海上多元热流体参数优化及选井原则研究

多元热流体吞吐技术对渤海稠油油藏的开采具有较好的适用性,但前期作业中未考虑注采参数、选井原则等因素对开采效果的影响,其在增产方面仍有上升空间。为了进一步提高多元热流体吞吐开采稠油油藏的经济效益,建立了基于渤海A稠油油田的油藏数值模型,在数值模拟结果的基础上,利用灰色关联度的数学方法得到了注采参数的敏感性排序,研究了关键注采参数和地层主要参数对油藏开采效果的影响规律,形成了最优注采参数组合和地层选井原则。计算得到了注采参数的敏感性排序为:注入温度蒸汽注入强度焖井时间复合气体注入强度地层压力注汽速度。形成了地层选井原则:油藏厚度≥10 m、长水平井段、渗透率≥3 000×10~(-3)μm~2、正韵律地层。基于研究成果开展的6井次现场试验表明研究成果符合油藏实际,可获得较好的开采效果。     

基于多目标的干热岩注采取热性能均衡优化方法

地热能是一种清洁、环保的可再生能源,是未来自然资源开发利用的重要对象,其中干热岩是重要的深部地热资源之一。目前取热性能多目标优化较少考虑储层开采模型,也未综合比较不同优化思路下的效果。为了提高热储取热效率、延长地热开采寿命,基于青海共和地区干热岩开采热—流—固耦合模型与三种取热优化方法,得到合适的地热系统运行参数（注入温度、注入排量、生产压力、注采间距）,并对比评价了不同方案下的取热效果。研究结果表明：(1)注采参数敏感性分析指出,发电功率、采收率与注采压差之间呈逆向关系,这是采用多目标优化的直接原因;(2)基于参数化研究得到的优化方案热储寿命最短为10年、注采压差达67 MPa,存在显著的热突破现象,储层安全受到挑战;(3)采用多目标优化决策一体化方法,得到了最佳的干热岩系统运行参数组合,热储寿命可超20年,实现了均衡优化的结果。结论认为,多目标优化思路在地热开采中具有可行性与适用性,该方法为地热高效开发利用提供了参考和借鉴,并可助力我国“双碳”目标实现。     

凝析气单井吞吐采油注采参数优化设计

凝析气单井吞吐可以有效提高油田采收率,因此对凝析气单井吞吐采油注采参数的优化具有重要的生产指导意义。根据对国外B油藏实例井凝析气吞吐效果的研究,建立了组分模拟数值模型,并应用数值模拟方法,分析了凝析气周期注入量、周期注入速度、焖井时间及采液速度对凝析气单井吞吐累积增产油量与换油率的影响。并在此基础上,应用正交实验设计方法,对凝析气单井吞吐采油注采参数进行了整体优化设计,最终得到该区块最优采油注采参数:注入量为283.2×104m3,注入速度为11.3×104m3/d,焖井时间为10d,生产井产液速度为1590m3/d。     

减阻-渗吸-驱泄协同开发技术机理及应用

低渗透油藏是胜利油区重要的产油阵地之一，其储量占油田总储量的20%以上。低渗透储层具有孔喉半径细小、非均质性强的特点，导致水驱过程出现注入压力高、难注入等问题。目前主要采取活性剂降压增注、高压注水、缩小注采井距等措施来提高开发效果，但仍存在有效时间短、单井注入量低、单井采出液量低、波及体积小等生产问题，因此，开展新型高效的开发方式刻不容缓。“十三五”以来，开展了水井增注补能、采油井渗吸增油、注采井间驱泄扩波及协同开发方式，可以实现提高驱替压力梯度、增强水驱、提高采收率的目的。该协同开发模式在纯化油田开展了矿场应用，纯化油田62 区块水井的注入压力降低20%，注水量提高25%，对应的采油井单井日产油量由0.45 t/d 增至5.08 t/d，增产效益明显，整体采收率提高 8%以上。     

