注多元热流体吞吐转驱替三维物模及数值实验

针对注多元热流体（蒸汽、热水、氮气和二氧化碳的高温混合物）热采组分多、增油机理复杂、吞吐后转驱规律不同于常规注蒸汽的问题,开展了注多元热流体吞吐转驱替三维物模及数值试验研究。研究以相似准则为基础,根据渤海N稠油油田地质油藏特征为原型,首先建立了三维比例物理模型,开展了水平井注多元热流体多轮吞吐后转驱替的三维物理模拟实验,得到了转驱生产动态与加热腔扩展的对应规律。然后,建立了数值试验模型,在对三维实验数据进行历史拟合的基础上,进行了注多元热流体吞吐后转多元热流体驱、转蒸汽驱、转蒸汽复合氮气二氧化碳驱等注入不同介质的数值试验,对比分析得到了不同生产阶段的主要增油机理。最后,对渤海N油田南区水平井多元热流体三轮吞吐后转驱的工艺参数进行了优化,得到了最佳工艺参数组合。研究结果可为稠油油田吞吐转驱方案设计提供指导和借鉴。     

稠油油藏多元热流体吞吐影响因素分析

渤海海上稠油油田水平井多元热流体吞吐试验成功。通过对多元热流体增产机理的分析,建立数值模拟机理模型。用正交数值试验方法,定性定量地给出了不同油藏地质参数和注采参数对吞吐效果的影响程度及敏感性。分析表明,地层含油饱和度、原油黏度、多元热流体注入温度及注入量对吞吐效果影响显著。为现场多元热流体吞吐效果预测及现场实施方案制定提供一定指导。     

海上稠油热采井加热范围计算方法研究及应用

为实现海上稠油油田的高效开发,在渤海南堡35—2油田开展了多元热流体吞吐矿场试验,并取得了显著的增产效果。开创了国内海上稠油热采的先例。分别推导了基于能量平衡及基于物质平衡原理的多元热流体吞吐井加热半径计算方法。并以试验井为例进行了计算。此外,对计算结果及两种方法的适应性进行了分析,为海上稠油热采方案设计起到了一定的指导作用。     

海上稠油热采井井筒温度场模型研究及应用

摘要：海上稠油油田的开发越来越受到人们的重视,多元热流体吞吐是一项集热采、烟道气驱等采油机理于一体的新型、高效稠油开采技术,该技术在渤海油田进行了现场试验并取得了成功。以渤海 M 油田多元热流体吞吐实验井为例,介绍了海上稠油油田多元热流体吞吐工艺的特点;研究了热流体吞吐井各传热环节及井筒温度场分布模型,建立了井筒综合传热系数的计算方法,并以海上实际热流体吞吐井为例进行了计算。在此基础上,模拟了隔热油管导热系数、下入深度、多元热流体组成等工艺参数对热采效果的影响,并得到了一些有益的结论,为海上稠油油田规模化热力采油工艺方案优化设计起到指导性作用。     

稠油热采工艺在渤海油田稠油开采中的应用

渤海油田稠油主要运用蒸汽吞吐开采,稠油热采过程中存在着较多技术问题,这些技术问题对渤海油田的稠油开采增加了难度.结合渤海油田具体工程实例,阐述蒸汽吞吐热采工艺在渤海油田的应用,通过关键工艺技术的提升,提高稠油采收率.     

裂缝性稠油油藏水平井产能分析

针对我国稠油油藏的开发现状,将裂缝性地层与稠油油藏有机的结合起来,探索了裂缝性稠油油藏水平井产能分析。首先通过建立裂缝性地层模型,运用了渗流力学和储层表征与建模知识,来分析和表征了裂缝对开发地层渗透率的作用。其次通过针对目前比较适用的稠油油藏开发技术—水平井蒸汽吞吐加热技术的研究和分析,建立了水平井注蒸汽吞吐的三维导热模型,并运用能量守恒定律以及结合了传质传热学的相关理论知识,对水平井的加热范围进行了有效分析。最后在基于前两步的理论体系上,对裂缝性稠油油藏的产能进行了定性分析和动态预测。     

