稠油氧化阶段划分及活化能的确定

火驱是稠油蒸汽吞吐后的重要接替方法,而稠油氧化的反应阶段的划分对火驱点火乃至生产的调控影响重 大。采用热重实验对某油田稠油样品混合油砂氧化过程进行研究,绘制该稠油热失重速率曲线,呈多峰形态,结合稠 油多组分氧化理论进行氧化阶段的细致刻画,分解成低温氧化前期、低温氧化后期、燃料沉积段和高温氧化段共4 个 阶段,并明确定义了各阶段的分界点,与稠油常规认识的三阶段氧化规律相比,四阶段划分法更能刻画低温范围大、耗 时长,反应复杂的特点;用Flynn-Wall-Ozawa 法计算各阶段的反应活化能也与常规划分有较大区别。该认识对稠油火 烧油层点火阶段的热量供给具有的参考价值。     

稠油增效注蒸汽开采技术在河南油田的应用

为了改善稠油老油田注蒸汽开采的效果,通过对制约稠油热采中后期热采效果关键因素的分析,应用了通过提高驱动能量、扩大蒸汽波及体积来提高注蒸汽开采效果的增效注蒸汽开采技术.该技术室内物理模拟实验表明,非均质岩心驱油效率可提高16.5%.至目前该技术已在河南稠油油田矿场应用170多口井,有效率84.6%,吞吐井的采收率可提高7%~13%,汽驱井组的采收率可提高12%.稠油增效注蒸汽开采技术为河南稠油油田开发后期改善开发效果,确保稳产上产的关键技术之一.     

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。     

基于差异置信分析的火驱油藏适应性及评价方法

我国稠油油藏蒸汽吞吐为主要开发方式,目前其多数区块已进入开发后期,亟需进行开发方式转换。火烧油层是蒸汽吞吐后的重要接替技术,但由于其技术要求高,对区块实施火烧油层的潜在适应性进行研究至关重要。由于原有的火驱筛选标准已产生滞后,且未形成系统的筛选方法,不足以适用于当前火驱油藏的筛选。因此需建立适应性更好、可靠性更强的火驱油藏筛选方法。对此,本文在大量调研的基础上总结国内外火烧油层矿场实例及其油藏参数,首先从油藏类型、开发历史对火驱候选油藏进行初步筛选,然后利用差异置信法及灰色关联法对油藏参数进行分析评价以建立油藏参数筛选标准,最后对于火驱预期效果的预测选用支持向量机方法。由此形成一套火驱油藏筛选评价方法,并将该方法应用于辽河油田多个区块以确定适宜火驱的候选区块,实现火驱油藏筛选的完善评价。     

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。     

段塞驱技术的探索与研究

针对单家寺油田单六块井组蒸汽驱后期暴露出的一系列问题，通过对该区块油藏地质特点和开采现状特征分析，对段塞驱技术进行了研究，从数值模拟研究、蒸汽吞吐阶段历史拟合和注汽参数三方面探索研究。在此基础上，优化了段塞驱相关参数，利用“经济产油量”作为评价指标，确定了段塞驱最优方案。并结合相应的配套工艺技术进行了现场试验，收到了明显的汽驱效果，油汽比由汽驱前平均油汽比0．38上升到0．80，上升了0．42，阶段采注比达到2．08。段塞驱技术能有效改善特超稠油油藏多轮次吞吐后期的开发效果，是治理蒸汽汽窜，增大蒸汽波及面积，提高稠油油藏采收率的有效手段，是单家寺油田今后的主导开发工艺之一。     

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。     

段塞驱技术的探索与研究

针对单家寺油田单六块井组蒸汽驱后期暴露出的一系列问题,通过对该区块油藏地质特点和开采现状特征分析,对段塞驱技术进行了研究,从数值模拟研究、蒸汽吞吐阶段历史拟合和注汽参数三方面探索研究。在此基础上,优化了段塞驱相关参数,利用“经济产油量”作为评价指标,确定了段塞驱最优方案。并结合相应的配套工艺技术进行了现场试验,收到了明显的汽驱效果,油汽比由汽驱前平均油汽比0.38上升到0.80,上升了0.42,阶段采注比达到2.08。段塞驱技术能有效改善特超稠油油藏多轮次吞吐后期的开发效果,是治理蒸汽汽窜,增大蒸汽波及面积,提高稠油油藏采收率的有效手段,是单家寺油田今后的主导开发工艺之一。     

