稠油SAGD开发中受效区的判识方法及应用——以辽河西部凹陷曙一区馆陶油藏为例

辽河稠油开发建设历经四次技术创新,形成了以蒸汽吞吐为主,蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)有效接替,火驱起步探索的开发格局。截止到目前,热采稠油已逾1.65亿吨,为辽河油田千万吨稳产做出重要贡献。SAGD技术作为方式转换核心技术之一,扮演着非常重要的角色。随着SAGD开发的不断深入,受效区的识别以及未受效区即剩余油潜力区的挖掘显得尤为重要。因此,本文以辽河西部凹陷S区馆陶油藏为例,在大量的岩心宏观特征资料、岩心化验分析资料、高密度井网资料以及开发动态监测资料等的基础上,先从岩心宏观特征、微观特征、电性特征和开发动态监测特征等方面多手段定性判别受效区,再从矿物或流体的类型、成分及含量的变化等这些最直接的证据入手,建立受效区判别标准,定量识别受效区,最后依据判别标准识别受效区,确定研究区未受效区的类型主要包含两种：“原生”非优势渗流区和“次生”非优势渗流区。针对不同类型的未受效区即剩余油潜力区制定低物性段射孔、压裂改造和改变注入介质等调控措施,来有效动用蒸汽腔未波及区域的储量,从而对类似区块开发具有重要的指导意义。     

相对低/高渗区对蒸汽辅助重力泄油传热传质影响的数值模拟研究

为了研究相对低/高渗透区对蒸汽辅助重力泄油(SAGD)传热传质的影响,针对6种常见的渗透率分布模式,利用油藏数值模拟方法建立SAGD数值模型,并对比分析了蒸汽腔发育和含油饱和度变化特征。结果表明:当平面方向相对低渗区物性一定时,其距离SAGD井对越近,对该侧蒸汽腔和泄油区域侧向扩展的抑制作用就越强,SAGD传热传质非对称性越明显;平面方向相对高渗区的存在对该侧蒸汽腔和泄油区域侧向扩展具有促进作用,且相对高渗区距离SAGD井对越远,促进作用就越小,SAGD传热传质非对称性程度也越弱;从整体上来看,当垂直方向相对低渗区靠近SAGD井对时,它对整个蒸汽腔发育起抑制作用,而当它远离SAGD井对时,反而会加速蒸汽腔侧向和向下发育。     

油砂蒸汽辅助重力泄油开发过程中面临的夹层问题

麦凯河油藏岩心资料表明油砂储层含有不等厚度、延伸范围和频率的低物性夹层,其对蒸汽辅助重力泄油(SAGD)生产动态和蒸汽腔发育特征的影响成为关注的焦点。为此,根据夹层含量和分布位置划分四类SAGD井组;以此为研究对象,开展三维数值模拟研究沿程和垂向剖面蒸汽腔发育特征,并利用二维数值模拟对夹层位置、厚度和宽度等因素进行敏感性分析。研究认为,相比井组上方夹层,井间夹层对SAGD生产动态不利影响更大;延长预热时间并不能改善SAGD开发效果;夹层主要是阻碍了蒸汽上升通道以及冷凝蒸汽和加热原油的泄流通道,导致沿程蒸汽腔发育不均匀。     

辽河油田Du84块兴隆台Ⅰ段扇三角洲储层构型精细解剖

辽河油田开发较早,剩余油分布情况十分复杂。储层构型(导致储层内部形成渗流屏障和渗流差异)是造成大量剩余油滞留地下的重要原因。为明确辽河油田Du84块兴隆台Ⅰ段成藏规律及下一步剩余油挖潜方向,综合运用岩心、测井资料对该区进行扇三角洲前缘储层构型研究,分析其储层构型单元特征,为老油田提供剩余油挖潜依据。研究表明:①研究区发育的储层构型单元主要有辫状分流河道,河口坝和分流间湾;②确立了研究区单一砂体的识别标志;③研究区单一砂体垂向叠置模式主要包括垂向叠置、错位叠置及孤立型叠置,单一砂体平面展布样式包括孤立条带状河道、交织条带状及连片状河道。通过对研究区储层构型精细解剖,可以为该区块的开发生产提供重要的指导意义,并为类似区块的扇三角洲储层分析提供借鉴。     

