特低渗透油藏水驱油物理模拟相似准则的推导和应用

 为了完善水驱油物理模拟相似理论,本文在前人研究基础上,针对特低渗透油藏的特点,并考虑特低渗透油藏中流体非线性渗流特征的基本方程,应用检验分析法推导出了特低渗透油藏水驱油物理模拟相似准则,分析了各相似准数的物理意义,确定了模型参数与油藏参数进行转换的关系.提出通过选取与实际油藏储层对应的露头岩心,可以实现模型与原型中两相渗流特征、毛管力特征和非线性渗流特征的相似.所得结论为特低渗透油藏水驱油物理模拟提供了理论指导.     

平板模型水驱油物理模拟相似理论研究

为了给出明确的实验室物理模拟的可行性办法,采用一种与前人不同的推导方法——改进的检验分析法,对特低渗透油藏水驱油物理模拟相似准则进行了推导,给出了在目前实验室条件下,以再现油田生产过程,预测剩余油分布为目的的平板模型。室内物理模拟实验能够最大程度上实现的模拟方案。模拟方案通过选取与实际油藏储层对应的露头岩心,可以实现模型与原型中两相渗流特征、毛管力特征和非线性渗流特征的相似,使得物理模拟实验能够最大程度上反映油藏中的流体渗流规律。对于压裂裂缝无法满足几何相似的情况,提出了一种等效模拟的物理模拟实现办法。按照推导得到的相似准则确定了模型参数与油藏参数进行转换的关系,所得结论为特低渗透油藏水驱油物理模拟提供了理论指导。     

超稠油直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油物理和数值模拟

研究了中深层超稠油油藏在直井蒸汽吞吐中后期,用直井注汽水平井采油的方式转蒸汽辅助重力泄油（steam as-sisted gravity drainage,SAGD）开发的机理。应用高温高压比例物理模拟方法,研究了水平井布于直井斜下方时SAGD蒸汽腔的形成和扩展过程。结果表明,转SAGD的初期以蒸汽驱动作用为主并逐步向重力泄油作用过渡,并可划分为蒸汽吞吐预热、驱替泄油、稳定泄油、衰竭开采4个开采阶段。利用数值模拟优选了布井方式、井网井距、水平井段长度、转SAGD时机和注采参数。该模拟方法在辽河油田杜84块超稠油油藏开发中取得了较好的现场试验效果。     

水平井蒸汽辅助重力驱物理模拟相似准则及应用

针对水平井蒸汽辅助重力驱,在建立沿水平井井筒方向上有质量和能量损失的一维多相管流数学模型的基础上,利用相似理论中的方程分析法和量纲分析法推导出了水平井蒸汽辅助重力驱的34个相似准则数,并总结、重新组合出6个主要相似准则数。选用辽河油田现场数据,利用推导出的主要相似准则数群计算得到了高压比例模型的模型参数,并利用该高压比例模型,通过室内三维物理模拟试验优选注采参数。试验结果表明,蒸汽干度和注蒸汽速度是影响水平井蒸汽辅助重力驱成功与否的主要因素,必须保证较高的蒸汽干度和注蒸汽速度,最佳注蒸汽速度建议维持为采液速度的0.67~0.83倍(采注比1.2~1.5)。     

超稠油直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油物理和数值模拟

研究了中深层超稠油油藏在直井蒸汽吞吐中后期,用直井注汽水平井采油的方式转蒸汽辅助重力泄油(steam as-sisted gravity drainage,SAGD)开发的机理.应用高温高压比例物理模拟方法,研究了水平井布于直井斜下方时SAGD蒸汽腔的形成和扩展过程.结果表明,转SAGD的初期以蒸汽驱动作用为主并逐步向重力泄油作用过渡,并可划分为蒸汽吞吐预热、驱替泄油、稳定泄油、衰竭开采4个开采阶段.利用数值模拟优选了布井方式、井网井距、水平井段长度、转SAGD时机和注采参数.该模拟方法在辽河油田杜84块超稠油油藏开发中取得了较好的现场试验效果.     

