水平井蒸汽吞吐热采过程中水平段加热范围计算模型

对于稠油水平井的产能评价和动态预测，注蒸汽吞吐生产过程中水平段的加热范围至关重要。由于油藏中水平井水平段长度比直井中直井段长得多，蒸汽的压力、温度和干度沿着水平段分布不均匀；根据水平井变质量流的思想，用动量定理和能量守恒定理建立蒸汽沿水平段的压力、温度和干度分布计算模型；同时根据传热学等有关学科知识，考虑水平井中水平段加热过程和机理不同于直井的加热过程和机理，建立了水平井注蒸汽吞吐加热范围计算模型。根据辽河油田冷42块油藏基本参数，用所建立的模型对水平段加热范围进行了计算，对计算结果进行的研究表明：蒸汽压力、温度、干度、加热范围沿水平段不是均匀分布的，第一临界时间、第二临界时间的概念反映了蒸汽在油层的运移过程。     

割缝筛管水平井注蒸汽热力参数分布规律数值模拟研究

为了清楚认识割缝筛管完井水平井注蒸汽过程中热力参数的分布规律,为水平井割缝筛管完井优化提供理论依据,根据质量守恒、动量守恒和能量守恒原理,建立了注蒸汽过程中蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽干度沿水平井筒分布的数学模型,并采用压力增量和干度增量双重迭代方法对其进行求解.以此为基础,通过实例分析了蒸汽热力参数沿水平井筒的分布规律及割缝筛管参数对其分布规律的影响.结果表明:蒸汽通过300 m长的水平井段后,其压力、温度和干度分别下降5.8 kPa、0.035 ℃和0.128;割缝宽度、长度及密度分别由0.2 mm增至0.4 mm、100 m增至140 m、200条/m增至360条/m时,水平段吸汽长度分别缩短90,100和70 m,在水平段吸汽长度范围内,蒸汽压力下降幅度分别减小1.50,1.74和1.38 kPa,蒸汽干度下降幅度分别增加0.03、0.06和0.056.蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽干度沿水平井筒呈二次多项式的非线性下降关系,且增大割缝的宽度、长度和密度,可使蒸汽压力的下降幅度减缓、蒸汽干度的下降幅度增大、水平井段吸汽长度变短.      

水平井蒸汽驱开采稠油数值模拟研究

方法利用数值模拟方法,研究了水平井蒸汽驱过程中注汽速度、蒸汽干度及水平注采井距对蒸汽驱效果的影响。目的提高水平井蒸汽驱开采稠油的开发效果。结果注汽速度越高,相同时间内采出程度越大;注汽速度对累积油汽比的影响在不同时期有不同的规律;根据模拟结果,计算了不同注汽速度下净产油量的净现值,确定出开发期内的最佳注汽速度,本油藏模拟期内的最佳注汽速度为１２７ｍ３／ｄ;蒸汽干度对蒸汽驱效果的影响受注汽速度制约,注汽速度较低时,蒸汽干度越高,开发效果越好,但注汽速度较高时,蒸汽干度过高,反而使开发效果变差;注采井距对蒸汽驱效果,特别是蒸汽突破时间影响显著,注采井距应大于水平段长度。结论水平井蒸汽驱开采稠油主要受注汽速度、蒸汽干度和注采井距的影响,只有合理选择上述参数,才能取得较好的开发效果     

多点注汽水平井井筒出流规律数值模拟

基于多点注汽水平井管柱结构,考虑注入蒸汽在水平井筒内的变质量流特性及注汽阀节流压差的影响,建立了多点注汽水平井井筒与储层耦合数学模型,并采用迭代方法对其进行了求解;以此为基础,系统研究了多点注汽水平井井筒出流规律。结果表明:多点注汽水平井注汽过程中,水平段油管内压力、温度和蒸汽干度从水平井跟端到趾端逐渐降低,但压力和温度降低幅度并不显著,蒸汽干度降低幅度较为明显;蒸汽注入量与注汽阀节流压差沿水平段均呈不对称的"U"型分布,且随着时间的增加,蒸汽注入量沿水平井段的不均匀性越来越严重,蒸汽注入量不均匀系数越来越大;通过调整注汽阀沿水平井段泄流面积可以在一定程度上减缓蒸汽沿水平井筒的不均匀注入。     

