二氧化碳-表活剂-蒸汽复合驱驱替方式优化

以辽河油田齐40区块蒸汽驱试验区为背景,在实验室进行了10 m长天然油砂填砂管单管及不同渗透率级差双管模型驱油实验,以实际生产可实施的二氧化碳-蒸汽交替频率,研究了蒸汽驱后二氧化碳-表活剂-蒸汽复合驱的最佳复合段塞尺寸、二氧化碳-蒸汽最优交替比例以及复合驱对非均质油层渗透率级差的适应性,优化了二氧化碳-表活性剂辅助蒸汽驱的驱替方式。结果表明:在设定的实验条件下,蒸汽驱后二氧化碳-活性剂-蒸汽复合驱中,二氧化碳-蒸汽最优交替比例为1∶1,且现场注汽生产每2周交替1次为佳;活性剂-二氧化碳复合段塞以0.3 PV为宜;非均质模型渗透率级差在1～4.29范围内,采用二氧化碳活性剂蒸汽复合驱方法可以进一步提高非均质油层蒸汽驱后的采收率,是蒸汽驱后期开采稠油的一种有效方法。     

热力泡沫复合驱提高稠油采收率研究

蒸汽驱开采稠油油藏时存在蒸汽超覆和蒸汽窜流,降低了蒸汽的波及效率。国内外采用注蒸汽的同时添加非凝析气体和耐高温起泡剂,进行热力泡沫复合驱,取得了令人满意的效果。利用物理模拟驱替实验和数值模拟技术,研究了热力泡沫复合驱提高稠油采收率的机理及开发效果。实验研究表明：蒸汽驱转热力泡沫复合驱后,驱油效率在蒸汽驱的基础上提高38.5%,达到81.0%。辽河高升油田的数值模拟研究表明：热力泡沫复合驱的采收率高于单一蒸汽驱,泡沫能够封堵蒸汽窜流通道,抑止蒸汽超覆,改善油藏的温度分布,是一种行之有效的三次采油方式。     

注汽干度对驱油效果的影响研究

针对辽河油田齐40块油藏,为了使其蒸汽驱驱油达到较好的生产动态,利用物理模拟实验技术进行了蒸汽干度对驱油效果的研究,实验结果表明: 注入的蒸汽干度越大,驱油效率越高。但是,当注汽干度大于60%之后,驱油效率随注汽干度的增加变化较慢了。因此可知,注气干度为60%时,可以得到较好的生产动态,蒸汽的注入干度也是影响蒸汽驱驱油效果的主要因素之一,从而指导油田生产。     

稠油蒸汽驱三维物模实验影响因素分析

蒸汽驱是稠油油藏开采较为有效的技术,由于受诸多条件影响,为了较为全面地认识蒸汽驱这一开发方式,利用三维物模装置,以某油田稠油油藏为主要原型,通过蒸汽驱物理模拟方法研究注入压力、蒸汽干度、注汽速度等因素对稠油蒸汽驱的影响。通过研究发现注入压力大,采收率提高;当蒸汽干度大于50%,在蒸汽驱过程中,蒸汽干度越高,驱油效果就越明显。     

聚驱后蒸汽驱注入速度与渗透率对采收率的影响

为了探索稀油油藏聚合物驱油后蒸汽驱注汽速度和岩心渗透率对原油采收率的影响,用大庆萨尔图油田天然圆柱状岩心和模拟地层油,经过45℃环境下的水驱和聚驱后,在双温度场条件下进行了3组渗透率、4个注汽速度共24块岩心的蒸汽驱实验研究.结果表明:在同一注汽温度下,注汽速度较低时,蒸汽驱采收率随着注汽速度的提高而不断增大;注汽速度较高时,蒸汽的指进现象加剧,致使蒸汽驱采收率趋于平缓;因此过高的注汽速度将无实际意义.在本实验中以0.2 mL/min为宜.渗透率的提高有助于提高聚驱后蒸汽驱的采收率,但渗透率超过1 μm2时容易加剧蒸汽的突进,不利于提高采收率;对中等渗透率岩心,提高注汽温度可以显著提高蒸汽驱采收率,而对高渗透率岩心,提高注汽温度的作用不大.     