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。     

基于热——流—固耦合的多分支径向井地热开发模型及其取热效果分析

多分支径向井地热开发取热系统是开采地热资源的一种新方法,具有单井注采一体、换热面积大、沟通能力强等优势,其中布井参数和储层条件是影响其取热效果的关键因素。为此,建立了基于热—流—固多物理场耦合的单主井筒多分支径向井传热模型并验证了模型的准确性,对比了直井与多分支径向井的取热效果,研究了布井参数、天然裂缝缝长等因素对系统取热效果的影响。研究结果表明：(1)在取热过程中岩石发生收缩变形,裂缝渗透率显著提高,但促进了冷锋入侵现象,进而加剧了热突破,缩短了系统的取热寿命;(2)增加分支井数量,可增大水平方向的取热区域,沟通更多天然裂缝,保持较高的取热温度和取热功率,其中6分支井为最优井数,最优取热总量为7.37×1015 J;(3)分支径向井越长,储层降温越慢,平均每增加1 m,生产温度升高0.16℃;(4)增大井间距,能延缓热突破,提高系统取热效率,延长高温取热时间,最优井间距为350 m,年取热功率为8.28 MW;(5)系统取热功率随着天然裂缝缝长的增加而降低。结论认为：(1)相较于直井,多分支径向井能沟通更大体积的高温储层,能获得较高的取热功率和取热总量,在30年取热时间里,热储采出程...     

氮气隔热助排提高稠油蒸汽吞吐热采效果

稠油蒸汽吞吐热采是一种降压开采方式,随着注汽周期的增加,地层压力在幅度下降,因而造成油井产量下降,油汽比降低,油田开采效果差,1998年度开发了氮气隔热助排技术,此项技术通过注汽过程同时注入氮气,在向地层注入热量的同时向地层补充压力,从而提高吞吐开采效果,到目前为止,已累计施工36井次,增产原油8710t。平均单井增产227t,单井创直接经济效益21．3万元,提高阶段采收率3－5％,现已在辽河油田推广应用。     

水力喷射微小井眼水平井流动耦合模型及影响规律

水力喷射微小井眼水平井可以在储层中快速建立起几十米的流动通道,从而实现"一井多层,一层多眼"开采,被认为是可提高单井产量、降低成本和有效保护油气层的潜力技术。针对微小井眼参数设计的问题,建立了油藏入流和井眼流动耦合的多微小水平井眼产能计算模型,研究了井眼参数对产能的影响规律,并应用正交试验法评价了各参数的敏感性。结果表明,微小井眼水平井产量受井眼参数影响的敏感性强弱顺序依次为分支数目、井眼长度、井眼直径、分支夹角,最主要的影响因素为分支数目和井眼长度。微小井眼水平井井眼参数设计的一般原则是分支夹角不小于90°,各井眼在垂直于主井筒的平面内均布,钻井工艺水平允许的前提下尽量增加分支数目、井眼长度和直径。     

特低渗油藏水平井与直井注采系统差异研究

特低渗油藏直井开发注采井距小,单井控制储量有限,但采用水平井注采系统可较好地解决上述问题,从而获得较好的经济效益。文中全面考虑油水两相流、非活塞驱替及产量等影响因素,利用两相流数学表达式,将水驱前缘与油井泄油压力波及距离之和作为设计注采井距的依据,分别研究了特低渗油藏直井与水平井极限注采井距与物性的关系,深入剖析了2种注采系统开发特低渗油藏的差异。实例分析表明,2种注采系统的注采井距与渗透率近似呈幂函数关系,且水平井注采井距是直井的2～3倍,有效解决了直井注采井距小的问题;进一步证实了水平井井间渗流为线性渗流,比直井的注采系统更有利,从而为采用水平井开采特低渗油藏提供了理论基础。     

一种分支井衬管回接技术

自水平井技术发展以来,人们就开始了分支井钻井的尝试。所谓分支井钻井,就是从一个主井眼中侧钻出多个分支井眼的钻井,而主井眼可以是直井,也可以是水平井。主井眼为直井的分支井可以开采不同的油气层,相当于多口开发不同层位的定向井或水平井,能有效开采多层段的油气藏;而主井眼为水平井的分支井则更大程度地提高了油藏的裸露程度,增加了油藏的泄油面积,能进一步提高原油产量和采收率。因此,分支井可以用来提高原油采收率及单个油藏或多个油藏的开采效率,减少井场数量,提高油田开采的综合经济效益。     

The Performance of Water Floods with Horizontal and Multilateral Wells

The use of horizontal and multilateral wells in the oil industry has increased rapidly during the last two decades. The main reason for this upsurge is that horizontal and multilateral wells provide a large contact area with the reservoir, and therefore enhance the well productivity or injectivity better than conventional vertical wells. The high productivity coupled with the recent advances in drilling technology for horizontal and multilateral wells has made their application an economically viable option. In this study, the performance of nonconventional wells in water flooding projects was investigated using numerical simulation techniques. Extensive three-dimensional, fine-mesh simulation runs are performed to determine the oil recovery by nonconventional wells under different operating/reservoir conditions. Results show that the pattern used has a significant effect on the displacement performance of nonconventional wells. The study shows the various conditions under which nonconventional wells will perform better than the use of conventional vertical wells.     

