热力泡沫复合驱物理模拟和精细数字化模拟

根据稠油热采三维物理模拟相似准则,得到胜利孤岛油田特稠油油藏蒸汽驱及后续转热力泡沫复合驱三维物理模拟的实验参数并进行相关实验,基于实验结果,对蒸汽驱及后续热力泡沫复合驱进行三维精细数值模拟研究。结果表明,蒸汽驱后转热力泡沫复合驱可有效抑制蒸汽窜流、改善蒸汽波及状况进而提高稠油采收率。利用三维精细数值模拟技术优化设计的热力泡沫复合驱工艺参数为:最佳方式为泡沫段塞注入,最优蒸汽注入速度为25 mL/min,氮气注入速度为1000mL/min(标准状况),泡沫段塞注入时间为1.0min,段塞间隔时间10～20min;利用相似准则对优化结果进行反演计算,可得到现场最优注采参数,该条件下特稠油油藏采收率可达到42.15%,较单纯蒸汽驱最终采收率(29.64%)提高12.50%。     

稠油油藏注蒸汽开发后转热水驱实验与数值模拟

注蒸汽是目前稠油油藏开发的主要方式,随着开发进程的加快,注蒸汽开发油藏大多已进入后期阶段,注汽效果差、井间汽窜严重等逐渐成为稠油油藏开发亟待解决的问题。以热采剩余油为研究对象,运用室内物理实验和数值模拟方法,研究了稠油油藏注蒸汽开发后的转换方式。不仅建立了不同温度和不同时机下的蒸汽驱转热水驱模型、水汽交替注入模型和氮气泡沫热水驱模型,而且建立了不同厚度、不同韵律以及不同变异系数下的稠油油藏注蒸汽开发转热水驱数值模型。研究结果表明,采用120℃的热水,注蒸汽采收率为22%时转热水驱效果最好;厚度大于5m,变异系数小于0.4的反韵律油层转热水驱效果较好。     

基于模糊综合评判模型的蒸汽吞吐注采参数优化设计方法的研究

方法根据正交设计法和模糊数学原理，提出了一套完善的对蒸汽吞吐注采参数进行优化设计的模糊综合评判模型，并通过计算实例进行分析。目的优化蒸汽吞吐注采参数，提高稠油油藏开发效果。结果该方法能综合考虑蒸汽吞吐过程中各项技术、经济指标的影响，在注采参数优化设计的同时，能够考虑各参数之间交互作用的影响；草20块蒸汽吞吐各注采参数对开发效果的敏感程度依次为：生产井流压、注汽干度、周期注汽量、注汽量递增方式、注汽速度、周期极限产量。结论基于模糊综合评判模型的蒸汽吞吐注采参数的优化设计方法．其优化结果与现场实际较为符合，通过完善可成为优化稠油油藏开发管理的有效方法。     

The Evaluation of the Impact of Wettability Alteration and Oil Relative Permeability Changes With Temperature During Cyclic Steam Injection in Naturally Fractured Reservoirs Using Horizontal Wells

In this communication, first, cyclic steam injection process in an Iranian heavy oil reservoir was simulated using three horizontal wells and the effect of various operational parameters on the performance was studied. This study has been done on the fractured reservoirs, as there are few studies on cyclic steam injection and the effect of temperature changes on the oil relative permeability in such reservoirs. Then, some practical values of irreducible water saturation and residual oil saturation at different temperatures have been considered for study of their effects on the oil recovery and oil relative permeability, because these practical values are so useful for prediction of production performance. The conclusions indicate that irreducible water saturation and residual oil saturation have significant impact on recovery factor and cumulative steam oil ratio. Comparison of four various methods show the difference in calculated oil relative permeability at various water saturations.     

中深层超稠油油藏SAGD开发热效率分析及提升对策

针对目前中深层超稠油油藏SAGD(蒸汽辅助重力泄油)开发中热能消耗大、热利用率低的问题,参考辽河油田杜84块馆陶油层SAGD实际生产数据,对SAGD开发各阶段热损失原因和影响因素进行了分析,计算了开发全过程各阶段的热损失,并提出了热效率提升对策。结果表明:SAGD开发全过程的热损失包含注汽锅炉热损失、汽水分离器热损失、注汽管线热损失、注汽井筒热损失、地层吸热、生产井筒热损失6个部分;热损失主要集中在注汽锅炉、汽水分离器、注汽管线及注汽井筒,热损失比例达到了34.8%,地层吸热比例只有36.0%。针对主要热损失阶段提出了提高热效率的对策,现场实施后综合热效率提高了17.0个百分点。该研究可为改善中深层超稠油油藏SAGD开发效果及经济性提供技术参考。     

