玛依某油田为例进行了计算,结果表明,该模型能用于裂缝性稠油油藏单井蒸汽辅助重力驱启动过程的动态预测。     

一种新型稠油水平井注汽方法

针对水平井在注汽过程中,由于水平井段长,吸汽不均致使受热井段短,采收率低的问题,进行稠油水平井均匀注汽技术研究。根据分层注水原理,将单点注汽完善为多点注汽,通过孔眼限流,调整注汽剖面,保证水平段均匀受热,提高加热效率。应用油田统计数据,给出孔眼个数确定数学表达式,根据热学理论,建立水平段蒸汽干度分布模型及地层吸收热量与蒸汽干度降低损失热量平衡方程,确定了注汽孔眼直径,同时在注入工艺上进行改进,保证蒸汽正常注入。目前该技术已成功地在大庆油田第一口稠油水平井中应用,放喷阶段产油为该区块平均单井产油的7.3倍。测温曲线表明,水平段温度分布得到了很好的改善,实现了均匀注汽。     

K稠油油藏开采优化数值模拟研究

我国西部K油藏为浅层稠油油藏,油层平均埋深240m,属于边缘氧化型稠油油藏。针对K油藏开发过程中注入蒸汽波及的效率低,热连通不充分,油汽比低,经济效益差的现状,选择该油藏有代表性的井组,利用数值模拟方法,对该油藏连续汽驱、间歇汽驱、低干度汽驱等技术方案进行了深入的研究,综合经济因素和最终采收率确定了合理的开发方案为高注汽强度的间歇汽驱,注汽强度80~100m³/d,注汽周期为6个月。数值模拟结果对油田实际开发有指导作用。     

薄层稠油油藏蒸汽吞吐转热水驱的选区新方法

胜利油田郑364块稠油油藏由于层薄、油稠的特点,部分油藏进行蒸汽驱具有较大风险性。随着蒸汽吞吐轮次的增加,近井地带含油饱和度不断降低,开发效果变差。研究在稠油油藏注蒸汽开发以及转热水驱开发机理分析基础上,利用物理模拟研究了稠油油藏注蒸汽开发后转不同温度热水驱的驱油效率。通过对郑364块稠油油藏储层物性的分析,建立反映该稠油油藏特征的数值模拟模型。对其注蒸汽转热水驱的可行性进行了筛选研究。建立了考虑油藏渗透率、有效厚度和剩余油可动储量丰度的蒸汽吞吐后转热水驱筛选区块的新方法。该方法可针对薄层稠油油藏注蒸汽开发后是否能够转热水驱进行筛选分析。     

准噶尔盆地春风油田薄浅层超稠油水平井蒸汽驱试验

 针对准噶尔盆地春风油田多轮次蒸汽吞吐后开发效果变差、亟需开发接替技术的难题,立足于春风油田埋藏浅、高孔高渗、地层平缓、温度低、储集层薄、地下原油黏度高、热采水平井整体开发的油藏条件,开展了水平井蒸汽驱先导试验.试验区动用地质储量102×10⁴ t,部署注汽井5 口,对应21 口油井,注汽井、生产井均为水平井,井距100 m,排距140 m,水平段长度200m,注汽速度5 t/h,采注比1.2.钻打了3 口观察井,实时监控油层温度、压力.试验已历时19 个月,从单井日产油量、含水、阶段采出程度、地质储量采出程度等开发指标对比分析看,蒸汽驱见效明显.在考虑稠油递减规律的前提下,蒸汽驱比蒸汽吞吐产量增幅为48%.证实,薄浅层超稠油水平井蒸汽驱技术切实可行.试验过程中形成了"立足高温微汽窜采油"的开发理念和动态监控体系、水平井高温汽窜治理、水平井蒸汽吞吐引效、大斜度注采一体化泵等配套技术.     