超稠油直井-水平井组合开发蒸汽腔演变规律研究

稠油油藏蒸汽吞吐开发中后期,转换开发方式是提高采收率的重要方法之一,F油田依据现有井网条件进行综合调整,借鉴其他油田成功经验,将直井与水平井组合驱泄复合(VHSD)开发成为吞吐后期接替有效开发的主要方式。本文利用数值模拟技术,开展VHSD开发蒸汽腔发育规律研究,跟踪流体流动轨迹,剖析剩余油变化规律。研究结果表明,多轮次蒸汽吞吐建立注采井间水动力连通时,油层的动用情况决定了蒸汽腔的初始形态,随着蒸汽持续注入,蒸汽腔经历了形成、横向扩展、向下扩展三个阶段,各阶段蒸汽腔扩展方向不同,对应着不同的剩余油分布规律和生产特征变化,其中蒸汽腔横向扩展阶段为主要产油期,阶段产出程度达28.8%,油藏最终采收率可达58.3%。     

海上稠油火烧油层物理模拟实验研究

为探索海上稠油火烧油层开发的可行性,针对渤海稠油油藏开展了火烧油层物理模拟实验。根据石油沥青组分测定法,分析渤海稠油原油组分;通过热失重与扫描量热同步热分析仪测试活化能等高温氧化反应动力学参数;采用一维燃烧管实验模拟评价燃烧稳定性及驱油效果。研究结果表明,渤海稠油组分特征与国内陆上油田相似;稠油高温氧化活化能为157 kJ/mol,与陆上油田相近;油藏火驱前缘推进稳定,燃烧前缘最高温度773 K左右,出口CO₂浓度长期稳定在12%以上,高温氧化燃烧状态良好;火烧驱油效率95.1%,空气油比548 m³/t,驱油效果较好。研究成果为海上稠油油藏火烧油层开发提供技术支持。     

深层超稠油油藏蒸汽吞吐后转汽驱实验研究

辽河油田曙一区深层超稠油油藏经历多年蒸汽吞吐开发,取得了一定的开发效果,但进入吞吐开发中后期,面临周期产油量低、油汽比低及稳产难度逐年增大等问题,蒸汽吞吐后接替技术的研究已迫在眉睫。在室内利用高温高压比例物理模拟装置,针对蒸汽吞吐后转蒸汽驱的影响因素、调控策略和生产特征开展了实验研究。结果表明,蒸汽吞吐阶段形成的温场对后续蒸汽驱开发有较大影响。蒸汽吞吐转汽驱的前提条件,一是注采井间油层热连通温度要达到原油转驱温度以上,二是吞吐阶段培育的蒸汽腔体积要足够大,横向波及注采井距1/3左右为宜。注采井段调整是改善汽驱效果的重要影响因素。对于层内无稳定分布的夹层情况,蒸汽吞吐及蒸汽驱阶段注汽井采用下1/2井段注汽,能够有效抑制汽体超覆,提高采出程度。当蒸汽驱达到剥蚀生产阶段后,将生产井由全井段调整为下1/2井段生产,能够在一定程度上扩大波及体积,提高采出程度;超稠油蒸汽驱生产特征以剥蚀作用为主,驱替作用为辅。研究结果为深层超稠油油藏蒸汽吞吐后转汽驱开发方案优化设计及矿场试验提供理论依据。     

提高稠油油田多轮次吞吐采收率方法研究

根据国内某稠油油田笼统注汽开采多年的生产数据,对此油田生产井的生产动态进行了模拟计算,得到该油田注采井产油的基本生产规律及动用情况。结合测井数据与数值计算结果,分析了该油田蒸汽吞吐后期存在的主要问题,即油层层间动用不均、底层油层动用较差。针对上述问题,提出了蒸汽吞吐后期注汽井分层注汽的方案。据此优化设计方案进行了现场验证,通过对比证明了分层注汽、在注汽过程中加快底层注汽速度方案的有效性与可行性。通过研究增加了生产井蒸汽吞吐采油的轮次,延迟了蒸汽驱采油的启动时机,为国内相似油田的开采提供了借鉴。     