确定注蒸汽开发稠油油藏原油采收率的三参数注采特征曲线法

三参数注采特征曲线能够很好地揭示累积注汽量与累积产油量之间的半对数线性关系，可以用于注蒸汽开发稠油油藏原油采收率的计算。针对三参数注采特征曲线不能采用常规的最小二乘法确定模型参数的问题，提出了求解模型参数的两种简单方法，即线性回归法和等步长法。线性回归法仅适用于汽油比有规律增大的油藏，而等步长法与汽油比无关，适用范围较线性回归法要广。通过实例验证表明，用三参数法计算稠油油藏原油采收率是适用、有效的     

超稠油油藏水平井蒸汽吞吐开发合理界限研究

为在经济、技术允许的条件下，合理地开发超稠油油藏，增加可利用的储量资源。本文应用物理模拟，数值模拟方法，研究了达9块超稠油的流体组成，粘温关系和油藏渗流特征，以及超稠油水平井蒸汽吞吐注汽工艺参数对开采效果的影响，考虑经济因素的影响，建立蒸汽吞吐开采目标优化函数，提出开发超稠油油藏的合理工作制度和技术经济界限，研究认为，在实施超稠油水平井蒸汽吞吐时，应采取注高温，高干度，高强度的蒸汽和短周期，多周次的工作制度，同时在完井方式和注采工艺等方面采取配套措施，才能取得一定的效益，研究结果为该类油藏的热采开发提供了可靠的依据。     

稠油油藏水驱转热采工艺可行性分析

胜利油区水驱稠油油藏经过多年的注水开发，由于原油粘度的增大和剩余油分布的高度分散，导致开发后期采油速度低、产量低，严重限制了油藏采收率的提高，因而必须寻找合适的接替技术。中外水驱转热采的实践经验证明，热采技术的高温蒸汽降粘和超覆作用等手段可大幅度提高水驱后稠油油藏的采收率，解决水驱开发无法解决的降低原油粘度和提高波及体积等问题。水驱转热采适合于埋藏深度小于1400m的普通稠油油藏，可大幅度提高原油采出程度。胜利油区的油藏条件完全符合水驱后转注蒸汽的筛选标准，具有广阔的应用前景。     

齐40块蒸汽驱热能综合利用分析与评价

蒸汽驱是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采以后,进一步提高原油采收率的主要热采方式．在蒸汽驱过程中,通过注入蒸汽,将热量释放到油层中;在热能影响下,原油流动性增强,在一定注采压差下,不断流向周围生产井并被采出。蒸汽驱油藏热能利用率越高,汽驱开发效果就越好。文中分析了大量的蒸汽驱监测资料,结合汽驱过程的动态开发规律,对高干度蒸汽注入注汽井筒直至油藏释放热量这一过程进行了研究。利用相关热能计算公式,量化了蒸汽驱过程中热能的实际利用情况,同时针对不同油藏特征进行了深入的分析与评价,为指导汽驱跟踪调控、深化蒸汽驱开采机理认识提供了重要的参考依据。     

国内稠油热采井下动态监测技术现状

稠油热采井下动态监测技术能够提供热采井的温度、压力、干度、吸汽剖面、产出剖面等动态参数，分析各油层的吸汽状况。判断注汽效果，为稠油油藏的有效开发提供科学依据。文章通过对热采井动态参数测量技术及方法和现场应用效果进行分析阐述，提出了稠油热采动态监测技术发展方向。     

重质油藏氮气辅助蒸汽驱注采参数敏感性分析及优化

为明确氮气辅助蒸汽驱中各注采参数对开发效果的影响,并优选最佳注采方案。以JY油田J2区块的11-12井组为例,采用CMG数值模拟软件的STAR热采模块,通过模拟各种氮气辅助蒸汽驱方案,分别评价了注气量、采注比、蒸汽干度、注汽(气)速度及油藏特征参数对最终采收率的影响,并结合正交试验方法对注采参数进行了优化研究,获得了最佳注采方案。结果表明:氮气辅助蒸汽驱过程中氮气注入段塞的体积应小于0.6HCPV,采注比以1.4左右为宜,氮气段塞注入前,蒸汽干度越高越好,而氮气段塞注入后,蒸汽干度控制在50%以上,提高注汽(气)速度以提高采油速度。最优注采参数组合为氮气注入体积0.2HCPV,注入速度为140 m³/d,采注比为1.6。试验井组开展氮气辅助蒸汽驱后单井平均产油量从1.8 m³/d提高至5.9 m³/d,单井平均含水率由97.2%下降至67.8,降水增油效果显著。研究成果为重质油藏开展氮气辅助蒸汽驱提供了参考依据。     

