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。     

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。     

胜利油田超稠油蒸汽驱汽窜控制技术

针对超稠油油藏蒸汽驱过程中汽窜严重的问题,开展室内蒸汽驱汽窜控制技术研究,将氮气泡沫与热固性堵剂相结合封堵汽窜,热固性堵剂封堵大孔道,氮气泡沫调整蒸汽的吸汽剖面。优化后的泡沫剂体系300℃阻力因子达到30以上,且对低含油饱和度区域具有选择性封堵作用,适用于超稠油油藏条件下高渗透带的封堵;热固性堵剂在静态120℃可4 h形成固结,150℃可2h有效固结,在蒸汽动态驱替过程中可形成有效封堵。利用双岩心管开展堵调工艺评价研究,结果表明,采用热固性堵剂和氮气泡沫相结合的封堵汽窜方式比单纯应用氮气泡沫提高采收率5.7%,驱替效率整体达到60.8%。2011年在单56超稠油藏进行现场实施,措施后综合含水下降10.2%,生产井井口温度下降15℃,井组日产油量增加28 t以上,单轮次措施有效期198 d,措施增油2 562 t,效果明显。     

HDCS吞吐转蒸汽驱物理模拟研究

针对胜利油田郑411区块深薄层超稠油油藏在多轮次HDCS吞吐生产后出现的问题,利用三维物理模拟设备,进行了超稠油油藏转HDCS蒸汽驱的实验。通过模拟实验,得到了在不同生产方式下的生产特征,研究了HDCS吞吐后期以及转换为HDCS蒸汽驱后流体在油藏中的分布以及变化,并在模拟蒸汽驱的基础上,进行了在氮气泡沫、栲胶、氮气泡沫+栲胶实验。结果表明,经过多轮次吞吐后,模型内部压力大幅下降,产油量下降,产水大幅增加,需要以HDCS驱作为接替生产方式,之后采用氮气泡沫+栲胶封堵汽窜通道的复合调剖方式,蒸汽驱时的产油量显著增加,含水率降低,使超稠油油藏的采收率得到了进一步的提高。     

泡沫改善间歇蒸汽驱开发效果

间歇蒸汽驱是提高稠油热采区块采收率的有效方式,伴随着汽驱轮次的增加,注汽井同生产井之间出现严重汽窜,导致生产效果急剧变差,为此,进行了高温泡沫封堵蒸汽汽窜提高蒸汽驱采出程度研究。利用蒸汽驱物理模拟装置、高温界面张力仪对适用于不同温度的泡沫剂驱替性能、界面张力进行评价,确定不同泡沫剂最佳作用温度;对现场注入气液比、注入方式进行优化研究,确定现场施工方式。研究表明,FCYL和FCYH组合注入效果优于单注一种泡沫剂,伴蒸汽注入氮气泡沫剂后驱替效率提高30个百分点。2004年在胜利油田单56-10-X8间歇蒸汽驱井组实施高温泡沫改善开发效果现场试验,现场应用表明,高温复合泡沫体系可大幅度改善间歇蒸汽驱热采稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。     

泡沫辅助蒸汽驱技术在杜229块应用

杜229块蒸汽驱先导试验区经过多年开发进入蒸汽汽驱开发后期,出现了蒸汽突破、高含水、油层纵向动用不均等问题。这些问题造成井组年产油降低,综合含水升高,油汽比降低,蒸汽驱效果变差。针对这些问题,通过对泡沫辅助蒸汽驱增油机理研究,决定对杜229块蒸汽驱实施泡沫辅助蒸汽驱。结合杜229块油藏地质特征,优选注入二氧化碳气体和调剖剂及优化注入参数。通过二氧化碳泡沫辅助蒸汽驱实施,该井组日产油显著提高,含水降低,汽窜问题也得到有效抑制。试验表明,二氧化碳泡沫辅助蒸汽驱技术可以作为蒸汽驱末期进一步提高采收率有效技术技术保证。     

杜229块蒸汽驱窜流调控技术研究与应用

杜229块超稠油油藏蒸汽驱试验区井组自转驱以来,部分生产井出现了蒸汽窜流突破,造成油井温度高、产液高、含水高、产油量低等开发矛盾,影响了蒸汽驱开发效果。分析认为主要影响因素为各单井井距大小、转驱前采出程度不同;井组储层物性差异大,非均质性强;地层倾角大、蒸汽超覆作用;井网局部不完善。从提高注汽效率和改善回采效果两方面入手,研究应用了动态调整注汽参数,吞吐引效,控制套压,对生产井调剖、暂关,调整机采工作参数,大修、侧钻、补钻更新井以完善井网,同心双管分注,化学调驱等技术手段进行动态调控。研究达到了改变蒸汽窜流走向,抑制蒸汽突破,使井组区域蒸汽均衡扩展的目的。     