分支井汇合流动压降计算

随着节约型开发方式的发展以及海洋油气的开发,分支井开发油气资源技术越来越受到人们的重视。分支井开采的一个显著特点是存在分支与主支的汇合,在汇合点处存在汇合流动的局部阻力损失,即汇合流动压降。为此,需要建立汇合流动压降物理及数学流动模型,分析汇合流动局部损失的大小,从而为分支井油气产能分析提供基础。文中采用类比方法建立了三分支井的物理模型;通过流体力学分析,建立了三分支井的等径三通的汇合流动模型和等径斜支管的汇合流动模型;汇合流动压降计算表明,当总的流量小于1000m^3／d,各支管内直径不小于76mm时,无论是等径三通还是等径斜支管,其局部阻力损失都很小,最多为0．01MPa左右,是1000m井深油井重力压力损失的0．13％左右;而在生产压差为6MPa水平段井筒内,局部阻力损失0．01MPa,只有6MPa的0．17％左右。考虑现场的工程实际,可以忽略由于分支汇合流动而造成的局部阻力损失。而且三分支井的分支点处采用普通分叉管时,汇合点处最好采用等径三通连接。     

鱼骨型多分支井向井流动态关系

多分支井钻井井数日益增加,迫切需要建立各类多分支井的向井流动态关系。针对鱼骨型多分支井,在充分考虑油藏内三维稳定渗流及多分支井井筒内流动特点的基础上,导出了鱼骨型多分支井生产时油层内三维压力分布,提出了多分支井筒内有会合流和无会合流的井筒内压降计算模型,从而建立了考虑多分支井筒内压降影响的向井流动态关系数学模型,为产能计算、适用性筛选等提供了方法和手段。利用所建模型研究了有关参数对鱼骨型多分支井产能的影响,研究表明;(1)对于均质油藏,在鱼骨型多分支井总长度一定的情况下,分支数增加,产能会降低;(2)鱼骨型多分支井更适合开发厚度较薄的油藏,尤其适合于有底水的薄油藏。     

面积注水井网的选择与调整

面积注水井网生产井的产出能力与注水井的注入能力之比,对合理注水方式的选择有着重要的影响。随肴产出-注入能力比的增加,应适当增加井网的注采井数比。当产出能力显著低于注入能力时,反九点注水井网是最佳的选择;当产出注入-能力比接近0,25时,应选择四点注水井网;当产出能力接近注入能力,选择五点注水井网,可以得到较高的采油速度。给出了合理注采井数比的简便计算公式。指出,中、低渗透油藏由于流度比都小于1,采用反九点注水井网进行开发是不适宜的,并给出了反九点注水井网的几种主要调整方式。     

The Performance of Water Floods with Horizontal and Multilateral Wells

Abstract

The use of horizontal and multilateral wells in the oil industry has increased rapidly during the last two decades. The main reason for this upsurge is that horizontal and multilateral wells provide a large contact area with the reservoir, and therefore enhance the well productivity or injectivity better than conventional vertical wells. The high productivity coupled with the recent advances in drilling technology for horizontal and multilateral wells has made their application an economically viable option. In this study, the performance of nonconventional wells in water flooding projects was investigated using numerical simulation techniques. Extensive three-dimensional, fine-mesh simulation runs are performed to determine the oil recovery by nonconventional wells under different operating/reservoir conditions. Results show that the pattern used has a significant effect on the displacement performance of nonconventional wells. The study shows the various conditions under which nonconventional wells will perform better than the use of conventional vertical wells.     