提高陈家庄南区薄层稠油油藏开采效果的技术及应用

胜利油田河口采油厂陈家庄薄层稠油油藏蒸汽吞吐开发中存在的主要问题有：热采防砂有效期短,层薄、净总比低,热损失严重。针对以上问题,采油厂进行了提高薄层稠油热采效果配套工艺技术研究,取得了显著效果。开展了薄层稠油热采防砂新工艺模式的研究及应用,有效延长了防砂有效期;开展了油溶性降黏剂＋CO2＋蒸汽的复合吞吐工艺的研究及应用,优化了CO2注入强度以及油溶性降黏剂的注入量和浓度,有效提高了蒸汽在薄层稠油油藏的波及体积,同时也有效补充了地层能量;开展了薄层稠油水平井配套技术的研究,优化了水平井注汽参数,研究应用了均匀注汽管柱,现场应用取得了显著效果。     

稠油蒸汽驱热效率影响因素研究

通过建立稠油蒸汽驱的开发地质模型,对蒸汽驱开发过程中的蒸汽注入速度、蒸汽注入干度、不同地层渗透率纵向分布,以及油层中存在隔夹层等影响稠油热采热效率的影响因素进行了分析。结果表明：蒸汽的井底干度越大,地层渗透率为正韵律分布时稠油油田蒸汽驱的热效率越高;地层渗透率为反韵律分布时,良好的隔夹层可以提高稠油蒸汽驱热效率;较高的蒸汽注入速度可以提高油田采收率,但会降低热效率。     

Field scale applicability and efficiency analysis of Steam-Over-Solvent Injection in Fractured Reservoirs (SOS-FR) method for heavy oil recovery

Heavy oil recovery from fractured carbonates is a real challenge, yet no proven technology exists as an efficient solution. Reservoir heating is generally inevitable and steam injection is the only effective way to heat heavy-matrix oil in such reservoirs using the steam distributed through fracture network. We propose a new method minimizing heat needed for efficient heavy oil recovery from oil-wet fractured rocks by adding solvent component. Efficiency is a critical issue in this process due to potentially high cost of the process.A new technique we proposed previously called Steam-Over-Solvent in Fractured Reservoirs (SOS-FR) consists of a cyclic injection of steam and solvent in the following manner: Phase-1: Steam injection to heat up the matrix and recover oil mainly by thermal expansion, Phase-2: Solvent injection to produce matrix oil through diffusion–imbibition-drainage processes, and Phase-3: Steam injection to retrieve the injected solvent and recover more heavy oil. Laboratory scale static and dynamic experiments had shown that, under very unfavorable conditions (oil-wet matrix, 4000cp crude), oil recovery at the end of Phase-3 was around 85–90% OOIP with 80–85% solvent retrieval (Al-Bahlani and Babadagli, 2008, 2009a).In this paper, the experimental results obtained earlier were matched to a single matrix/single fracture numerical model and parameters needed for field scale simulation (matrix-fracture thermal diffusion, solvent diffusion and dispersion coefficients) were obtained (Al-Bahlani and Babadagli, 2009b). Using the data obtained through matching, field scale simulations were performed for efficiency analysis and to identify the optimal injection schemes (soaking time for cyclic and injection rate for continuous injection) and durations, and surface steam quality. Specific conclusions as to how to apply this technique efficiently in the field considering the cost of the process were reported.     

哥伦比亚圣湖油田稠油油藏增产技术

针对哥伦比亚圣湖油田稠油油藏开发进入中后期,存在老井产量递减率大、新井产能不足、热采效果变差、高含水率井增多、增产措施效果不明显等问题,在通过室内试验优选发泡剂和氮气与蒸汽注入比的基础上,对泡沫调剖工艺和氮气辅助蒸汽吞吐工艺进行了优化;通过分析生产情况,制定了适应不同区块的稠油注汽转周最优时机图版;进行了高含水率水平井堵水试验。泡沫调剖8井次,平均单井日增油4.4 t,累计增油4 575 t,预计增油超8 000 t;氮气辅助蒸汽吞吐井11井次,平均单井日增油2.4 t,累计增油3 124 t,预计增油超5 000 t;Girasol区块实施优化转周后,周期递减率由18.5%降至15.0%,三个月累计增油5 680 t;A9井堵水后,含水率由100%降至65%,增油303 t。现场应用结果表明,以上增产技术措施适用于圣湖油田稠油油藏,应用以后存在的问题得到了解决,且增产效果显著。      