边水稠油油藏水驱后蒸汽吞吐方案设计

注水开发多年的具边水的普通稠油油藏的原油粘度高、流度比大 ,加之油藏非均质及边水入侵的影响 ,其注水开发效果较差。到含水高于 90 %时 ,仍有大部分原油未开采出来 ,因此 ,有必要转换开发方式 ,进一步提高采出程度。针对以上问题 ,应用黑油模型和热采模型 ,在对水驱阶段历史拟合和现代油藏工程评价的基础上 ,从筛选标准、吞吐试采产能及吞吐模拟等方面评价了注蒸汽热采的可行性 ,并用正交设计分析方法优选了吞吐注汽参数。结果表明 ,该类油藏由注水开发转为注蒸汽开采 ,可以有效地提高采出程度。这种设计方案为相似类型稠油油藏的开发提供了一套较为完善的借鉴方法。     

注氮气改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果

蒸汽吞吐后期随着地层能量枯竭和井筒周围含油饱和度减少,周期含水升高,油气比下降,开采效益变差。注氮气是改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果的有效途径,其主要增产机理是增加蒸汽波及体积,补充驱动能量,进一步降低残余油饱和度和提高回采水率。模拟研究表明,在吞吐后期宜采取先注氮气、后注蒸汽的注入方式,并且存在一个优化的周期注氮量。     

深层块状特稠油油藏蒸汽吞吐后期转换开发方式研究

以W油藏为研究对象,应用数值模拟方法对深层特稠油油藏蒸汽吞吐后期转换开发方式进行研究。研究结果表明,该油藏适合双水平井重力泄水辅助蒸汽驱开发,最佳注采参数为：注汽速度240t/d,采注比1.2,井底干度大于50%。该成果对深层稠油油藏吞吐后期进一步提高采收率具有重要指导意义。     

稠油油藏多元热流体吞吐油藏参数界限研究

多元热流体为蒸汽、氮气、二氧化碳的高温高压混合气体,具有降低原油黏度,提高地层压力,改善油藏剖面,提高稠油油藏开发效果等作用。为研究适合多元热流体吞吐的稠油油藏条件,通过数值模拟方法,定量研究了地质流体参数对稠油油藏注多元热流体吞吐效果的影响程度,影响程度强弱确定了各参数界限。结果表明:高强度影响因素原油黏度应该低于6 000 mPa·s,有效厚度大于3～11 m,中强度影响因素剩余油饱和度应该大于0.45～0.65,渗透率大于130×10~(-3)～1 000×10~(-3)μm~2,低强度影响因素纯总比应该大于0.42,孔隙度大于0.20,油藏深度超过300 m。研究结果为稠油油藏多元热流体吞吐高效开发提供技术依据。     

浅薄层稠油油藏水平井蒸汽吞吐注汽参数分析

随着稠油开采技术的发展,水平井在浅层稠油开采上的应用规模逐渐扩大。为高效开发浅薄层稠油油藏,应用数值模拟方法及灰度关联分析方法研究了浅薄层稠油油藏蒸汽吞吐注汽参数的敏感性。研究结果表明,水平井蒸汽吞吐注汽参数敏感性排序为:注汽强度>蒸汽干度>焖井时间>注汽速度。并在此基础上,优化了某浅薄层油藏的注汽参数,优化结果为注汽强度14 t/m,蒸汽干度大于等于0.5,焖井时间为2～4 d,注汽速度300 t/d时,每周期注汽量较上一周期递增10%左右。该研究成果对此类油藏的高效开发具有重要的意义。     

旅大27-2油田稠油油藏流体流动性影响因素

旅大27-2油田开发已经进入到蒸汽吞吐中后期,目前油田含水上升快,蒸汽吞吐开发效果变差。为了更好地对旅大27-2油田进行储量评价以和开发动用。详细研究了稠油族组成、温度、油水乳化、压力、N_2溶解及降黏剂对旅大27-2油田稠油黏度的影响,然后通过流动性实验证实了稠油在储层中的流动性主要受到黏度的影响,明确了温度、油水乳化和降黏剂的使用是影响稠油黏度的主要因素。当温度从50℃升高到100℃时,旅大27-2油田稠油油样黏度从3 665 mPa·s降低到172 mPa·s,降低了95.31%;50℃时,70%含水原油黏度为不含水原油黏度的21.1倍;50℃、降黏剂含量为1.0%时,降黏率为94%。有效地避免或者减弱油水乳化形成油包水乳状液,是有效提高油田开发效果的重要途径。     

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。