ＨＤＣＳ 吞吐转蒸汽驱物理模拟研究

针对胜利油田郑４１１ 区块深薄层超稠油油藏在多轮次ＨＤＣＳ 吞吐生产后出现的问题,利用三维物理模拟设备,进行了超稠油油藏转ＨＤＣＳ 蒸汽驱的实验。通过模拟实验,得到了在不同生产方式下的生产特征,研究了ＨＤＣＳ 吞吐后期以及转换为ＨＤＣＳ 蒸汽驱后流体在油藏中的分布以及变化,并在模拟蒸汽驱的基础上,进行了在氮气泡沫、栲胶、氮气泡沫＋栲胶实验。结果表明,经过多轮次吞吐后,模型内部压力大幅下降,产油量下降,产水大幅增加,需要以ＨＤＣＳ 驱作为接替生产方式,之后采用氮气泡沫＋栲胶封堵汽窜通道的复合调剖方式,蒸汽驱时的产油量显著增加,含水率降低,使超稠油油藏的采收率得到了进一步的提高。     

井楼油田零区稠油热采组合吞吐技术实验研究

井楼油田零区热采汽窜现象严重,已经形成大面积汽窜,为此,开发过程中通过物模方法探索面积汽窜井区扩大蒸汽波及体积、提高采收率的技术。实验采取单井轮流蒸汽吞吐后转组合蒸汽吞吐、组合蒸汽+氮气、组合蒸汽+氮气+泡沫三组平行实验,通过汽窜井区周期产油量、周期油汽比和温度场变化,研究组合吞吐方案的实施效果。结果表明,氮气辅助组合蒸汽吞吐和氮气泡沫辅助组合蒸汽吞吐均能够有效封堵汽窜通道,扩大蒸汽的热波及;组合吞吐技术是扩大汽窜井区蒸汽波及体积、提高采收率的有效手段。     

伴蒸汽注化学剂提高采收率的室内研究

稠油区块经过多轮次蒸汽吞吐之后出现油汽比低、含水高的问题。伴蒸汽注入氮气和泡沫剂可以调整注汽剖面、提高波及效率、降低井间汽窜、伴蒸汽注入驱油剂可以提高注入蒸汽的驱油效率,提高剩余油采收率。通过室内实验研究,筛选出适合伴蒸汽注入的泡沫剂和驱油剂,对注入工艺和注入参数进行了优化研究。室内实验表明,伴蒸汽注入化学剂是提高稠油油藏采收率的有效手段。     

薄互层超稠油油藏蒸汽驱技术研究与试验

薄互层超稠油油藏具有净总厚度比小、纵向非均质性强及蒸汽超覆严重的特点,为明确该类油藏蒸汽驱提高采收率的可行性及影响因素,以杜80块兴隆台油层为目标,借鉴其他类型超稠油油藏蒸汽驱的成功经验,以数值模拟技术和动态分析为手段,开展油藏工程优化设计研究。结果表明:杜80块兴隆台油层中稳定发育5 m左右的泥岩隔层,可细分为2套开发层系独立开发;井网井距为70 m井距反九点井网,注汽速率为1.7～1.9 t/(d·m·hm²),采注比为1.1～1.2,井底蒸汽干度以大于50%为最佳,确定转驱时机为油藏温度大于80 ℃;根据小层厚度及级差界限,分别采用4、8、12、16 孔/m的孔密射孔。蒸汽驱现场先导试验取得了单井日产油、采油速度翻倍的良好效果。研究结果为薄互层超稠油油藏蒸汽吞吐后转换开发方式提供了技术支持。     

中国石化东部老油田提高采收率技术进展及攻关方向

针对中国石化东部老油田的油藏特点和开发矛盾,介绍了水驱、化学驱、稠油热采、CO2驱等不同开发方式下提高采收率技术的主要进展和矿场应用效果.水驱调整以局部注-采关系完善为主,配套工艺采取智能分注分采技术,特低渗油藏开展了压驱注水试验;化学驱形成了无碱二元复合驱和非均相复合驱技术并已工业化推广应用,研发了耐温、耐盐、抗钙镁...     

双水平井SAGD间歇式吞吐强化扩腔技术

强非均质储层条件下,超稠油双水平井SAGD开发中普遍存在注采井间窜扰、水平段动用不均匀、蒸汽腔规模小且扩展缓慢等问题,导致SAGD井组长期处于低产、低效状态。为了改善开发效果,提出双水平井SAGD间歇式吞吐强化扩腔技术策略。以新疆风城油田M区实际井组为例,采用数值模拟对吞吐操作方式、注采参数、转轮时机等关键参数开展了系统研究。研究结果表明,采用注汽井注汽(生产井关井),焖井后生产井采油(注汽井关井)的方式,在合理注采参数条件下,间歇式吞吐能有效改善开发效果,采收率达53.8%。SAGD间歇式吞吐强化扩腔技术主要作用机理为:(1)吞吐期间注汽井高速注入,蒸汽热损失减少;(2)注汽时消除了汽窜和压差影响,有助于扩大蒸汽波及和动用较差区域;(3)注汽期间重力泄油持续进行,建立的液面在开井生产时能有效防止汽窜,实现高效泄油。采用该技术在风城M区开展了2井组试验,措施后日产油水平提高了1.5 t/d,且生产稳定,研究成果为同类油藏改善开发效果提供技术参考。     