单56块蒸汽驱热敏凝胶调驱影响因素分析

注蒸汽热力采油是开采稠油油藏的主要技术手段,但由于长期的热力作用和地层本身的非均质性,蒸汽吞吐或蒸汽驱过程中极易发生汽窜,严重影响开采效果。热敏凝胶的黏度随着温度的升高而增高,在一定范围内可逆变化,正适于注蒸汽开采油藏的深度调驱。以单56块先导试验区的地层性质数据建立地质模型,分析了热敏凝胶的调驱机理;根据数模结果研究了纵向窜流、有效厚度等地质参数以及操作参数对开采效果的影响。数值模拟结果表明:纵向渗透率、净毛比、初始含油饱和度、埋深等均在一定程度上影响采收率和深部调驱效果;考虑到经济因素,热敏凝胶调堵注入孔隙体积倍数可取0.1 PV;热敏凝胶注入时机越晚,开发效果越差,而当吞吐+汽驱的总采出程度超过30%以后,开发效果大幅降低,因此当吞吐与汽驱的总采出程度低于30%前实施注热敏凝胶调驱开发效果较好。     

超稠油驱泄复合立体开发关键参数研究与探讨

SAGD 开采技术是超稠油油藏吞吐后大幅度提高采收率技术之一,目前已经在辽河油田成功应用,但实施过程中受连续油层厚度及隔夹层的影响,蒸汽腔难以扩展至夹层上部,造成油层动用程度低、油汽比低,制约了SAGD 开采规模进一步扩大。针对此项关键问题,应用物理模拟及数值模拟方法,提出了超稠油驱泄复合立体开发技术,揭示了驱泄复合水平驱动与重力泄油的开采机理、探讨了隔夹层岩性及分布、夹层对SAGD 的影响及封隔能力、驱泄复合实施技术界限,并提出了立体开发井网形式,为驱泄复合开采技术的发展完善提供了技术借鉴。     

水平裂缝-蒸汽辅助重力泄油物理模拟试验研究

通过自行研制的三维高压模型本体 ,利用原有蒸汽驱三维物理模拟试验系统 ,进行了超稠油油藏的水平裂缝蒸汽辅助重力泄油 (FSAGD)室内物理模拟试验。试验表明 ,FSAGD具有和水平井蒸汽重力泄油 (SAGD)相类似的渗流及传热机理。与常规蒸汽驱和SAGD相比 ,FSAGD可以明显提高蒸汽波及系数和最终采收率。根据试验结果可将FSAGD过程分为 3个阶段 :预热阶段、稳定泄油阶段和降压开采阶段。为实现稳定泄油 ,应保证一定的注汽速度和较高的注汽干度。对射孔、蒸汽附加氮气、储层纵向非均质性等因素对FSAGD开采效果的影响进行了模拟试验。结果表明 ,生产井适当补孔和蒸汽附加氮气均有助于提高采油速度和累积油汽比 ,但不能提高原油最终采收率 ;5倍级差以内的储层纵向非均质性对蒸汽波及系数和最终采收率影响不大     

深层超稠油油藏蒸汽吞吐后转汽驱实验研究

辽河油田曙一区深层超稠油油藏经历多年蒸汽吞吐开发,取得了一定的开发效果,但进入吞吐开发中后期,面临周期产油量低、油汽比低及稳产难度逐年增大等问题,蒸汽吞吐后接替技术的研究已迫在眉睫。在室内利用高温高压比例物理模拟装置,针对蒸汽吞吐后转蒸汽驱的影响因素、调控策略和生产特征开展了实验研究。结果表明,蒸汽吞吐阶段形成的温场对后续蒸汽驱开发有较大影响。蒸汽吞吐转汽驱的前提条件,一是注采井间油层热连通温度要达到原油转驱温度以上,二是吞吐阶段培育的蒸汽腔体积要足够大,横向波及注采井距1/3左右为宜。注采井段调整是改善汽驱效果的重要影响因素。对于层内无稳定分布的夹层情况,蒸汽吞吐及蒸汽驱阶段注汽井采用下1/2井段注汽,能够有效抑制汽体超覆,提高采出程度。当蒸汽驱达到剥蚀生产阶段后,将生产井由全井段调整为下1/2井段生产,能够在一定程度上扩大波及体积,提高采出程度;超稠油蒸汽驱生产特征以剥蚀作用为主,驱替作用为辅。研究结果为深层超稠油油藏蒸汽吞吐后转汽驱开发方案优化设计及矿场试验提供理论依据。