蒸汽驱模型的特征分析及合理模型的选择方法

近30年来,国内外油藏专家相继建立了许多稠油油藏蒸汽驱生产动态预测模型。通过调研国内外大量文献,从中筛选出16种具有代表性的蒸汽驱模型,对其特征进行了简要分析。按驱油机理将这些模型分为压差驱动型,蒸汽超覆型和重力泄油型;按其计算时是否需要油田实际生产历史数据,将其分为半经验型和解析型。针对我国稠油油藏的特点,根据油藏地质条件、驱油机理和开发历史,提出了合理模型的选择原则和方法,并推荐出相应的模型来预测蒸汽驱开采的生产动态。     

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。     

热力泡沫复合驱提高稠油采收率研究

蒸汽驱开采稠油油藏时存在蒸汽超覆和蒸汽窜流,降低了蒸汽的波及效率。国内外采用注蒸汽的同时添加非凝析气体和耐高温起泡剂,进行热力泡沫复合驱,取得了令人满意的效果。利用物理模拟驱替实验和数值模拟技术,研究了热力泡沫复合驱提高稠油采收率的机理及开发效果。实验研究表明：蒸汽驱转热力泡沫复合驱后,驱油效率在蒸汽驱的基础上提高38.5%,达到81.0%。辽河高升油田的数值模拟研究表明：热力泡沫复合驱的采收率高于单一蒸汽驱,泡沫能够封堵蒸汽窜流通道,抑止蒸汽超覆,改善油藏的温度分布,是一种行之有效的三次采油方式。     

蒸汽驱采油物理模型研究(二)

本文根据实验[1]结果,分析了注蒸汽参数对蒸汽驱油动态的影响,提出了针对克拉玛依九区稠油油藏注蒸汽的最佳工况利用模拟油层实测压力、温度场,讨论了均质、含有中等粘度原油的薄油藏的蒸汽驱油方式和驱油机理。利用逐步回归分析方法分析了实验数据,并用得出的回归关系式说明各参量之间的关系。     

稠油油藏热力–化学复合驱开发规划研究

在稠油注蒸汽热采过程中添加表面活性物质,可以提高热采的开发效果,在油田现场已得到初步应用。采用理论分析与数值模拟相结合的方式对这种强化采油方法进行研究,通过分析稠油油藏热采添加表面活性剂复合驱过程中主要物理化学现象,建立了比较完整的热力–化学复合驱数学模型。为提高热力–化学复合驱稠油开发的经济效益,利用稠油热采注采关系和油藏数值模拟方法,建立了稠油不同开发阶段生产动态的预测模型;应用非线性规划理论,对稠油前期蒸汽驱、后期复合驱开发进行整体规划研究;运用自适应遗传算法对具体稠油油藏复合驱开发非线性规划模型进行分析计算。结果表明:规划后的稠油复合驱开发可以获得更大的经济效益。     

蒸汽驱开发指标预测的解析模型

从分析蒸汽驱物理过程入手,建立起蒸汽超覆物理模式,把蒸汽驱过程中的油藏分为具有超覆前缘的四个区:原始油藏区、原油富集区、热流体区和蒸汽区.经过各区超覆前缘等价位置的转换,把超覆物理模式等价转换成活塞式推进物理模式;然后建立各区的物质平衡方程和能量平衡方程,求解出各区中油、汽、水饱和度以及前缘等价位置.提出了综合驱替效率的概念。利用拟驱替效率和面积波及效率计算出各时刻油、气、水、汽(当出现蒸汽突破时)的产出量及油汽比等一系列开发指标,并与经验方法预测结果和蒸汽驱数值模拟结果进行了对比.结果表明,本文模型计算的产量曲线与热采数值模型的计算结果较为吻合.     

稠油油藏蒸汽驱筛选的模糊综合评判

蒸汽驱是提高稠油油藏采收率的一种重要方法,也是一项投资较大的系统工程。在实施蒸汽驱开发前,对油藏进行适用性筛选评价可提高蒸汽驱的成功率和经济效益,有效避免投资风险。基于国内外稠油油藏蒸汽驱筛选标准,综合选择了10个油藏参数作为蒸汽驱筛选的评价指标,利用隶属函数将参数量化,引入加权模糊评判运算模型,建立了简便的蒸汽驱模糊综合评判模型。评判模型对蒸汽驱筛选进行了量化判断,所需参数容易获取,计算速度快、结果精度高。实例证明了该方法的可行性和科学综合性,它克服了筛选标准单因素界限的评价缺陷,可广泛应用于稠油油藏的蒸汽驱筛选。     