非均质油藏双水平井SAGD三维物理模拟

为了改善双水平井SAGD开发过程受储层非均质性影响的问题,利用自主研发的双水平井双管柱结构三维比例物理模型和已有的注蒸汽三维模拟实验系统,研究了油藏非均质性对SAGD蒸汽腔展布的影响规律。研究结果表明：当储层存在平面非均质性时,双水平井SAGD在开发过程中存在蒸汽腔发育不均匀、水平段油藏动用程度较差等现象,影响了SAGD的开采效果;水平井采用双管柱结构可提高水平段油藏动用程度;合理的注采参数、有效的操作压力、较高的蒸汽干度以及稳定的生产井井底饱和温度与实际温度的差值控制均可有效改善开发效果。根据物理模拟实验的结果总结了双水平井SAGD生产各阶段的注采调控方法,将其应用于油田现场取得了较好的开发效果。     

水平井注汽开发浅层稠油油藏参数优化研究

为了进一步提高XJ研究区浅层稠油油藏的开发效果,充分发挥水平井注汽开发技术的优势,结合数值模拟方法,建立了浅层稠油油藏模型,对水平井蒸汽吞吐开采参数进行了优化研究。计算结果表明:以水平井眼位于油层中下部,水平井段长度250~350 m,注汽速度200~250 m3/d,注汽压力5~6 MPa,注入蒸汽干度0.7~0.8,注入蒸汽温度300℃的模式进行开发可获得最优的注汽开采效果。优化结果在研究区浅层稠油的实际应用中取得了较好效果,为研究区增产提供了一定的技术参考。     

Under River稠油油藏水平井水平段长度优化

针对Under River油田目前存在的水平段蒸汽干度损失大、含水率上升快和蒸汽吞吐采油量低等问题,在分析油藏储层物性和实际生产数据的基础上,综合油藏数值模拟分析和财务净现值评价方法得到了4种不同注汽方式下的水平段最优长度值。研究表明:采用不同的注汽方式,其最优水平段长度不同,采用均匀注汽方式具有最好的采油效果,趾端注汽方式的采油效果最差;根据现场数据和生产经验提出蒸汽损失率概念,回归了稠油油藏水平井水平段长度优化计算方程,该方程具有较高的精度和广泛的适用性。     

块状超稠油油藏水平井热采数值模拟研究

通过建立一个可用于水平井热采的三维三相数学模型,对杜84块兴隆台油层兴Ⅰ组和兴Ⅵ组油层水平井地质和注汽参数敏感性进行模拟计算,分别研究水平井段长度、井距、渗透率等地质参数和井底蒸汽干度、注汽强度、注汽速度等注汽参数对水平井开发的影响,并优选各项的参数,为杜84块兴隆台油层水平井高效开发提供技术支持.     

热采水平井注蒸汽四参数测试仪研制及应用

针对现有测试技术无法满足热采水平井注蒸汽四参数测试需要的状况,发明了水平井井下蒸汽干度测试方法,并研制出水平井注蒸汽四参数测试仪。该测试仪采用连续管起下、金属绝热瓶隔热、井下单片机采集存储数据、地面主机回放处理结果的方式,它不但能对水平井水平段的温度、压力、流量和干度4个参数同时测量,还能测试水平井水平段的吸汽剖面。该测试仪已在胜利油田2口注汽水平井测试中应用,成功率100%,测试起下安全可靠,井下工作稳定,测量精度高,能满足油田水平井注蒸汽四参数测试要求。     

稠油油藏水平井不同注汽方式物模实验研究

根据不同注汽方式对稠油油藏水平井注蒸汽开发效果的影响情况,利用三维比例模型,开展了非均匀注汽与均匀注汽物理模拟实验。实验结果表明:非均匀注汽蒸汽腔发育在水平井跟端,长度占水平段长度的1/2,趾端发育较差甚至不发育;蒸汽腔前缘呈现锥进的趋势向边井推进,容易引起汽窜并伴有严重的蒸汽超覆现象;均匀注入蒸汽腔沿水平井筒均匀发育,有效扩大了波及系数;蒸汽腔前缘基本平行于水平井均衡向前推进,并且油层上部起温缓慢,不易发生蒸汽超覆现象。当模拟含水达到98%时,水平井均匀注汽蒸汽驱采出程度为37%,比非均匀注汽可提高14.2%,具有较好的开发效果。     