超稠油掺稀油开采实验及数值模拟研究

蒸汽吞吐是增加稠油产量的一种经济而有效的方法，但该方法存在热损失大等问题，使注汽效果达不到预期的目的。采用在注蒸汽过程中向地层掺入稀油的方法来降低地层稠油的粘度，实验研究了超稠油掺稀油后粘度的变化，并按非线性混合方法计算了稠油与稀油混合后的粘度。通过数值模拟，考察了掺稀油的注入量、注入方式、注入时机、注稀油后的生产时间等参数对开发效果的影响。结果表明，在掺稀油开发超稠油的过程中，焖井结束后可适当延长生产时间，以增加周期产油量；掺稀油的最佳注入时机应选在第3或第4周期开始；周期注入稀油的量为10-15m^3，在此范围内，换油率较大；稀油的注入方式按2-3个段塞注入比较合适。注汽过程中掺稀油的方法可在很大程度上改善超稠油的开发效果。     

顺北高温超高压缝洞型油藏原油相态性质测定及分析

顺北缝洞型油藏具有超深、高温、超高压特征，相同断裂带内和不同断裂上油藏在原油类型、性质方面表现出了差异，进行相态规律分析和特征掌握非常重要。文章中以1、5号断裂带上油藏为研究对象，对1、5号带井下样品进行相态实验测试，分析相态实验测试结果得到其相态变化规律。发现：随着储层深度减小，原油中重质组分（C7+）含量由5号带上最高的29.88 %降低至1号带上最低的18.72 %，但从两个断裂带内油藏采出的脱气油密度基本一致；油藏原油饱和压力及气油比，随着生产井段不断变深呈现线性减小趋势，而粘度呈现上升趋势；从顺北5号带往1号带方向，原油逐渐变轻，流体类型从弱挥发性油变为易挥发性原油，原油临界点向左移，相图宽度变窄、高度变高。从相态分析角度明确两个断裂带上油藏原油具有相同油源的特征。     

注蒸汽采油高压模型水平井相似准则及模化

根据水平井井筒及井筒附近的流体流动行为,建立注蒸汽采油高压模型水平井变质量流模型,提出一套模化高压模型中水平井半径及射孔或割缝参数的相似准则体系,并将该相似准则体系应用到蒸汽辅助重力泄油(SAGD)三维高温高压物理模拟试验模型的设计上。结果表明,模拟试验数据可有效反映现场汽腔扩展规律和生产规律。     

蒸汽驱采油物理模型研究(一)

本文用蒸汽驱采油真空物理模型对克拉玛依油田九区七点井网的蒸汽驱采油进行了研究。以相似理论为基础设计建造了模型,研究了蒸汽注入率、干度、生产压力对蒸汽驱性能的影响。实验结果表明,干度、注入率对采收率有显著影响,且在相同能量注入率情况下,干度影响大于注入率。根据油层温度场分析推论,对于中质薄油藏,蒸汽超覆有利于提高采收率和能量注入率。本文介绍了将实际油藏按比例转换为室内模型的相似准则,讨论了原型向模型的转换原则,论述了物理模型实验的流程及模型的制作工艺。     

水驱油藏含水率及采出程度相似理论研究

为使模拟实验结果更好地应用到油田，为油田开发方案提供理论指导，应用相似定数法导出了水驱油藏相似准则，经相似变换建立了采出程度和含水率相似准则。利用数值模拟方法对各相似准则进行了敏感性分析，利用相似理论函数论对敏感性较强的相似准则进行了研究。结果表明，水驱油藏采出程度及含水率同各相似准则之问满足乘积关系。根据此关系建立了水驱油藏含水率与采出程度的经验关系式。关系式中引入了相渗经验系数以消除模型与原型相渗差异。物理模拟实验与数值模拟结果的对比表明，所建立的经验关系式可以满足油田实际应用。     

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。     

考虑热损失稠油热采双孔介质不稳定试井分析

注蒸汽吞吐热采技术已经成为开发稠油油藏最为有效的方法,但是蒸汽波及范围外的油层没有得到有效的改善,因而油藏流体物性可以分为两个区。针对双孔介质中的稠油油藏蒸汽吞吐热采井蒸汽波及区和未波及区流体的流动性质的差别,提出了试井问题所必须采用的径向流体复合模型,模型中考虑了蒸汽在上下盖层的热损失问题。建立了内区考虑热损失的径向流体复合模型,求得了无限大地层情况下的拉氏空间解,并通过数值反演方法作出了相应的样板曲线,并且对样板曲线作了相应的敏感性分析,为稠油开发油藏压力动态分析提供了一种新的模型。     

边水稠油油藏蒸汽吞吐后转冷采物理模拟研究

针对热采后期开发效果受限的边水稠油油藏，提出热采吞吐后转化学冷采的开发方式，利用高温高压三维物理模拟系统进行了边水稠油油藏物理模拟实验，研究了边水影响下蒸汽吞吐过程的温度场、转化学冷采前后的生产动态特征。结果表明，蒸汽吞吐开发边水稠油油藏的过程中，受边水侵入的影响，油层加热范围呈非对称状，随着吞吐周期的增加，边水附近的油层加热范围明显不断缩小，逐渐形成水窜通道，使得水侵区域附近的油层动用变差；油层加热范围与边水的侵入相互影响，相互制约。降黏剂起到乳化降黏、减缓水侵的作用，结合水侵规律，合理利用边水能量，转为冷采开发可提高34%的采出程度。同时，利用数值模拟确定了该技术所适用的油藏范围。该研究成果对边水稠油油藏的开发具有一定的借鉴意义。     