注汽干度对驱油效果的影响研究

针对辽河油田齐40块油藏,为了使其蒸汽驱驱油达到较好的生产动态,利用物理模拟实验技术进行了蒸汽干度对驱油效果的研究,实验结果表明: 注入的蒸汽干度越大,驱油效率越高。但是,当注汽干度大于60%之后,驱油效率随注汽干度的增加变化较慢了。因此可知,注气干度为60%时,可以得到较好的生产动态,蒸汽的注入干度也是影响蒸汽驱驱油效果的主要因素之一,从而指导油田生产。     

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。     

Ⅱ类稠油油藏蒸汽驱先导试验研究

优选辽河油田锦45块构造发育较为完整的9个井组,将其作为Ⅱ类稠油油藏进行蒸汽驱先导试验。严格保证注汽质量,并强化提高采注比。经过1年多的汽驱生产,大多数油井明显收效。蒸汽腔正逐步延伸扩展,试验进入蒸汽有效驱替阶段,试验区日产液、日产油明显上升。同时,地层压力保持稳定,油层温度普遍上升,采注比、油汽比不断提高。试验初步证明:在锦45块Ⅱ类稠油藏实施蒸汽驱开发,在技术及经济上均是可行的。将为辽河油区1.8亿吨Ⅱ类稠油储量的汽驱开发起到重要指导和借鉴作用。     

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。     

蒸汽驱采油物理模型研究(一)

本文用蒸汽驱采油真空物理模型对克拉玛依油田九区七点井网的蒸汽驱采油进行了研究。以相似理论为基础设计建造了模型,研究了蒸汽注入率、干度、生产压力对蒸汽驱性能的影响。实验结果表明,干度、注入率对采收率有显著影响,且在相同能量注入率情况下,干度影响大于注入率。根据油层温度场分析推论,对于中质薄油藏,蒸汽超覆有利于提高采收率和能量注入率。本文介绍了将实际油藏按比例转换为室内模型的相似准则,讨论了原型向模型的转换原则,论述了物理模型实验的流程及模型的制作工艺。     

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。     

复合热载体泡沫驱提高采收率研究

针对目前我国老油田非均质性严重依靠单纯提液和堵水调剖挖潜难度大、聚驱后仍有50%的剩余油未能采出、稠油油藏蒸汽多轮次吞吐后开发效果变差等问题,提出了复合热载体泡沫驱提高采收率技术.经过室内实验和油藏数值模拟研究,认为复合热载体泡沫驱具有化学驱、氮气驱、二氧化碳驱、蒸汽热力驱和泡沫驱等多重优点,能够实现对地下原油等流度、等流速均匀驱替,大幅度提高采收率,是一种有着广阔发展前景的接替技术.     

考虑油相启动压力梯度的蒸汽前缘数学模型

稠油热采过程中,蒸汽前缘的移动规律一直受到人们的重视。稠油地下渗流具有非牛顿特征,多数研究者考虑了蒸汽超覆和拟流度比对蒸汽前缘的影响;但是未考虑稠油的启动压力梯度。针对稠油非牛顿特征,通过对蒸汽前缘上边界进行表征,建立了同时考虑启动压力梯度、蒸汽前缘上边界变化和拟流度比的蒸汽前缘数学模型,弥补了现行蒸汽前缘数学模型的一个缺陷。通过进行差分离散及Matlab数值计算,得到了形状因子、拟流度比与蒸汽前缘形状关系图版。结果表明,蒸汽前缘上边界随着启动压力梯度的增大而减小,增大形状因子或减小拟流度比,均可降低蒸汽超覆程度,提高蒸汽前缘的波及效率。     

基于分形理论的裂缝稠油油藏蒸汽驱温度分布计算

 针对裂缝稠油油藏注入蒸汽的情况,研究热蒸汽对裂缝性地层的加热过程。通过引入分形理论表征裂缝的发育和分布情况,推导了裂缝的体积系数和裂缝储层的等效渗透率,考虑天然裂缝存在对稠油热采的渗流能力和传热机制的影响,结合能量平衡方程和渗流方程,求得裂缝稠油油藏蒸汽驱的温度分布的解析解。分析注气时间和裂缝参数对蒸汽驱加热范围的影响,发现裂缝分形维数比迂曲分形维数对加热范围有更大影响,说明分支裂缝的密度比分支裂缝的迂曲度对加热范围的影响更加明显。     

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.