蒸汽吞吐热采在海上油田的先导性实践

为更好地提高渤海湾油田的稠油采收率,对渤海油田首次采用的蒸汽吞吐技术进行稠油开采实例进行分析与研究。首先对热采作业的可行性进行分析,然后通过模拟优选蒸汽吞吐施工参数设计,再结合海洋生产平台的特点从燃料和水源上进行选取,最后分析了蒸汽吞吐热采效果。渤海油田首次蒸汽吞吐技术取得成功应用,为后续类似作业提供参考和借鉴。     

稠油油藏不同热采开发方式经济技术界限

结合数值模拟和动态经济评价,建立稠油油藏热采开发经济技术界限研究方法.以乐安油田南区为原型确定稠油油藏直井蒸汽吞吐、直井吞吐加密、水平井蒸汽吞吐以及直井蒸汽驱等不同热采开发方式下的有效厚度、原油黏度及油价边界值等经济技术界限,并制作实用图版.结果表明:水平井吞吐对油藏有效厚度和原油黏度的适应范围最广;直井蒸汽驱具有最高的采收率,有效厚度界限也比直井吞吐加密小很多.不同热采开发方式的经济技术界限对比结果有助于选择最佳的热采开发方式对稠油油藏进行经济合理的开发.     

基于扩散系数变化的致密储层水平井CO2吞吐产能预测模型

针对致密油油藏水平井CO2吞吐产能预测缺少合适计算模型的现状.通过建立CO2扩散区和非扩散区的复合流动模型,考虑原油在不同区域的黏度差异,提出了水平井CO2吞吐单井产能预测解析模型,推导出基于CO2扩散影响的致密油藏水平井产能预测的数值模型.研究表明:无因次扩散距离与扩散系数和扩散时间均呈正相关;采油指数与扩散系数呈正相关,增加幅度随扩散系数的增大而减缓.对单一扩散系数而言,井距越短采油指数越大,并随黏度不断降低而单调增加;水平井的井距和水平段长度对采油指数影响较大.通常情况采油指数随扩散半径的增大而单调增加,井距越小扩散半径对采油指数的影响越大;采油指数与水平段长度呈正相关,水平段长度为350 m的采油指数是长度为100 m的2.52倍.水平井水平段长度越小扩散半径对采油指数的影响增大.     

多元热流体解堵增产工艺室内实验研究

针对渤海稠油油田冷采低产低效井,通过室内实验研究了多元热流体增产引效工艺在非热采完井稠油油田解堵及增产效果。室内实验结果表明:多元热流体解堵后,采油指数可恢复到初始采油指数的35%左右;同时多元热流体对稠油冷采井具有明显增产作用,多元热流体吞吐周期内采油速度较冷采有明显提高,平均采油速度由4.65 mL/min提高至8.37 mL/min,累计增油量220 mL。     

底水稠油热采温度场影响因素物理模拟研究

利用高温底水物理模拟实验系统,以渤海LD底水油田为例,依据目标层位的储层特征,填物理模型,开展高温底水物理模拟试验研究。模拟研究了热水驱和蒸汽驱、直井和水平井、注蒸汽温度、水平井井筒距底水距离条件下温度场的变化特征。实验研究结果表明,热采驱替方式、井型、水平井筒的位置、注蒸汽温度对底水稠油油藏热采时温度场的形成发育都有明显的影响。温度场的变化决定稠油油藏中油层被加热的范围,影响着底水稠油热采开发效果。利用高温底水物理模拟研究热采温度场的实验技术可为渤海底水稠油热采开发方案的制定提供技术支持,可推广应用在渤海底水稠油热采开发的研究中。     