稠油油藏蒸汽驱筛选的模糊综合评判

蒸汽驱是提高稠油油藏采收率的一种重要方法,也是一项投资较大的系统工程。在实施蒸汽驱开发前,对油藏进行适用性筛选评价可提高蒸汽驱的成功率和经济效益,有效避免投资风险。基于国内外稠油油藏蒸汽驱筛选标准,综合选择了10个油藏参数作为蒸汽驱筛选的评价指标,利用隶属函数将参数量化,引入加权模糊评判运算模型,建立了简便的蒸汽驱模糊综合评判模型。评判模型对蒸汽驱筛选进行了量化判断,所需参数容易获取,计算速度快、结果精度高。实例证明了该方法的可行性和科学综合性,它克服了筛选标准单因素界限的评价缺陷,可广泛应用于稠油油藏的蒸汽驱筛选。     

蒸汽驱开发指标预测的解析模型

从分析蒸汽驱物理过程入手,建立起蒸汽超覆物理模式,把蒸汽驱过程中的油藏分为具有超覆前缘的四个区:原始油藏区、原油富集区、热流体区和蒸汽区.经过各区超覆前缘等价位置的转换,把超覆物理模式等价转换成活塞式推进物理模式;然后建立各区的物质平衡方程和能量平衡方程,求解出各区中油、汽、水饱和度以及前缘等价位置.提出了综合驱替效率的概念。利用拟驱替效率和面积波及效率计算出各时刻油、气、水、汽(当出现蒸汽突破时)的产出量及油汽比等一系列开发指标,并与经验方法预测结果和蒸汽驱数值模拟结果进行了对比.结果表明,本文模型计算的产量曲线与热采数值模型的计算结果较为吻合.     

注低温CO2井油层温度场分布研究

注CO2提高采收率过程中,低温CO2与地层岩石、储层流体存在换热过程,井底附近油层温度将明显下降,其温度分布直接影响注入CO2和储层流体性质和油气混相。如果注入参数不合理,将形成低温降黏带,发生固相沉积,以至形成CO2水合物,产生冷伤害,影响生产。通过对油层传热机理的研究,在Lauwerier油层传热模型的基础上建立了综合考虑沿程流体相态以及热物理性质变化的油层温度场数学模型,模拟注气过程中油层温度分布变化规律。研究结果表明,注气初始阶段近井油层温度下降较快;随着时间的增加,低温带的推进速度逐渐变慢,为优化注气参数,提高注气开发效果提供依据。     

春10区块水平井蒸汽吞吐注采参数优化

稠油油藏具有储量丰富,物性差,粘度高的特点,经过多年的蒸汽吞吐技术开发,出现储层综合含水率提高,油气比降低和汽窜等现象,导致开发效果较差,储层动用程度降低。因此研究不同影响因素对开发效果的影响,合理优化注采参数对超稠油油藏有效开发具有指导意义。本文通过对春10区块油藏地质条件的研究,运用正交试验法,研究影响开发效果的因素显著性为：注汽强度、水平段长度、油层厚度、产液速度、粘度、渗透率;运用数值模拟方法,对春10区块内的水平井注采参数进行优化、优选,确定出水平段长度50米的注汽强度最佳范围21～25t/m?d;最佳采注比0.8～1.2;水平段长度150米的注汽强度最佳范围11～15t/m?d,最佳采注比0.9～1.2等注采参数指标,对现场生产具有指导意义。     

单56块蒸汽驱热敏凝胶调驱影响因素分析

注蒸汽热力采油是开采稠油油藏的主要技术手段,但由于长期的热力作用和地层本身的非均质性,蒸汽吞吐或蒸汽驱过程中极易发生汽窜,严重影响开采效果。热敏凝胶的黏度随着温度的升高而增高,在一定范围内可逆变化,正适于注蒸汽开采油藏的深度调驱。以单56块先导试验区的地层性质数据建立地质模型,分析了热敏凝胶的调驱机理;根据数模结果研究了纵向窜流、有效厚度等地质参数以及操作参数对开采效果的影响。数值模拟结果表明:纵向渗透率、净毛比、初始含油饱和度、埋深等均在一定程度上影响采收率和深部调驱效果;考虑到经济因素,热敏凝胶调堵注入孔隙体积倍数可取0.1 PV;热敏凝胶注入时机越晚,开发效果越差,而当吞吐+汽驱的总采出程度超过30%以后,开发效果大幅降低,因此当吞吐与汽驱的总采出程度低于30%前实施注热敏凝胶调驱开发效果较好。     

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。