洼38断块蒸汽吞吐优化设计研究

根据多油层层间热干扰，多吞吐周期剩余热量以及注汽过程中的蒸汽超覆等问题，建立了完善的蒸汽吞吐解析模型，并提出由油层平均温度计算井底流体温度的方法，为了预测蒸汽吞吐井产能，提出了不同采出程度阶段下流入动态关系的处理方法，编制了相应的计算软件，结合洼３８断块蒸汽吞吐热采实际，在历史拟合基础上优出注汽参数和多吞吐周期注汽方案，为洼３８断块稠油整体吞吐开发提供决策理论依据。     

致密油藏二氧化碳吞吐过程中低压区域对二氧化碳波及范围的影响

二氧化碳在油藏中的波及范围是影响致密油藏二氧化碳吞吐提高采收率效果的关键因素。如何扩大注入的二氧化碳在油藏中的波及范围是新的研究热点。运用油藏数值模拟软件,建立致密油藏二氧化碳吞吐的理论模型,通过监测吞吐过程中油藏压力及二氧化碳含量变化,发现压力平衡过程中存在限制二氧化碳波及范围的低压区域,在此基础上,分析了注入压力、焖井时间和吞吐轮次对二氧化碳波及范围的影响。研究结果表明：注入压力是影响二氧化碳波及范围的主要因素,吞吐轮次对二氧化碳波及范围的影响较小。     

致密油藏二氧化碳吞吐有效作用半径计算方法

二氧化碳在油藏中的波及范围是评价致密油藏二氧化碳吞吐采收率的关键参数。如何计算吞吐过程中二氧化碳的波及范围已成为新的研究热点。基于二氧化碳对流扩散机理,建立二氧化碳吞吐的理论模型,通过Laplace变换方法得到理论模型的解析解,绘制二氧化碳浓度分布图版,形成一种合理计算吞吐过程中二氧化碳波及范围的新方法。在此基础上,定义二氧化碳极限作用浓度,提出二氧化碳有效作用半径的概念,并分析弥散度、分子扩散系数和注入速度对有效作用半径的影响。研究结果表明:影响致密油藏二氧化碳吞吐有效作用半径的主要因素是注入速度和分子扩散系数,弥散度对有效作用半径的影响较小。     

致密油藏分段压裂水平井注二氧化碳蓄能吞吐方式

随着油田勘探开发程度不断加深,水平井初期产油量低且递减快、地层能量补充不足等问题严重的影响了油田的后续开发。本文通过油藏数值模拟技术,建立概念模型和实际模型,对致密油藏水平井注二氧化碳展开针对性研究,优化能量补充方式,选择合理的生产参数,明确致密油层水平井开发技术对策。结果表明,相同储层条件下,平注平采较直注平采的开发方式可以有效补充地层能量,而二氧化碳吞吐开发方式更合适在渗透率在0.2~0.3mD以下的储层。就研究区块而言,优选其开发方式适合于注二氧化碳吞吐,同时,相较于每吞吐轮次等量注入二氧化碳的方案,逐步提高每吞吐轮次的二氧化碳注入量的方案可以更为有效补充地层能量,使每个吞吐周期产出更多的油,随着吞吐周期的增加,开发效果愈加明显。     

改善超稠油高周期吞吐效果的技术研究及应用

辽河油田曙一区超稠油蒸汽吞吐进入高轮阶段后,存在着吞吐效果变差,周期产油量下降、吨油成本上升等问题。在认真分析了影响高轮井开发效果的主要因素后,有针对性地提出并采取了组合式吞吐、间歇蒸汽吞吐、多元式吞吐等多种技术对策,打破了以往单一的吞吐模式,提高了热利用率,改善了高轮井吞吐效果。这些技术措施对其它超稠油和稠油油藏开发是有借鉴作用。     