水驱油田合理注采压力系统

合理注采压力系统优化研究是开发水驱油田关键环节之一。以往采用的算法均存在缺陷：①“吸水、产液指数法”未考虑注采不平衡问题、油水密度差异及体积系数;②“吸水、产液指数及注采比法”未考虑油水密度差异及体积系数;③“吸水、产液指数比及注采压差法”不具有理论和实际意义;④“考虑单井及地层压力变化法”未考虑注水井启动压力、采油井启动压力对油田开发效果的影响。为解决上述问题,基于水驱油田注采压力剖面,提出了优化研究水驱油田注采压力系统的新方法。与以往的算法相比,新方法综合考虑了注采不平衡、油水密度差异、体积系数、注水井启动压力、采油井启动压力梯度等方面的影响因素。结果显示,新方法可适用于水驱油田任何油藏类型、任何油层压力分布状况条件下的合理注采压力系统参数计算。运用新方法对胜坨油田胜一区沙河街组二段1-3砂组油藏进行了合理注采压力系统参数计算,得出了该油藏合理油、水井数比为1.42,合理地层压力保持水平为17.29 MPa,此时合理采液量为14 572.41 m³/d,比调整前增加12 452.41 m³/d,合理注水量为15 906.88 m³/d,比调整前增注13 566.88 m³/d,提液增注效果显著。研究结果表明,新方法具有较强的适用性和应用前景。     

提高油藏注水开发效果的措施——以百口泉油田检188断块克上组油藏为例

以百口泉油田检188断块克上组油藏为例,总结了如何提高非均质、薄层、低饱和砾岩油藏开发效果的做法:针对低饱和油藏地饱压差大的特点,充分利用油藏弹性能量,采取先转抽求产;当地层压力降到一定程度后,在短期内完成注水井的转注工作,进行温和注水,控制注采比,合理补充地层能量,以扩大注水波及体积;注水见效后再及时放大生产压差生产,进行合理的动态调配,进一步扩大注水效果;对油井进行增产措施;对水井进行地面分注,对注不进、注水不满足井进行增注等措施,进一步扩大注水波及系数,提高了油藏的采收率.     

辽河油田双6储气库注采能力评价

为保证辽河油田双6储气库应急调峰期间强注强采和安全运行要求,以SL1井为例,综合考虑库区地层压力安全区间10~24 MPa、注采管柱抗冲蚀及地层携液能力三方面因素,开展双6储气库注采能力评价研究。在2017—2020年“四注四采”周期内,连续开展产能试井,监测流压与注采气量,建立二项式产能方程,计算不同地层压力下的极限注采气量;计算得到?114.3 mm气密封注采管柱的临界冲蚀流量及临界携液流量,确定单井安全注采制度;总结SL1井地层压力随累计注(采)气量变化规律,预测该井安全累计注气量为0.942×108~2.713×108 m3;在库区连通并达到统一压力系统后,预测当双6库区安全库容为7.623×108~34.510×108m3时,才能保证地层压力及注采气容量满足气库安全运行。     

一种合理注采压力系统关系图版的建立——以A油田为例

在油田开发过程中,注采压力系统优化研究是水驱开发油藏研究工作的关键环节之一,合理与否直接影响油田开发效果。利用油藏工程计算方法,创建一种判别注采压力系统合理性的关系图版,即在充分发挥油井产能的基础上,考虑注采平衡关系,以破裂压力与注水设备许用压力为限定条件,计算不同含水阶段的注水井井口与井底压力;同时,构建不同地层压力水平、不同开发阶段、不同注采比条件下,注水压力与油井产量的对应关系曲线图版,直观判定注采压力系统的合理性。应用结果表明,该方法能够准确判别油田注采压力系统的合理性及安全性,符合油田实际生产需求,对不同类型水驱油藏压力系统的研究均有借鉴意义。     

低渗透油层非达西渗流单井产能计算

低渗透油层渗流阻力大,存在启动压力梯度,常规的单井产能计算方法难以适用于低渗透油层油井。合理计算和评价低渗透油层油井产能,科学分析产能的影响因素,对于提高低渗透油层开发效果具有重要意义。运用渗流理论,根据低渗透油层的渗流物理特征,考虑非达西渗流特征,结合计算机辅助计算,推导了低渗透油层平面径向流和一源一汇注采井之间压力分布及产能计算公式,分析了压力分布特征及产能影响因素。由于低渗透油藏油井大部分压裂求产和投产,因此利用坐标变换方法推导了低渗透油藏直井、压裂直井的单井产能公式。产能公式可对低渗透油藏油井产能进行定量评价和影响因素分析,为提高单井产能及油田开发效果提供理论依据。