次生底水油藏的三元复合驱替特征及影响因素

原生整装油藏经过长期注水开发后,逐渐演化为次生底水油藏。次生底水油藏的剩余油类型包括中上部的弱动用可动剩余油、中下部水驱绕流式可动剩余油和高水淹区的水驱后残余油。对该类型油藏开展三元复合驱以进行挖潜。利用油井生产数据,将三元复合驱替历史分为驱油剂的受效前期、持续受效期和受效后期3个阶段,确定驱油剂持续受效期时间跨度。利用驱替特征曲线定量化确定各井在驱油剂持续受效期的驱替能力,同时分析了影响驱替效果的工程和地质及化学因素。结果表明,次生底水油藏的三元复合驱开发特征与常规底水油藏开发明显不同,而工程和地质因素对该两种油藏类型生产特征的影响作用是相似的。驱油剂中的聚合物组分对整个开发历史的油水渗流具有重要的影响。     

蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔前缘传热模型研究

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)是开发稠油油藏的一种有效手段,蒸汽腔前缘的传热是决定SAGD开发效果的重要因素。虽然SAGD的传热模型很多,但是基本没有对热对流的存在形式与作用进行系统研究。充分考虑了热传导和不同的热对流作用,建立并求解了不同的SAGD传热模型。选取实际的油藏区块为研究对象,分析了不同传热作用对蒸汽腔前缘温度分布的影响,同时也分析了水的相对渗透率对热对流的影响。结果表明:SAGD过程中热传导与热对流同时存在,蒸汽腔附近热对流是主要的传热方式,水的相对渗透率越大,热对流作用越明显。     

蒸汽辅助重力泄油开发过程及机理研究综述

蒸汽辅助重力泄油(Steam-assisted gravity drainage,SAGD)技术是开采沥青/稠油油藏的一种行之有效的技术,尽管SAGD技术的概念看起来很简单,但在为理解这一过程而建立的理论中存在着诸多缺陷.实际上,SAGD是一个多物理过程,涉及同时传热传质,具体可分为注蒸汽循环预热阶段、蒸汽腔纵向扩展阶段、蒸汽腔横向扩展阶段以及蒸汽腔下降阶段等4个阶段.SAGD技术的开发机理包括蒸汽降黏、重力泄油、地质力学效应、热效应、蒸汽腔的聚并融合作用以及原地乳化作用等.其中部分机理存在争议,且机理间可能存在相互耦合的作用,未来应继续通过室内实验、数值模拟等手段进一步深入探究其耦合机理,为更好地理解、优化、设计SAGD开发过程打下坚实基础,从而在实际应用时充分考虑各项机理的综合作用,为SAGD开发提供更为可靠的评价、预测和设计手段.同时也应从充分理解常规SAGD的开发过程与机理出发,更合理地扩展SAGD开发的变种形式.     

注水开发后期河流相储层流动单元特征

在利用岩心资料划分流动单元的基础上,用岩心刻度测井资料建立了流动单元储层参数评价模型。利用该模型对储层空间流动单元进行划分和综合研究,结果表明,根据流动单元的渗流特征、储层质量、渗流能力及沉积微相等方面的特征,可将流动单元划分为7种类型。流动单元空间分布主要受沉积微相控制,剩余油主要分布于流动能力中等的Ⅴ-Ⅶ类流动单元中。在开发过程中,由于不同流动单元的变化程度不同,使不同流动单元之间的渗流能力相差较大。该研究结果揭示了在注水开发过程中高孔、高渗疏松砂岩储层不同流动单元的变化特征以及流动单元对微裂缝的形成、剩余油富集规律的控制作用,为高含水时期油田的控水稳油方案的制定提供了依据。     

