稠油热采底水条件下物理模拟实验技术

研究了高温底水物理模拟实验系统的组成,建立了稠油热采底水条件下物理模拟实验方法,并以渤海LD底水油田为例,利用该系统开展高温底水物理模拟试验研究,模拟研究了热采驱替方式、底水能量、井型对底水侵入的影响。高温底水物理模拟实验技术的开发,能同时实现高温和底水条件下的物理模拟实验,该技术可推广应用于海上底水稠油油藏热采技术的实验研究中,为海上底水稠油油藏高效开发方案的编制提供技术支持。     

稠油油藏水平井侧向重力水驱技术研究

针对常规水驱开发稠油油藏效果较差的问题,提出了顶部注水水平井侧向重力水驱技术。在水平井注水室内评价实验基础上,分别从纵向和平面上分析了稠油油藏水平井侧向重力水驱的驱油机理,认为侧向重力水驱技术能够充分利用注入水和底水能量,提高油藏纵向动用程度,同时加大油藏的水驱波及系数和局部驱油效率。以某底水稠油油藏为概念模型,对水平井侧向重力水驱注采井网和生产层位进行了优化研究,得到最优的注采井网形式、注采井距和水平段走向,获得不同底水体积大小和韵律特征下生产井无因次避射高度优化图版和无因次射孔井段长度优化图版。为指导同类油藏实施水平井侧向重力水驱井网设计和纵向射孔层段设计提供了标准和依据。     

海上稠油油藏井组蒸汽吞吐参数优选研究

为优化海上稠油油藏井组蒸汽吞吐相关参数,以渤海海域某稠油区块一井组为研究对象,充分考虑海上稠油热采配套工艺特点,以稠油热采数值模拟理论为基础,运用油藏数值模拟软件研究水平井长度、注采参数及注蒸汽顺序与时机对海上稠油蒸汽吞吐开发效果的影响。结果表明:该井组蒸汽吞吐开采时合理的水平井长度为300 m;合理的注采参数为第一周期注汽强度20 t/m,周期注汽量递增率为15%,注汽速度为250 m3/d,井底蒸汽干度为0.5,蒸汽温度为340℃,焖井时间为5 d,产液速度为200 m3/d;先注控制储量较高的井排,再注控制储量较低的井排且井排叠合率为0时蒸汽吞吐开发效果最好。     

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。     

深层边底水稠油HDCS开发技术研究

三合村稠油油藏由于具有埋藏深、原油粘度大、边底水活跃等特点,导致常规蒸汽吞吐热采面临注汽压力高、井筒热损失大、边底水推进快等难题。实验表明,采用HDCS开发技术能够通过注入CO2、降粘剂和蒸汽有效降低井筒附近粘度,达到扩大波及范围,提高注汽质量目的,水平井能有效降低热损失,同时抑制边底水油藏水侵速度。通过开发技术政策界限研究,对采用HDCS技术开发的水平井布井范围、井距、注采参数等进行优化,确定了改善三合村油藏开发效果的合理有效方式。     

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。     

低渗碳酸盐岩稠油油藏热采渗流特征研究-以叙利亚O油田为例

叙利亚O油田Sh油藏是典型的低渗碳酸盐岩稠油油藏;该油藏具有渗透率较低,原油黏度高的特点,国内外对低渗碳酸盐岩稠油渗流特征的系统研究较少。为此,针对Sh油藏为例开展了低渗碳酸盐岩稠油油藏的渗流特征研究,采用非稳态法对比分析了低渗碳酸盐岩稠油油藏与高渗砂岩稠油油藏渗流特征差异性。应用"压差-流量"的方法进行驱替实验,测量了不同温度下地点压力梯度的变化特征。采用解析法计算了不同开采阶段温度剖面沿垂直水平井方向的变化规律,建立了变启动压力梯度渗流模式;并通过在数值模拟中考虑启动压力梯度,对比研究了水平井热采与冷采的开发效果差异。研究结果表明,Sh油藏高黏原油呈假塑性流型特征,加热能够显著改善地下渗流能力、提高驱替效率,水平井渗流过程呈现变启动压力梯度深流模式,热采能够显著增加鞋油半径。研究为确定热采有效动用条件与界限、论证合理井网井距奠定了基础。     

底水疏松稠油油藏水平井蒸汽吞吐研究试验

孔102区块是大港油田典型的难采稠油油藏,地面原油粘度8559mpa．s,油层出砂且紧邻底水,供液能力很低,现有稠油冷采技术难以维持正常生产。针对该区块油藏特点,研究优选了弹性筛管水平井热采先期防砂完井工艺技术,水平井均匀注汽及氮气隔热技术,解决了困扰多年的细粉砂岩油层防砂、提高油层流动性及控底水工艺技术瓶径．形成了适用于底水、细粉砂、稠油油藏的水平井蒸汽吞吐配套工艺技术．取得了高效注汽和显著回采效果,为该区块有效动用提供了技术保障,也为类似稠油油藏开发开辟了新的技术途径。     