石油磺酸盐复合体系在稠油热采领域的应用研究

胜利油田稠油热采主要采用蒸汽吞吐的方式。其中新开发稠油区块注汽压力高、注汽干度低和老区多轮次吞吐后采收率低、油汽比低是影响热采效果的主要因素。油水之间的高界面张力导致蒸汽驱替效率低是多轮次吞吐后开发效果变差的主要原因之一。针对以上问题开展石油磺酸盐复合体系提高稠油开发效果室内研究,对石油磺酸盐复合体系配方进行优化研究,通过高温岩心驱替实验研究磺酸盐复合体系降低注汽压力的能力,研究石 油磺酸盐复合体系提高注入蒸汽驱替效率和岩心采收率的能力,研究不同注入方式对提高采收率的影响,研究结果表明石油磺酸盐体系可有效降低蒸汽注入压力,提高驱替效率和岩心采收率。2004年在胜利油田单家寺油田、孤岛油田、孤东油田现场应用12井次,单井降低注汽压力0．5～2．6MPa,周期采油量增加190～480t,截至2004年底已累计增油4600t。     

薄层特,超稠油油藏高周期蒸汽吞吐阶段开发策略研究

方法结合矿场试验，应用油藏数值模拟技术，研究组合注汽、动态配汽、强排和降粘等一系列开发策略。目的提高河南油区稠油油藏高周期蒸汽吞吐效果，实现“八五”后产能接替。结果采用面积组合注汽方式，泄油范围和产油量分别提高了0．85和0．58倍，热损失率下降了10个百分点；在前4周期累积来注比分别为0．7、0．9、1．1和1．3的情况下，后续周期最佳注汽量比前一周期分别递减10％、持平、递增10％和递增20％，此时增产油汽比最高；对油层厚度较大、供液能力较强的井，采取换大泵、调大参数等强排技术；现场实践表明：化学降粘、热洗井及伴热降粘技术，使周期生产时间延长了1．1倍，周期产油量和油汽比分别比前一周期提高了0．9和1．2倍，采注比和回来水率均提高了1．4倍，平均单井累积存水下降480t。结论改善薄层特、超稠油油藏高周期吞吐效果的关键是提高系统热效率；合理组合注汽，可有效地抑制汽窜，扩大蒸汽波及体积；动态配汽和超稠油降粘技术，可最大限度地利用地层储热；对油层厚度较大、供液能力较强的油井，必须实现强排。     

氮气及降粘剂辅助水平井热采开发浅薄层超稠油油藏

准噶尔盆地西缘春风油田的超稠油油藏具有埋藏浅、粘度高、厚度薄的特点,常规直井注蒸汽开发效果差。根据油藏开发难点,提出了氮气及降粘剂辅助水平井热采(HDNS)强化开发技术,揭示了各要素的作用机理,即水平井降低注汽压力、增强吸汽能力、减少热损失;降粘剂有效降低井筒周围的原油粘度,提高注汽质量;氮气提高浅层油藏能量,具有助排、隔热作用,提高开发效果;蒸汽具有加热降粘和蒸馏作用。在春风油田排601超稠油油藏投产水平井54口,通过运用HDNS强化采油技术,第1a平均单井产油能力为8.2t/d,累积油汽比为0.48t/t,平均单井峰值产油量为32t/d,实现了浅薄层超稠油的高效开发。     

辽河高升稠油油藏注蒸汽吞吐合理并网密度优选

高升油田为中深层稠油油藏，注蒸汽开采一般井底蒸汽干度较低，目前仍以蒸汽吞吐生产为主。分析了高升油田高三块目前井网密度和生产现状，通过数值模拟方法和油藏热平衡法，以目前井网、井距为基础，系统地对注蒸汽吞吐井网密度进行了研究，其结果表明：合理地钻加密吞吐井，可经济有效地提高采出程度。     

Sensitivity Analysis to Operational Parameters of the Offset Well During Fast-SAGD Process in Naturally Fractured Reservoir

Few studies were done to investigate performance of the Fast steam-assisted gravity damage (SAGD) recovery method especially in naturally fractured reservoirs (NFR). The authors studied some cyclic steam stimulated operational parameters effects on the Fast-SAGD performance in NFR. A synthetic 2D homogenous model was constructed by Computer Modelling Group's (CMG) and simulated using the STARS module. Comparison between SAGD and Fast-SAGD recovery methods in this model shows great increase in the oil production but small increase of thermal efficiency in the Fast-SAGD recovery method. Simulation outcomes represent 17% increment in ultimate recovery factor but small reduction in steam-oil ratio. Results show that increasing the number of offset cycles and injection period yield increment in the oil production. Increasing the offset injection rate causes growth in the oil production, but has an optimal value. By increasing the distance between the offset well and SAGD well pairs up to a certain value, oil production increases but decreases after that point. This is due to the ability of the fractures in making connection between the steam chambers in higher distances. When production bottom-hole pressure decreases, the heated oil in near well region is subjected to more pressure drop and causes more oil to be produced. More offset wells result in higher production but simultaneously lower recovery factors. Increasing and decreasing soak time as the last investigated parameter did not affect the trend of production anyway.