聚驱后蒸汽驱注汽速度与渗透率对采收率的影响

为了探索稀油油藏聚合物驱油后蒸汽驱注汽速度和岩心渗透率对原油采收率的影响,用大庆萨尔图油田天然圆柱状岩心和模拟地层油,经过45℃环境下的水驱和聚驱后,在双温度场条件下进行了3组渗透率、4个注汽速度共24块岩心的蒸汽驱实验研究。结果表明:在同一注汽温度下,注汽速度较低时,蒸汽驱采收率随着注汽速度的提高而不断增大;注汽速度较高时,蒸汽的指进现象加剧,致使蒸汽驱采收率趋于平缓;因此过高的注汽速度将无实际意义。在本实验中以0.2mL/min为宜。渗透率的提高有助于提高聚驱后蒸汽驱的采收率,但渗透率超过1μm2时容易加剧蒸汽的突进,不利于提高采收率;对中等渗透率岩心,提高注汽温度可以显著提高蒸汽驱采收率,而对高渗透率岩心,提高注汽温度的作用不大。     

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。     

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。     

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。     

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。     

蒸汽-空气复合驱提高稠油采收率研究

为进一步提高稠油热采的采出程度,开展了蒸汽空气复合驱的研究。主要从室内实验及数值模拟研究了蒸汽空气复合驱的最优空气与蒸汽的质量比。通过对不同空气与蒸汽质量比的室内实验研究,可以看出随着空气与蒸汽的质量比升高,采出程度先上升后下降。当空气与蒸汽的质量比为2：32时,蒸汽空气复合驱的采出程度最高,为68.67%;此时填砂管出口端的温度与蒸汽驱相差不大。当空气与蒸汽的质量比大于3：32时,蒸汽空气复合驱的采出程度低于蒸汽驱,此时填砂管出口端的温度远低于蒸汽驱的温度。通过CMG数值模拟对辽河油田X区块的蒸汽空气复合驱的研究,得到了与室内实验相同的趋势。由于室内实验与现场的差异性,其优化的数值有所差异。通过辽河油田X区块的现场试验,蒸汽空气复合驱空气与蒸汽的质量比为1：16.1。该现场试验区块中原油日产量上升,原油含水率下降,有力地验证了室内实验及数值模拟结果的正确性。     

过热蒸汽对提高敏感性油藏原油采收率的实验研究

通过室内单管模型进行了热水、饱和蒸汽、过热蒸汽驱油实验以及高温高压反应釜的水热裂解实验,研究了在相同温度条件下,热水、饱和蒸汽、过热蒸汽三种情况下,对提高敏感性储层驱油效率的影响。根据过热蒸汽的特性,着重分析了过热蒸汽是如何提高敏感性油藏原油采收率的,包括过热蒸汽与稠油在高温环境发生的水热裂解反应,对沥青质的转化率的影响,增大油相渗流通道,对油-水界面张力的降低,过热带的油相渗透率的增加,以及对储层水敏性的抑制。     

间歇蒸汽驱技术及其在河南油田的应用

间歇蒸汽驱是注汽井周期性地向油层中注入蒸汽的一种非常规蒸汽驱方式 ,在油层中造成不稳定的脉冲压力状态 ,使之经历地层升压和降压两个过程 ,从而促进毛管渗吸驱油作用 ,扩大注入蒸汽的波及效率 ,达到降低含水、提高油层采收率之目的。同时 ,间歇蒸汽驱可大幅度提高蒸汽驱采注比 ,实现蒸汽驱过程中降压开采机理 :蒸汽比容增大 ,增加了蒸汽波及体积 ,使蒸汽干度、热利用率得以提高。另一方面 ,间歇蒸汽驱还可以减缓和抑制汽窜 ,改善稠油蒸汽驱开采效果     

汽驱井组封窜调堵技术

蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前稠油开采的主要方法,吸汽剖面不均匀、汽窜是影响蒸汽驱开采稠油的主要问题。汽驱生产时间越长,汽窜干扰现象越严重,窜流通道的形成,使剖面动用程度难以改善。针对新疆克拉玛依油田九区稠油油藏蒸汽驱的实际情况,研制开发了GFD-98高温凝胶复合堵剂,并在几口汽驱井的封窜调堵作业中获得成功。     