稠油油藏注蒸汽储层热伤害规律实验研究

针对稠油油藏注蒸汽过程中储层的热伤害问题,研究了稠油油藏热采过程注入的高温、高pH 热流体对储层 渗透率的影响,研究中利用正反向流动实验方法,研究了高温冷凝液注入疏松砂岩后引起的微粒运移作用及储层渗透 率的变化特征;并利用储层矿物的水热反应实验,分析了疏松砂岩油藏注蒸汽开发过程中的微粒运移机理。实验结果 表明,注蒸汽过程中,稠油油藏储层渗透率随温度及pH 值的升高而降低。高速流动的蒸汽及冷凝液造成储层内固相 微粒的运移及滞留,使储层非均质性进一步加剧;同时,高温、高pH 的蒸汽冷凝液既促使黏土矿物发生膨胀又造成储 层矿物发生溶解与转化,从而进一步加剧了稠油油藏疏松砂岩储层的储层热伤害。     

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。     

底水油藏高含水期剩余油挖潜可视化驱油实验

C油田馆陶组油藏为强底水油藏,储层物性具有高孔、高渗特征,经过长期天然能量开采,整体进入高含水开发阶段,亟待探索新的补充能量方式,提高剩余油动用程度。研究为了实现油藏开发过程模拟的可视化,结合油藏实际情况,设计了满足几何相似条件的物理胶结模型和两组不同介质(活性水,气体和泡沫交替)驱替实验,利用X射线安检机直观了解岩层中流体渗流情况、底水锥进现象以及剩余油分布特征。研究表明：大尺寸平板模型实验能够直观地描述底水油藏水锥形态;2组实验在初始底水驱阶段水驱规律相同,水驱采收率达到42%,波及范围有限,井间和顶部剩余油富集;活性水驱阶段提高采收率0.73%,剩余油动用程度不高,顶部剩余油富集;气体和泡沫交替驱可有效动用井间和顶部剩余油,较水驱提高采收率2.14%。     

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.     

海上稠油热化学驱三维物理模拟

依据渤海某稠油油藏的地质特征自主研发设计大型三维物模设备,研究在蒸汽驱过程中伴注化学剂和烟道气等增产措施对稠油热采的强化作用,分析模型温度场和剩余油饱和度场的分布特征,根据三维物模实验条件建立数值模型,验证三维物模实验结果的精确性。结果表明:相比于普通蒸汽驱,热化学驱的单井采收率可提高5.89%,加入烟道气进行强化热化学驱后,气体的隔热增能作用和泡沫的调堵驱油作用可以大幅度扩大油层的热波及面积,提高原油采收率,模型的单井含水率下降了28.17%,采收率提高了37.19%;数值模拟结果与物模实验结果具有良好的拟合程度。     

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。     

海上M稠油油田吞吐后续转驱开发方案研究

针对目前渤海地下原油黏度大于350 mPa·s的非常规稠油水驱采收率较低,且考虑到吞吐轮次及平台寿命的问题,开展吞吐后续转驱开发方式研究。以海上M稠油油田为例,利用油藏数值模拟方法对蒸汽吞吐转蒸汽驱、热水驱及多元热流体吞吐转多元热流体驱、热水驱等4种转驱方式的转驱时机及注采参数进行优化设计及对比分析。结果表明,蒸汽吞吐转蒸汽驱开发效果最好,多元热流体吞吐转多元热流体驱略差。蒸汽驱最优注入参数为：转驱压力5 MPa左右,采注比1.3,井底蒸汽干度0.4,注入温度340℃,注汽速度240 m³/d。     

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。     

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.     

边底水稠油油藏单砂体水淹规律量化研究

摘要：渤海A油田是典型的边底水合采的稠油油藏,基本没有无水采油期, 笼统注水后表现出注水井各层段吸水不均匀,注入水单层、单向突进问题比较严重,生产井的含水上升快,产量递减加快的特点,为进一步挖潜油田剩余油,全面掌握各单砂体的水淹状况是非常必要的。传统的油田小层平面水淹图的研究是将注水井的注入水劈分到对应的油井上,然而,对这种边底水能量较强的天然水水侵量的研究尚未见到报道。笔者将等值渗流阻力法应用到边底水水侵量的计算中,摸索出一套定量分析边底水稠油油藏单砂体水淹规律研究的方法,并将其计算结果与油田实际生产动态对比,相对误差较小,为海上同类油田水淹规律的研究提供了一种新的思路。