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。     

提高稠油油田多轮次吞吐采收率方法研究

根据国内某稠油油田笼统注汽开采多年的生产数据,对此油田生产井的生产动态进行了模拟计算,得到该油田注采井产油的基本生产规律及动用情况。结合测井数据与数值计算结果,分析了该油田蒸汽吞吐后期存在的主要问题,即油层层间动用不均、底层油层动用较差。针对上述问题,提出了蒸汽吞吐后期注汽井分层注汽的方案。据此优化设计方案进行了现场验证,通过对比证明了分层注汽、在注汽过程中加快底层注汽速度方案的有效性与可行性。通过研究增加了生产井蒸汽吞吐采油的轮次,延迟了蒸汽驱采油的启动时机,为国内相似油田的开采提供了借鉴。     

洼38断块蒸汽吞吐优化设计研究

根据多油层层间热干扰、多吞吐周期剩余热量以及注汽过程中的蒸汽超覆等问题，建立了完善的蒸汽吞吐解析模型，并提出由油层平均温度计算井底流体温度的方法，为了预测蒸汽吞吐井产能，提出了不同采出程度阶段下流入动态关系的处理方法，编制了相应的计算软件，结合洼３８断块蒸汽吞吐热采实际，在历史拟合基础上优选出注汽参数和多吞吐周期注汽方案，为洼３８断块稠油整体吞吐开发提供决策理论依据．     

稠油油藏水平井热采吞吐产能预测新模型

针对普通稠油油藏水平井热采吞吐产能预测缺少合适计算模型的现状,通过建立加热区和未加热区的复合流动模型,考虑加热区和未加热区原油黏度的差异,研究了水平井单井热采吞吐产能预测的解析模型,推导了水平井热采吞吐相对于冷采的产能增产倍数计算公式。研究表明,增产倍数主要受加热半径、油层厚度和水平段长度等因素影响。以渤海N油田热采水平井典型数据为基础建立机理模型,通过数值模拟得到不同吞吐轮次的加热半径,在此基础上,利用新模型计算了不同吞吐轮次的产能增产倍数,预测第一轮吞吐的增产倍数为1.6倍,该值与渤海N油田10口热采吞吐水平井第一轮吞吐效果评价结果吻合程度较高。     

单家寺稠油油田提高采收率的主要做法及效果

单家寺稠油油田自1984年投入开发，已经历了20多年的蒸汽吞吐开采，吞吐轮次最高达20个周期，随吞吐轮次增加，开发中的矛盾日益突出，产量急剧下滑。为提高稠油开发经济效益，近年来，在单家寺油田进行了稠油开发后期提高采收率技术研究。通过加快难动储量的技术攻关、完善注采井网，优化注汽参数，控制水锥、开展不稳定汽驱、蒸汽驱等技术，有效地提高了稠油采收率，取得了较好的开发效果。     

CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟

CO₂辅助蒸汽驱是稠油开采的新型方式,但有关CO₂辅助蒸汽驱注气井中井下管柱CO₂腐蚀行为的研究较少。为此,利用高温高压釜模拟CO₂辅助蒸汽驱注气井筒工况,在CO₂分压为2 MPa,240 ℃的条件下,对4种常用的油套管钢进行了失重腐蚀挂片试验,得到了模拟工况下油套管钢的腐蚀速率,利用SEM观察了4种材质的微观腐蚀形貌,并采用SEM和EDS对4种管材的腐蚀产物进行了表征。结果表明,在实验条件下,4种材质的均匀腐蚀速率均小于油田的腐蚀控制指标（0.076 mm/a）;N80钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,而3Cr、9Cr和13Cr钢的腐蚀形态为局部腐蚀;4种钢材的腐蚀速率均满足CO₂辅助蒸汽驱注气井筒腐蚀控制要求。     

