干热岩辅助采油可行性研究

为降低稠油热采成本,以燃烧原油生产蒸汽进行热力开采的开发方式需要改变,同时需要减少注入水对油层造成的冷伤害,因此开展了干热岩辅助采油可行性研究。干热岩辅助采油技术是利用干热岩抽取地下热能加热油层,以降低原油粘度、提高原油流动能力。在技术配套方面,无论钻深井,还是稠油热采技术,都是成熟的。干热岩的热能源于核幔边界的地热,分布广泛、清洁、可再生。研究表明,干热岩辅助采油技术针对性较强,是对现有蒸汽吞吐+蒸汽驱热采技术的有效继承,技术上具有可行性,并有可能推动相关技术的发展,符合中国节能减排的基本国策。建议在有利区块率先开展先导试验。     

水平井注蒸汽非稳态传热与流动分析

水平井注汽采油在稠油开采过程中得到广泛的应用,建立热采注汽过程中水平井井筒-储层耦合的非稳态传热与渗流模型,利用数值方法研究注蒸汽阶段的油、水、汽在井筒和油藏中三相非稳态流动与传热规律,分析井筒内积存原油对蒸汽推进的影响;同时计算分析湿蒸汽参数沿水平井段变化特点。研究结果表明:新建模型揭示了井筒内蒸汽前沿推进机制;在注汽速度8 t/h、注汽干度0.7时,注汽5 d后井筒内积存原油被驱替;受井筒内蒸汽流量变化和井筒与油藏热交换影响,湿蒸汽比焓(或干度)从水平井跟端到趾端下降较快;随着注汽速度和注汽干度的增大水平井吸汽段长度增加。     

常规套管井筒隔热技术研究

目前各国稠油主要采用注蒸汽的热采方式,即向地下油层内注入高温高压蒸汽。注汽过程中的能量损失,特别是井筒中的能量损失,直接影响热采效果。采用一定技术手段保证井筒隔热效果,对保持稠油热采效率起重要作用。提出了注汽施工中存在的一些问题。为了解决这些问题,提出油管接箍隔热扶正技术、井下热胀补偿器隔热保护技术、长效汽驱用热采封隔技术和二次封固技术相结合的改进技术,以提高隔热油管井筒隔热性能和使用寿命,保证稠油热采效果。并通过试验验证了该方法的可行性。     

热采井口装置在稠油热采中的应用

稠油亦称重质原油或高粘度原油,在油田的开采过程中,稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性,在开发和应用的很多方面都会遇到一些技术难题,针对稠油粘度大等特征和各油藏的构造可采取不同的采油工艺。稠油油藏热采技术主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、SAGD以及与稠油热采配套的其他工艺技术等,本文针对稠油热采中热采井口装置的应用进行分析和探讨。     

稠油注蒸汽热采过程中射孔段套管热应力仿真模拟

我国稠油资源约占总石油资源的30%。稠油油藏以蒸汽吞吐开采为主,一个蒸汽吞吐循环周期包括蒸汽注入阶段、焖井阶段和采油阶段。其中,造成稠油热采井套管损坏的主要原因之一是热采井高温及温度剧烈变化,利用ABAQUS有限元软件建立了三维井筒模型,分析了蒸汽注入阶段、闷井阶段的热传导过程及射孔段套管的热应力分布,其中射孔部位是稠油热采过程中较易破坏的地方,经过几个吞吐周期后套管上会积累较高的残余应力而使套管发生塑性破坏。     

提高注汽干度对稠油热采效果的改善

江37区块的原油在油层温度下的粘度为18600.0mPa.s,属于典型的稠油。由于原油粘度高,通常采用蒸汽吞吐的方式开采原油,其原理是通过蒸汽加热原油来降低其降粘,增加其流动性,从而从油层中开采出来。本文主要通过几口井的几轮蒸汽吞吐效果对比,来分析注入蒸汽的干度对稠油热采的影响。     

稠油油藏水平井注蒸汽监测资料解释方法

以稠油油藏水平井注蒸汽现场监测数据为基础,建立了水平井井筒及油藏动态变化的解释模型.从能量方程出发,计算了水平井注蒸汽过程中水平段井筒干度、流量分布剖面和油层吸入热量剖面.结果表明,温度随蒸汽干度下降而降低,干度大于零时,温度变化很小,当干度降为零后,温度下降很快;流量的变化及油层吸入热量百分比与该井段的油层物性有关.应用实例证明了所建立的解释方法能够快速、准确地解释水平井注蒸汽过程中井筒及油藏动态变化,为今后的注汽参数设计及油藏开采提供可靠的依据.     

稠油油藏水平井注蒸汽监测资料解释方法

以稠油油藏水平井注蒸汽现场监测数据为基础,建立了水平井井筒及油藏动态变化的解释模型.从能量方程出发,计算了水平井注蒸汽过程中水平段井筒干度、流量分布剖面和油层吸入热量剖面.结果表明,温度随蒸汽干度下降而降低,干度大于零时,温度变化很小,当干度降为零后,温度下降很快;流量的变化及油层吸入热量百分比与该井段的油层物性有关.应用实例证明了所建立的解释方法能够快速、准确地解释水平井注蒸汽过程中井筒及油藏动态变化,为今后的注汽参数设计及油藏开采提供可靠的依据.     