多元热流体吞吐水平井热参数和加热半径计算

多元热流体吞吐已成为海上稠油的主要热采方式。为优化注入参数,对水平井井筒沿程热力参数和加热半径进行预测。考虑井筒流动与油层渗流的耦合,建立水平段井筒中多元热流体流动和换热的数学模型。计算多元热流体水平段沿程压力、干度和加热半径分布,分析气体含量、注入速度等因素的影响。结果表明:在注入过程中,水平段沿程压力和蒸汽干度逐渐下降,加热半径呈先下降后上升的"U"型变化;保持其他条件不变,适当降低非凝结气体含量、增大注入流量,有助于扩大加热范围。     

海上稠油多元热流体吞吐开发效果评价初探

A 油田是海上首个实施非常规稠油热采开发的先导试验区,其开发效果的评价直接影响着海上后续非常规稠 油资源的开发动用。根据热采井的生产动态特征分析了边水对热采井开发效果的影响,建议热采井距边水200～300 m 以上;通过对比分析同井注热前后及同层位相邻位置冷热采井的开发效果,热采井周期平均产能和累产油量均是冷采 井的1.5～2.0 倍左右;利用流温法及米采油指数法综合评价了热采有效期,有效期在240～339 d,平均298 d;根据钻后 热采井周期平均产能、周期产油量及油汽比等参数与钻前设计值进行对比评价,认为排除试验阶段防砂工艺、管柱问 题以及钻后储层变化等原因外,其他热采井均达到第一轮次吞吐预期效果,热采井周期平均产能为57 m3/d,周期产油 量1.80×104 m3、周期增油量0.7×104 m3。可见多元热流体吞吐热采増油效果明显,对海上其他非常规稠油油田的开发 具有借鉴指导意义。     

基于拟稳态时间水平井产能新公式研究及应用

针对低渗透油藏和稠油油藏,水平井技术提高采收率得到广泛应用,而水平井产能的确定是水平井设计和优化的重要依据。海上油田水平井产能确定主要依据周围相似油藏条件下已投产定向井实际产能数据确定水平井米采油指数,结合设计压差和油层厚度计算水平井产能,该方法缺少一定理论基础,同时需要油藏人员具有丰富工作经验;另外一种确定方法是应用Joshi公式计算,该方法要求已知水平井控制半径条件下计算水平井产能,而水平井控制半径的确定具有一定人为性。针对以上两种方法存在的弊端,通过油藏工程方法,应用等值渗流阻力原理和保角变换确定水平井产能公式,同时确定水平井流动形态和控制半径,该方法克服了人为确定水平井半径弊端,根据海上油田已生产井,对产能公式进行验证,确定该公式的准确性,为水平井产能确定提供一定理论基础,对于调整井和新井投产的产能评价具有一定指导意义。     

渤海特高含水期油田剩余油分布规律及挖潜策略

油田进入特高含水期后,受储层韵律性、平面非均质性、断层边界及纵向夹层等影响,油层水淹规律及剩余油分布十分复杂。为进一步提高油田采收率,结合新钻井水淹层测井解释成果、密闭取心、生产动态及油藏数值模拟等资料,对渤海Q油田水淹特征和剩余油分布规律进行深入研究,并提出相应的调整井挖潜策略。认为油层底部、井点附近及边水油藏注采主流线水淹严重,油层中上部、井间区域、遮挡带附近和底水油藏边部水淹较弱或未水淹,纵向上井间区域水淹层占比为8%～65%,平面上生产井有效动用半径为70～150 m。提出利用水平井进行井间加密、边部完善井网、垂向穿夹层动用屋檐油及井网调整等挖潜策略。结果表明:利用水平井挖潜特高含水期剩余油,可有效改善开发效果,提高油田采收率,并为海上类似油田的调整挖潜提供借鉴。     