基于固体钙含量的CO2腐蚀水泥石规律预测

CO₂会腐蚀油井水泥环，导致其强度衰退，使其失去保护套管和封隔油、气、水层的作用，从而缩短油气井寿命，造成巨大经济损失。如果能够预测CO₂在井下的腐蚀深度和腐蚀规律，那么就可以预测油井寿命，进而对水泥环耐腐蚀性能进行改进。然而，目前的CO₂腐蚀深度模型，大多是基于实验数据拟合建立的半经验模型，不具普遍适用性。针对这一问题，根据质量守恒定律结合扩散对流方程及钙离子沉淀速度，建立了CO₂腐蚀深度预测模型。该模型考虑了CO₂的扩散作用以及钙离子的沉淀，具有较强的适用性。通过CO₂腐蚀实验验证了该模型的可靠性，并利用该模型分析了水泥石基质被腐蚀后的变化规律，结果表明，随着腐蚀时间增加，水泥环孔隙度、渗透率增加，孔道迂曲度减小从而导致物质对流扩散加快、腐蚀速率加快；距离腐蚀端面越近孔隙度、渗透率越大，孔道迂曲度越小。     

二氧化碳在地层水中的溶解度测定及预测模型

考察H2 S、CO2等酸性气体在液体介质中的溶解度对同区块不同井或同井不同井段油套管腐蚀、开裂及氢脆等环境断裂情况的影响,基于模拟油气井环境下CO2溶解度的测试装置,开展CO2在不同温度、压力及矿化度下的溶解度试验,采用灰色关联度法从温度、压力及矿化度3个方面对CO2溶解度进行敏感性分析,得到CO2溶解度与温度、压力及...     

注CO2采油井油管柱腐蚀速率预测

针对注CO₂采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象，开展了注CO₂采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO₂腐蚀进展进行了概述，基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论，考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速等因素，得到油管内温度压力分布，研究了CO₂采油井油管腐蚀速率预测方法。对实例井的油管柱腐蚀速率做出了预测，并开展主控因素下油管柱腐蚀速率随时间、井深的变化规律研究。结果表明，在整个吞吐周期中，油管腐蚀主要发生在生产阶段。腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。     

考虑腐蚀的环空带压井生产套管安全评价

对于含腐蚀性流体（CO2、H2S 等）高温高压高产气井,一旦油套环空出现环空带压现象,封隔器以上生产套管
将暴露在腐蚀环境中。受腐蚀、环空带压的相互作用,生产套管的服役寿命面临巨大挑战。研究了最大允许环空带压
值的计算方法,结合实验室套管材质腐蚀速率测试数据,开展了考虑腐蚀缺陷的套管安全服役寿命评估。同时,研究
了环空带压、环空带压与腐蚀相互叠加工况下套管的安全服役寿命。通过服役寿命设计,评估给定开采周期油套管剩
余强度及安全状况,在有限的开采周期内,既要保证井筒本质安全,又降低开采成本。对于高温高压含腐蚀性气体的
气井,一旦油层套管采用碳钢材质,则需要关注环空保护液的腐蚀测试,优选环空保护液体系,强化环空保护液的安全
监管,避免由于套管的过度腐蚀而遗留安全隐患。     

Bakken油藏注气方式的模拟与预测

Bakken储层是一种极致密油藏,具有低孔隙度、低渗透率的特点。以加拿大萨斯喀彻温省东南部地区Viewfield油田为例,利用Bakken致密储层及裂缝特征,通过建立10口相关油井的地质模型并进行数值模拟实验,来确定有效的注气方式对提高致密油采收率的可靠性和可行性。历史拟合的结果验证了数值模型与试验区实际生产数据和压力变化保持一致,确保了模型的有效性。同时,模拟研究评估了多种采收方案,如水驱法、二氧化碳气驱、水气交替法（CO₂-WAG）以及甲烷气驱对采收率的影响。目前研究结果表明,对累计产油量最敏感的两个参数是相对油水渗透率（K_row）和原生水饱和度（S_wcon）。其他对采收率影响较大的参数分别是二氧化碳的注入速率、水气交替循环次数、总注入次数和吸收时间。通过对比不同的采收方式,循环周期为两年的水气交替注入法对提高采收率的效果最好,其原油采收增产率可达5.033%。本次研究基于历史拟合的结果,预测、比较了不同注气方式对提高Bakken地区致密油藏采收率及经济效益的影响,可以有助于优化设计萨斯喀彻温省东南部致密油藏区块的开发及开采方案。     