稠油热采防砂封隔器的研制及应用

渤海油田稠油油藏占比达50%以上,然而由于稠油本身黏度大、开采难度大,通常做法是往井筒中注入高温高压蒸汽来降低稠油黏度,这就要求蒸汽到达油藏后热损失小,而且稠油油藏埋藏浅,储层胶结疏松易出砂、高温吞吐加剧出砂,常规封隔器不能满足稠油热采所需的长效密封要求。为了解决业内这一世界级难题,结合稠油开发开采现状,通过结构设计、有限元理论分析及室内测试,研制成功了耐冷热交变八轮次的稠油热采防砂封隔器,测试结果表明,其能够满足油田稠油开发开采对热采长效防砂工具的苛刻性能需求。目前,研究成果已经在现场成功应用,对于稠油油田的规模化开采及渤海油田上产4 000万t意义重大。     

水平井在薄层稠油油藏中的应用

江37稠油试验区作为采油九厂第一个稠油开发试验区,其原油在油层温度下的粘度为18600.0mPa.s,属于典型的稠油。由于原油粘度高,通常采用蒸汽吞吐的方式开采原油。由于区块地质储量低,油层厚度薄,直井开采效果较差。为改善开发效果,试验区开展了水平井蒸汽吞吐试验,取得了较好的试验效果。     

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。     

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用MaxLangenheim公式计算加热区面积。通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS)。用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据。实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系。     

重力热管伴热改善稠油井井筒传热损失的研究

根据重力热管作用原理,结合井筒传热过程,建立了稠油生产井中采用热管伴热方式时井筒热损失的计算模型,利用该模型分析了重力热管改善井筒热损失的原理。在此基础上,讨论了主要工艺参数对热管井井筒热损失的影响,结果表明：随着井底温度升高、产液量增加、热管下入深度加深,井筒热损失增大,其中,产液量对热损失的影响尤为显著。现场试验及理论研究表明：在不消耗额外能量的前提下,重力热管能够利用深部流体自身的能量提高井筒上部流体的温度,降低传热过程中的热损失,进而改善井筒温度分布剖面。该方法可以减小产出液在井下管道上升过程中的流动阻力,从而降低抽油机的负荷,实现低能耗对井筒流体加热的目的。     

浅论裂缝性稠油油藏热采方式驱油机理

本文分析了裂缝性稠油油藏的开采难度,对热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层等4种不同热采方式对驱油机理进行了比较优选,分析了各种热采方式的适用范围。最后认为稠油的粘度对温度很敏感,随着温度的升高,粘度快速递减,流动性变好。降低地层原油粘度的最好办法就是把热量带进地层,给地层原油加热。进一步为裂缝性稠油油藏热采提供了理论指导。     

超临界压力蒸汽发生器注汽方案的研究及应用

为了解决埋深超过2000m的深层稠油开采难的问题,提出了一种超临界压力蒸汽发生器的开采方案,并与其他注汽方案进行了比较,同时研究了超临界压力热流体在地面管线和井筒中流动的规律。结果表明,利用超临界压力热流体注入井底后不仅能提高注入压力,而且减少了热损失。采用超临界压力蒸汽发生器能解决常规注汽难的问题,有利于开发深层稠油。超临界压力水注入井底时,井底注入压力比常规注汽井底压力增大15MPa以上,且流量越小,压力增加越明显。     

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。     

超临界压力蒸汽发生器注汽方案的研究及应用

为了解决埋深超过 2 0 0 0m的深层稠油开采难的问题 ,提出了一种超临界压力蒸汽发生器的开采方案 ,并与其他注汽方案进行了比较 ,同时研究了超临界压力热流体在地面管线和井筒中流动的规律。结果表明 ,利用超临界压力热流体注入井底后不仅能提高注入压力 ,而且减少了热损失。采用超临界压力蒸汽发生器能解决常规注汽难的问题 ,有利于开发深层稠油。超临界压力水注入井底时 ,井底注入压力比常规注汽井底压力增大 1 5MPa以上 ,且流量越小 ,压力增加越明显     

重力热管自吸地热改善热采井井筒热损失研究

在深入探讨重力热管改善抽油井井筒热损失原理的基础上,结合井筒传热模型,建立了稠油热采井重力热管自吸热过程的热工计算及井筒热损失的计算模型.并结合矿场应用实例进行了计算.结果表明,井口产出液实测温度与计算值相对误差为5.52%,符合工程要求.热管正常工作后能将井口流体温度提高近10℃,在井筒中起到了平衡流体温场的作用.重力热管自吸地热采油技术是采油工程领域一项全新的探索,在稠油热采中有着广泛的应用前景.     

异常温压复合地层注热流体井井筒传热计算

考虑到储层温度、压力对于注热开采井井筒热损失的重要性,利用热量传递基本理论和能量守恒原理,建立了含有异常温压储层的注热流体井井筒热损失计算模型。分析了地温梯度和地层压力系数对岩石热物性参数的影响,计算了不同流体注入速率和不同隔热层参数下的井筒热损失程度,并讨论了地层温度压力对井筒流体稳定时间和稳定温度的影响。结果表明,对于单一的砂质沉积,地层压力系数越高,岩石的导热系数越大,热扩散系数越小;温度异常对井筒热损失影响较为明显,存在高温、低压地层的井筒热损失小,井筒流体到达稳定状态时温度较高。该模型可用于现场同类油藏的井筒沿程温度预测。     

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。