水平裂缝-蒸汽辅助重力泄油物理模拟试验研究

通过自行研制的三维高压模型本体 ,利用原有蒸汽驱三维物理模拟试验系统 ,进行了超稠油油藏的水平裂缝蒸汽辅助重力泄油 (FSAGD)室内物理模拟试验。试验表明 ,FSAGD具有和水平井蒸汽重力泄油 (SAGD)相类似的渗流及传热机理。与常规蒸汽驱和SAGD相比 ,FSAGD可以明显提高蒸汽波及系数和最终采收率。根据试验结果可将FSAGD过程分为 3个阶段 :预热阶段、稳定泄油阶段和降压开采阶段。为实现稳定泄油 ,应保证一定的注汽速度和较高的注汽干度。对射孔、蒸汽附加氮气、储层纵向非均质性等因素对FSAGD开采效果的影响进行了模拟试验。结果表明 ,生产井适当补孔和蒸汽附加氮气均有助于提高采油速度和累积油汽比 ,但不能提高原油最终采收率 ;5倍级差以内的储层纵向非均质性对蒸汽波及系数和最终采收率影响不大     

水平裂缝—蒸汽辅助重力泄油物理模拟试验研究

通过自行研制的三维高压模型本体，利用原有蒸汽驱三维物理模拟试验系统，进行了超稠油油藏的水平裂缝—蒸汽辅助重力泄油(FSAGD)室内物理模拟试验。试验表明，FSAGD具有和水平井蒸汽重力泄油(SAGD)相类似的渗流及传热机理。与常规蒸汽驱和SAGD相比，FSAGD可以明显提高蒸汽波及系数和最终采收率。根据试验结果可将FSAGD过程分为3个阶段：预热阶段、稳定泄油阶段和降压开采阶段。为实现稳定泄油，应保证一定的注汽速度和较高的注汽干度。对射孔、蒸汽附加氯气、储层纵向非均质性等因素对FSAGD开采效果的影响进行了模拟试验。结果表明，生产井适当补孔和蒸汽附加氯气均有助于提高采油速度和累积油汽比，但不能提高原油最终采收率；5倍级差以内的储层纵向非均质性对蒸汽波及系数和最终采收率影响不大。     

隔夹层对直井水平井SAGD发开效果的影响

辽河油田兴VI组SGAD先导试验区储层中由于隔夹层的存在,使得直井水平井SAGD蒸汽腔扩展以及开发效果受到影响。在分析试验区地质特征的基础上,通过建立理论模型的方法,研究了SAGD过程中夹隔层对蒸汽腔的扩展规律、含水率以及开采程度的影响。研究结果表明：隔夹层仅在SAGD开发初期对蒸汽腔的扩展产生一定的影响,导致井组含水高、产量低,蒸汽腔的斜面比较粗糙,使得其泄油面增长。但总体上不会影响蒸汽腔的形成以及SAGD开发的最终采收率,只是在刚形成蒸汽腔时对其局部的扩展起到了一定的减缓作用,导致各阶段的生产时间不一样。采用在直井与水平井之间以重力泄油为主,在直井与直井之间是以蒸汽驱为主的复合开发方式,在注汽井隔夹层上下同射,直井辅助生产,实现SAGD与蒸汽驱联合驱开采的方式,可以有效地降低隔夹层在SAGD开发中的影响。     

隔夹层对直井水平井蒸汽辅助重力泄油开发效果的影响

辽河油田兴VI组SGAD先导试验区储层中由于隔夹层的存在,使得直井水平井SAGD蒸汽腔扩展以及开发效果受到影响。在分析试验区地质特征的基础上,通过建立理论模型的方法,研究了SAGD过程中夹隔层对蒸汽腔的扩展规律、含水率以及开采程度的影响。研究结果表明:隔夹层仅在SAGD开发初期对蒸汽腔的扩展产生一定的影响,导致井组含水高、产量低,蒸汽腔的斜面比较粗糙,使得其泄油面增长。但总体上不会影响蒸汽腔的形成以及SAGD开发的最终采收率,只是在刚形成蒸汽腔时对其局部的扩展起到了一定的减缓作用,导致各阶段的生产时间不一样。采用在直井与水平井之间以重力泄油为主,在直井与直井之间是以蒸汽驱为主的复合开发方式,在注汽井隔夹层上下同射,直井辅助生产,实现SAGD与蒸汽驱联合驱开采的方式,可以有效地降低隔夹层在SAGD开发中的影响。     

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。