利用水平井提高稠油油藏剩余油采收率技术

为了挖潜辽河油田A块超稠油油藏井间剩余油,应用数值模拟软件描述了水平井有利部署区温度场、压力场及剩余油分布:蒸汽吞吐周期较高的生产井周围油层动用情况较好,油层温度高达190～210℃,但蒸汽加热的有效面积只在井筒周围20～30 m,井间仍然有大部分区域处于45～65℃的低温状态;由于蒸汽吞吐过程中的汽窜现象,部分井之间有热连通形成.动用最好的区域油层压力为3.00 MPa,一般在3.40～3.90 MPa.井间存在大量剩余油,剩余油饱和度大于50%.在兴Ⅲ、兴Ⅱ_2油层单层厚度大干5 m区域整体部署水平井30口,水平段长度250～400 m.模拟预测水平井蒸汽吞吐8周期后,平均单井累计产油25 220 t,油汽比0.42,采出程度为31.5%.与直井生产效果对比,加密水平井可以挖潜稠油油藏井问剩余油,提高该区块采收率.图5表3参10     

热采水平井注蒸汽过程中温度场扩展规律

水平井注蒸汽开采技术是稠油油藏开采的重要技术,因水平段长度大及油藏非均质性,会导致实际配汽效果较差等问题。使用Fluent软件模拟了不同注汽井结构下的油藏温度变化及油藏吸汽量,并设计搭建水平井配汽三维物模实验平台,分析了均质储层条件下使用不同管柱的油藏温度场变化。结果表明:均匀射孔管柱所得油藏温度和油藏分段吸汽量由注汽井跟端到趾端逐渐降低,而通过加密趾端射孔,油藏温度和分段吸汽量较为均匀。割缝管和均匀射孔管柱温度场发育主要集中在注汽井跟端,趾端发育缓慢甚至不发育,对趾端射孔加密,温度场基本平行于注汽井,均衡向前推进,配汽较为均匀,与数值模拟结果形成对应。      

提高稠油水平井储量动用程度研究及措施

水平井开发已成为油田实现稳定发展的主导技术,然而水平井水平段动用不均严重制约了水平井产能的发挥。通过水平井井温测试资料深入分析水平井水平段的动用状况,从而指导水平井双管注汽、多点注汽、优化配汽器位置等措施实施,提高水平井储量动用程度,发挥了水平井的优势。该技术已累计规模应用1200余井次,指导工艺措施实施增油效果显著。     

直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱物模实验

稠油开采在蒸汽吞吐（CSS）阶段出现的高渗层蒸汽窜流影响了开采效果,利用稠油油藏水平井开采可以增加泄油面积,增强导流能力,提高最终采收率,但用水平井开采稠油更易受窜流通道的影响,造成水平井段动用不均、高含水等问题。笔者采用三维物理模拟手段研究了直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱提高采收率机理,用不同驱替阶段平面和剖面三维温度场数据评价了蒸汽驱转蒸汽氮气泡沫驱温度场发育效果。在高含水下采用氮气泡沫辅助蒸汽驱后,含水率先降、后升,最终采收率为63.3%,相比蒸汽驱提高了6.2%。蒸汽氮气泡沫驱降低了蒸汽单井突进和蒸汽超覆现象,增加井间波及区域,扩大了整体的波及体积,改善了蒸汽驱效果。     

水平井水平段合理长度经济评价研究

水平井水平段存在一个合理长度区间。文章建立了水平井产量模型，应用产量模型计算了不同水平段长度对应的水平井产值，从计算数据可以看出，水平井的成本随着水平井段长度的增加急剧上升。根据现场实际数据，应用最小二乘法拟合出了水平井水平段成本和进尺之间的关系方程。应用投资回收期、净现值、净现值指数等经济评价指标对某水平井进行了计算分析，确定了该水平井的最优水平段长度。     

蒸汽吞吐水平井精密微孔滤砂管完井参数设计

精密微孔滤砂管在蒸汽吞吐水平井中得到了广泛应用,但对其理论模型研究很少。耦合水平井蒸汽注入阶段、焖井阶段、生产阶段的传热与传质模型,建立了稠油蒸汽吞吐水平井精密微孔滤砂管完井参数设计模型。研究了筛管外径、筛孔直径、筛孔密度、圆周筛孔数对水平井IPR曲线的影响和吞吐周期内井筒压降的变化规律。研究结果表明,水平井产能随着筛管外径、筛孔直径、筛孔密度的增大而增大,且变化趋于平缓;筛孔密度、圆周筛孔数对水平井产能影响较大;随着温度降低,井筒压降对筛管外径敏感性增强。与现场水平井生产效果对比表明,该模型具有较高精度,为蒸汽吞吐水平井精密微孔滤砂管完井设计与效果预测提供了分析模型。