注水开发后期河流相储层流动单元特征

在利用岩心资料划分流动单元的基础上,用岩心刻度测井资料建立了流动单元储层参数评价模型。利用该模型对储层空间流动单元进行划分和综合研究,结果表明,根据流动单元的渗流特征、储层质量、渗流能力及沉积微相等方面的特征,可将流动单元划分为7种类型。流动单元空间分布主要受沉积微相控制,剩余油主要分布于流动能力中等的Ⅴ—Ⅶ类流动单元中。在开发过程中,由于不同流动单元的变化程度不同,使不同流动单元之间的渗流能力相差较大。该研究结果揭示了在注水开发过程中高孔、高渗疏松砂岩储层不同流动单元的变化特征以及流动单元对微裂缝的形成、剩余油富集规律的控制作用,为高含水时期油田的控水稳油方案的制定提供了依据。     

直井-水平井辅助重力泄油数值模拟原理及应用

蒸汽辅助重力泄油（Steam?Assisted?Gravity?Draining,简称SAGD）技术是稠油开采的重要方法之一。目前SAGD驱油过程,在热质传递机理、油藏动态特性、影响机制及开采效果等方面,还有很多问题描述分析不够精准,需要进一步研究。本文基于热力学、传热传质学、油藏工程和渗流力学等多学科交叉方法,对SAGD驱油过程进行了描述分析,给出了热质传递过程的能量和质量动态方程。根据相似理论,提出了SAGD驱油过程的两个主要无量纲数：与驱油过程流动、热质传递特性相关的无量纲参数,与时间有关的无量纲数。基于直井—水平井SAGD驱油模式,对其热质传递过程进行了分析,给出了不同阶段热质传递的计算式。利用改进的STARS软件,对直井—水平井SAGD驱油进行了模拟分析,分析了注汽速度、蒸汽干度和水平渗透对驱油过程影响,进而对各参数给出了一些优选范围。本文工作为SAGD驱油优化设计和运行等提供了理论依据和技术参考。     

扇三角洲前缘储层构型界面划分与识别——以辽河盆地欢喜岭油田锦99区块杜家台油层为例

为了查明扇三角洲前缘储层构型特征与分布模式,以辽河盆地欢喜岭油田锦99区块杜家台油层为例,综合储层构型理论与高分辨率层序地层学研究方法,应用岩心、测井及录井资料,分析了扇三角洲前缘储层构型单元的特征,明确了构型界面的分级系统,建立了单砂层级构型界面的定性识别标准与定量判别模式。研究结果表明:扇三角洲前缘储层中3级、4级构型界面是单砂层内主要的渗流屏障,控制着剩余油的形成与分布。4级构型界面主要为洪泛泥岩、辫状水道顶部泥质层以及河口坝顶部落淤泥,3级构型界面常为砂体顶部的细粒沉积与单期辫状水道底部滞留沉积,二者均具有较明显的测井响应特征。     

孤岛油田中一区馆6砂组隔夹层分布研究

隔夹层是形成陆相储层流体流动非均质的主要原因之一,是控制厚油层复杂水淹形式的主要地质因素.孤岛油田自1990年进入特高含水期后,油层水淹严重,剩余油分布零散,因此隔夹层研究对于剩余油挖潜和提高最终采收率具有重要的意义.以孤岛中一区馆6砂组为例,利用岩心标定测井资料,提出不同类型夹层识别方法,并结合灰色理论对隔夹层进行综合判别.     

相对低/高渗区对SAGD传热传质影响数值模拟研究

为了研究相对低/高渗透区对SAGD传热传质的影响,针对六种常见的渗透率分布模式,利用油藏数值模拟方法建立SAGD数值模型,并对比分析了蒸汽腔发育和含油饱和度变化特征。结果表明：当平面方向相对低渗区物性一定时,其距离SAGD井对越近,对该侧蒸汽腔和泄油区域侧向扩展的抑制作用就越强,SAGD传热传质非对称性越明显;平面方向相对高渗区的存在对该侧蒸汽腔和泄油区域侧向扩展具有促进作用,且相对高渗区距离SAGD井对越远,促进作用就越小,SAGD传热传质非对称性程度也越弱;从整体上来看,当垂直方向相对低渗区靠近SAGD井对时,它对整个蒸汽腔发育起抑制作用,而当它远离SAGD井对时,反而会加速蒸汽腔侧向和向下发育。     