准噶尔盆地春风油田薄浅层超稠油水平井蒸汽驱试验

 针对准噶尔盆地春风油田多轮次蒸汽吞吐后开发效果变差、亟需开发接替技术的难题,立足于春风油田埋藏浅、高孔高渗、地层平缓、温度低、储集层薄、地下原油黏度高、热采水平井整体开发的油藏条件,开展了水平井蒸汽驱先导试验.试验区动用地质储量102×10⁴ t,部署注汽井5 口,对应21 口油井,注汽井、生产井均为水平井,井距100 m,排距140 m,水平段长度200m,注汽速度5 t/h,采注比1.2.钻打了3 口观察井,实时监控油层温度、压力.试验已历时19 个月,从单井日产油量、含水、阶段采出程度、地质储量采出程度等开发指标对比分析看,蒸汽驱见效明显.在考虑稠油递减规律的前提下,蒸汽驱比蒸汽吞吐产量增幅为48%.证实,薄浅层超稠油水平井蒸汽驱技术切实可行.试验过程中形成了"立足高温微汽窜采油"的开发理念和动态监控体系、水平井高温汽窜治理、水平井蒸汽吞吐引效、大斜度注采一体化泵等配套技术.     

低渗透稠油油藏水平井极限动用范围

低渗透稠油储层具有明显的启动压力梯度,油藏储量动用受到更多条件的限制。基于低渗稠油油藏基本渗流特征,首先通过稳定逐次逼近法分析衰竭开发不稳定渗流过程,得到考虑启动压力梯度影响的直井渗流方程基本解;在此基础上,利用保角变换方法,建立考虑启动压力梯度影响下水平井在三维空间上的压力分布和驱替压力梯度分布计算模型;根据油藏开发的要求,提出考虑启动压力梯度影响时衰竭开发方式下水平井储量极限动用范围的确定方法,包括平面上的极限动用半径和垂向上的极限动用厚度。基于实际油田参数计算和分析表明,水平井在水平平面上的极限动用半径较大,而在垂向平面上的极限动用厚度较小;只有同时考虑水平井在水平平面和垂向平面上的极限动用范围,才能合理部署水平井开发井位,提高油藏储量动用程度。     

非凝析气与蒸汽混注水平井井筒流动传热特征

为了准确预测非凝析气与蒸汽混注水平井的井筒沿程流动特征,基于热采水平井管柱跟端注汽与趾端注汽模式,充分考虑水平井的孔眼出流、压降损失以及注入流体的热效应和相态特征,建立射孔水平井混注非凝析气(N2、CO2)与蒸汽时的井筒沿程变质量流动半解析模型。采用井筒细分微元与节点分析方法进行求解,对气汽混注下的稠油水平井井筒沿程流动特征进行研究,并探讨各注入参数对于井筒流动特征的影响。结果表明:模型的模拟结果显示仅靠近注汽点位置处的井段加热效果较好,这与矿场实际情况较为吻合;相比传统注蒸汽,气汽混注下的水平井热有效长度更长,加热效果更好;不同注汽模式的水平井具有不同的加热效果,在实际生产过程中,可以轮回改变注入管柱的下入深度,实现不同的加热模式,改善水平段油藏加热效果。     

基于蒸汽腔扩展速度的SAGD产能预测模型

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）是开发稠油的一种重要方式，而产能预测模型又是体现蒸汽辅助重力泄油成功与否的关键。现阶段的对于蒸汽辅助重力泄油产能的研究中虽然考虑了热对流、界面速度不均匀等情况，但却忽视了不同时间因生产制度不同而导致蒸汽腔扩展速度变化，从而影响蒸汽辅助重力泄油的产量。因此基于包含热对流和热传导的蒸汽辅助重力泄油热交换模型，利用观察井温度法计算蒸汽腔水平扩展速度，并最终建立考虑蒸汽腔扩展速度的SAGD两相流产能预测模型。通过与新疆某油田试验区中A井的生产数据对比，检验该模型所计算得到的产量与实际现场数据一致，同时可以快速准确的预测泄油带温度分布以及蒸汽腔前缘位置；通过对产能预测模型敏感性分析得到较大的表观热扩散系数和对流液密度会提高单位生产井产能，而蒸汽腔水平扩展速度应保持在1×10-2 m·d-1到2×10-2 m·d-1之间，蒸汽腔与水平面夹角在30至60度时生产井产量和采收率最大。该研究将理论与实际现场生产紧密结合，为稠油油藏开发提供理论支持。