热水吞吐开采水合物藏数值模拟研究

天然气水合物资源潜力巨大，高效的开采方法是实现水合物资源开发利用的关键。热水吞吐法广泛应用于石油工业，为加强对热水吞吐法开采水合物藏规律的认识，结合实际水合物藏参数，使用数值模拟方法，研究了水平井热水吞吐条件下水合物藏的开采动态规律，并与单纯降压与单纯注热的开发效果进行了对比。结果表明，热水吞吐开采水合物藏时，产气速率呈周期性变化，随周期数增加，周期生产时间变长，分解气速率整体呈上升趋势，开发效果变好，但分解气的采出比例偏低，需要采取合适措施提高其采出比例；水合物的分解以水平井筒为中心逐渐向外扩展，但受效范围主要在近井区域；热水吞吐开发水合物藏兼具降压和注热的作用，且开发效果比降压或注热单独作用时好，能够获得更高的产气量、分解气量和水合物分解程度。     

碳酰胺复合驱吞吐井缓蚀剂优选评价

某西部油田碳酰胺复合驱吞吐井井筒温度最高可达260℃，CO₂分压预计为0.4 MPa，井筒管柱面临较高的腐蚀风险。为了解决井筒腐蚀问题，根据碳酰胺复合驱吞吐井井筒服役工况的特点，提出了一套适用于碳酰胺复合驱吞吐井的缓蚀剂优选评价技术流程。首先，对预选的缓蚀剂进行配伍性评价，然后，进行热滚耐温测试和电化学测试，优选出耐温性能和缓蚀性能良好的缓蚀剂，再采用高温高压釜模拟现场腐蚀工况对缓蚀剂防护效果进行评价；最后，结合碳酰胺复合驱吞吐井注-焖-采的工艺特点和不同阶段的腐蚀环境，确定了焖井降温阶段为缓蚀剂的最佳注入时机。研究结果表明，在温度180℃、CO₂分压0.4 MPa条件下，优选出的缓蚀剂XCN2-21可将N80管材的腐蚀速率降低至0.044 1 mm/a，满足油田腐蚀控制要求。     

X65碳钢的H2S/CO2腐蚀控制因素研究

目前,H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素判定依据主要参考Dunlop等的研究结果,但该判定结果经常与油田实际腐蚀情况不相符。为找到造成偏差的主要原因,更好地指导生产实践,采用动态高温高压釜,使用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段对X65碳钢在H₂S/CO₂共存体系中的腐蚀控制因素进行了研究。结果表明,不同温度下平均腐蚀速率随H₂S/CO₂分压比（p_H2S/p_CO2）的变化呈现两种不同的规律,这与腐蚀产物的膜形态和组成密切相关;腐蚀控制因素与p_H2S/p_CO2有关,而p_H2S/p_CO2临界值大小与温度密切相关。对于H₂S腐蚀控制,当温度低于40℃时,Dunlop等的研究结果仍然适用;当温度从40℃升高至60℃时,本研究的p_H2S/p_CO2临界值由0.05升高到0.10。对于CO₂腐蚀控制,本研究的p_H2S/p_CO2临界值在85℃以上时由原来的0.002逐渐升高到0.003。根据以上研究结果,修正了X65碳钢的H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素与p_H2S/p_CO2及体系温度的关系图。     

页岩油水平井多段压裂裂缝高度扩展试验

针对吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层压裂垂向改造程度低的问题,基于真三轴水力压裂模拟试验研究CO2与胍胶复合压裂相比于常规水基和超临界CO2压裂缝高扩展的优势.创新性建立一套针对天然页岩的水平井多段压裂模拟试验方法,并通过试样剖分、CT扫描和声发射监测等方法综合确定多段压裂裂缝形态和破裂机制.结果表明:低黏度滑溜水和超临...