基于储层构型的流动单元划分及对开发的影响

三角洲沉积储层非均质性强,储层内部渗流特征复杂,制约油藏高效开发。以南湖油田E1 f 43 油藏为例,采用
基于储层构型的渗流屏障识别技术及基于多参数聚类分析和逐步判别的流动单元划分方法,结合开发动态资料,开展
了渗流屏障分布规律和储层流动单元发育特征研究,分析了不同类型流动单元组合模式的连通关系,总结了渗流屏障
和渗流差异对开发的影响。结果表明：（1）研究区发育连片状和条带状2 种储层砂体类型,其中,条带状储层因注采井
砂体分别存在于砂体和渗流屏障内而产生注水不受效,剩余油富集;（2）研究区发育5 类流动单元,以II～III 类为主;
（3）储层连通砂体内部存在5 种不同的流动单元组合模式,不同模式下的储层砂体连通关系存在差异,连通砂体内不
同流动单元间形成渗流差异界面,使连通体内形成弱连通或差连通关系,制约油藏开发,造成剩余油大量富集。     

稠油蒸汽驱动态规律研究

从辽河油区蒸汽驱的开发实践中，提出了采出速度对应曲线、水驱特征曲线、注采特征曲线和Ｌｏｇｉｓｔｉｃ模型４种动态变化规律，并对这些规律的应用进行了分析．通过曙１－７－５块和杜１６３井区的实际资料验证，这些动态规律在蒸汽驱开发分析中是切实可行的，它将为辽河油区及国内热采稠油的大规模转驱，产生重要的指导和借鉴意义     

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。     

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。     

考虑沿程非均匀吸汽下SAGD产能预测模型

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)相比于其他热采方法对稠油开发效果更好。目前常用的SAGD产能预测模型主要基于沿程均匀吸汽提出,矿场应用困难。针对这个问题,对SAGD沿程生产过程进行试验研究,基于试验获得沿程非均匀吸汽现象,结合达西定律、热传导定律及物质平衡方程,推导出新的SAGD产能预测模型。结果表明:三维SAGD开发物理过程比二维SAGD更加复杂;所建立的新模型在产能预测上比以往的模型更加准确;以往在二维剖面上将SAGD划分为蒸汽腔上升、蒸汽腔横向扩展及蒸汽腔下降3个阶段,但是在更加符合矿场实际的包含沿程方向的三维角度,这个阶段划分方式并不适用;蒸汽干度是影响双水平井SAGD沿程蒸汽分布的一个重要因素。     

注采参数对馆陶油层SAGD生产的影响研究

辽河油田根据自身条件首创性地提出了直井-水平井组合式SAGD开发方式,并进行了先导矿场试验。以辽河油田杜84块馆陶油层直井-水平井SAGD先导试验区为研究对象,运用油藏数值模拟软件研究了采注比、注汽速度、蒸汽干度等注采参数对直井-水平井SAGD开发效果的影响。综合考虑SAGD开发阶段的经济效益和油藏的采出程度,优化得到了合理的注采参数范围。并且,针对直井-水平井SAGD开发过程中可能出现的汽窜问题,提出了预防和控制措施。研究结果可以为类似稠油油藏采用直井-水平井组合SAGD开发方式提供理论参考。     

萨北二区西部取芯井区高台子油层沉积相精细研究

通过对萨北二区系统取心井岩心的精细观察与分析,得出研究区高一组主要发育三角洲内前缘亚相,在取心井上共识别出5种主要沉积微相。精细分析了取芯井区的平面沉积微相展布,从而揭示了单砂体的空间分布特征。并重点刻画了三种单砂体的参数及特征,为油田开发调整特别是剩余油的预测提供重要的地质基础。