孤东油田九区稠油油藏化学蒸汽驱提高采收率技术

稠油油藏在经历了蒸汽吞吐和蒸汽驱开发后,随着注蒸汽井吞吐次数和开采时间的增加,产量递减快、汽窜严重等现象成为开发中后期面临的共性问题,同时也严重制约了该类油藏采收率的大幅提高。化学蒸汽驱在注入蒸汽或热水的同时,加入泡沫体系,利用泡沫体系"堵水不堵油"和"堵低更堵高"的特点,改变注入介质的流动方向,抑制蒸汽超覆和汽窜,补充地层能量,可达到提高稠油油藏采收率和经济效益的目的。根据数值模拟研究和开发实际,设计了孤东油田九区化学蒸汽驱注采参数:泡沫驱后平均注汽速度为3.9 t/h,采注比为1.3,泡沫剂质量分数为0.5%,段塞长度为氮气与泡沫剂段塞注30 d停60 d,在整个过程中蒸汽连续注入。研究结果表明,与未调整的老井相比,调整后泡沫辅助蒸汽驱可生产11 a,新增产能为1.15×10~4t,提高采收率为14.63%。     

强化泡沫的封堵调剖性能及矿场试验

针对强非均质油藏和大孔道油藏提高采收率的需要,开展了强化泡沫驱油技术研究。通过室内实验和矿场单井试验,初步评价了强化泡沫体系的封堵调剖能力和驱油效果,探索了强化泡沫驱的注入方式。孤岛油田28-8井区强化泡沫驱矿场试验取得了较好的效果,试验期间注入井注入压力上升,吸水剖面明显改善,6口生产井见到了降水增油效果,累积增产原油1.1×104t,表明强化泡沫驱是一种很有发展潜力的三次采油技术。     

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%。     

泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发数值模拟

泡沫油型超重油油藏原始溶解气油比高,地下可形成泡沫油流,水平井冷采初产较高,但一次衰竭开发采收率低。因此,开展了泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发技术研究。根据研究区块油藏地质特征,建立了泡沫油冷采及热采数值模拟模型,研究了泡沫油SAGD驱油机理和开发技术政策。研究结果表明,与油砂SAGD不同,泡沫油具有流动性,泡沫油SAGD驱油机理为在注采井形成热连通之前蒸汽驱油为主、重力泄油为辅,形成热连通后蒸汽驱油为辅、重力泄油为主。泡沫油SAGD启动阶段不需要预热,注采井间垂向井距应适当增大。地层压力下降后油相中析出的溶解气附着在蒸汽腔侧面上影响蒸汽腔的横向扩展。因此,冷采转SAGD时机应尽量延后,当冷采至较低地层压力、溶解气含量大幅降低时转SAGD开发效果更好。由于区块构造具有倾角,生产井水平段井轨迹应保持水平,有利于形成合理的SAGD汽液界面;在满足技术经济条件下,缩小SAGD排距可提高采出程度。提出了提高SAGD开发效果的措施：1采用上下两口水平井冷采,有利于减少溶解气含量,提高SAGD开采效果;2对于多井SAGD,采用（交替）不平衡注汽,可促进蒸汽腔发育,提高采出程度。     

稠油油藏高温凝胶改善蒸汽驱开发效果可视化实验

针对稠油油藏蒸汽驱汽窜现象严重的问题,为了研究高温凝胶改善稠油注蒸汽开发的效果,利用二维可视化物理模拟设备,通过图像采集系统对比了注入高温凝胶前、后的图像,并全程跟踪了蒸汽驱开发稠油时汽窜产生的过程以及注高温凝胶后蒸汽驱油层的波及情况,据此研究了利用高温凝胶改善蒸汽驱开发效果的微观机理。实验结果表明:稠油蒸汽驱过程中,由于压力梯度的差异,注采井间容易形成窜流通道;蒸汽在油层中产生明显的指进现象,从而降低蒸汽的波及范围,窜流通道两侧存有大量的剩余油;凝胶溶液首先进入窜流通道,并占据颗粒间的大孔隙,成胶之后对高渗通道有良好的封堵作用;后续注入的蒸汽绕过主流通道,能够进一步驱出剩余油。驱油结果表明:注入凝胶之后的最终波及效率能够达到70.44%,最终驱油效率达到60.45%,分别比单纯蒸汽驱提高了22.35%和15.17%。