超稠油掺稀油开采实验及数值模拟研究

蒸汽吞吐是增加稠油产量的一种经济而有效的方法,但该方法存在热损失大等问题,使注汽效果达不到预期的目的.采用在注蒸汽过程中向地层掺入稀油的方法来降低地层稠油的粘度,实验研究了超稠油掺稀油后粘度的变化,并按非线性混合方法计算了稠油与稀油混合后的粘度.通过数值模拟,考察了掺稀油的注入量、注入方式、注入时机、注稀油后的生产时间等参数对开发效果的影响.结果表明,在掺稀油开发超稠油的过程中,焖井结束后可适当延长生产时间,以增加周期产油量;掺稀油的最佳注入时机应选在第3或第4周期开始;周期注入稀油的量为10～15 m3,在此范围内,换油率较大;稀油的注入方式按2～3个段塞注入比较合适.注汽过程中掺稀油的方法可在很大程度上改善超稠油的开发效果.     

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。     

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.     

旋流式混合器对油管掺稀降粘效果影响的数值模拟

利用FLUENT软件对油管掺稀降粘工艺中安装井下旋流式混合器时稀油与稠油的混合效果进行了数值模拟,并与不加混合器时的混合效果进行了对比。结果表明：井下混合器有助于提高稀油与稠油的混合均匀程度,使得降粘效果得到明显改善;随着举升高度的增加,有混合器时稠油与稀油混合达到均匀也较快;掺稀比越大,降粘效果越好,但混合的均匀程度并没有随着掺稀比的增大而进一步得到改善。     

蒸汽吞吐井泵下掺稀油开采工艺的研究

稠油油田蒸汽吞吐井生产后期,在泵下掺稀油能延长生产周期,增加周期产量。经室内测试及回归分析得出稠油掺稀油后的粘温关系式,提出了确定掺油时机的技术界定参数,确定了合理的稠油与稀油的掺合比例,分析了掺稀油参数对生产工况的影响。     

春光油田稠油井筒掺稀降黏室内实验研究

使用自主研制的稠油井筒掺稀降黏评价装置对春光油田稠油进行了掺稀降黏室内实验,研究了温度场对掺稀效果的影响,同时对掺稀位置及掺稀比进行了优化。通过设定4个恒温水浴温度分别为90℃、70℃、50℃及40℃来近似模拟井筒不同位置处的温度,开展了不同条件下的掺稀效果研究。结果表明,在70℃井段,稠油降黏率为41%~69%;泵下掺稀降黏效果最好,出口处(40℃)原油降黏率达到86%。在模拟日产量为6 t的实验过程中,对5种不同掺稀比的掺稀效果进行了对比分析,得到掺稀比在18%~22%时,原油黏度可以满足井筒安全生产的要求。     

注蒸气采油掺稀油生产工艺的进一步研究

胜利单家寺油田在蒸气吴吐生产后期采用泵下掺稀油生产稠油工艺已取得显著的社会效益和经济效益。本文对该工艺的现场试验与实施效果作了分析，并通过对现场生产数据的回归分析，绘制出确定掺油时机的实用图版。利用该图版可进一步改善生产效果。分析认为，蒸气驱采油井生产初期也 用泵下掺稀油的生产方式来维持正常生产，但应确定停止掺稀油的时机，并论述了其原则和方法。     

稠油井筒掺稀降黏模拟研究

掺稀降黏是超稠油井筒举升过程中有效降低井筒摩阻的方式之一。针对现有的掺稀优化评价方法,根据掺稀工艺建立了超稠油井筒掺稀降黏模拟装置,通过和旋转黏度计测量结果对比,结果表明该装置能够适用于井筒降黏模拟测量。在此基础上,模拟不同掺稀比条件下的井筒黏度变化。对比结果发现,井筒掺稀降黏是一个动态的变化过程;沿着井筒流动,稀油不断分散稠油,降黏效率也不断增大。     

稠油井筒掺稀降粘模拟研究

掺稀降粘是超稠油井筒举升过程中有效降低井筒摩阻的方式之一。针对现有的掺稀优化评价方法,本文根据掺稀工艺建立了超稠油井筒掺稀降粘模拟装置,通过和旋转粘度计测量结果对比,结果表明该装置能够适用于井筒降粘模拟测量。在此基础上,模拟不同掺稀比条件下的井筒粘度变化。对比结果发现,井筒掺稀降粘是一个动态的变化过程,沿着井筒流动,稀油不断分散稠油,降粘效率也不断增大。     

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。     

稠油组合式热力开采参数优化

基于目前常规稠油开采技术,进行了稠油组合式热力开采工艺数值模拟研究,对开发方式转换时机、蒸汽注入速率、采注比、蒸汽干度等工艺参数进行了优化,得出蒸汽吞吐过度到蒸汽辅助重力驱油的最佳转换时机为井间联通温度达到120℃,蒸汽注入速度为100～150 m3/d,采注比为1.2,注入蒸汽干度为0.5以上;建议对于未开采油藏,先进行一定轮次的蒸汽吞吐开采再转蒸汽辅助重力泄油开采。     

深层稠油油藏注天然气吞吐泡沫油流特征数值模拟研究

深层稠油油藏的有效开采是世界性的难题,天然气吞吐开采是有效的方法之一。其中天然气吞吐回采阶段泡沫油流的驱油特征研究尚不深入。本文采用考虑泡沫油的数值模拟方法,以吐哈鲁克沁油田深层稠油油藏天然气吞吐为实例,从模拟网格尺寸、油藏非均质程度、注入气溶解速度等角度,对吞吐回采阶段的“泡沫油流”的渗流特征展开描述。研究结果表明,数值模拟研究要建立适宜的网格模型才能反映真实的泡沫油流动态;注气气体扩散水平较高时,非均质的影响效果显现,气体优先从储层突破影响原油的生产;当注入气体溶解速率低时,微气泡少,影响稠油的流动性,累积采油量减少。     

塔河油田深层稠油掺稀降黏技术

针对塔河油田超深层稠油储层地质特点和稠油性质,进行了稠油掺稀降黏室内实验和现场试验.室内实验分析了塔河油田稠油黏度的影响因素(稠油特性、温度、压力、含水、流动状态、溶解气、矿化度).讨论了塔河油田稠油掺稀降黏的原理及降黏规律,并采用2口井的稀油对3口井的稠油进行定温条件下不同掺稀比例的稠油降黏实验.实验结果表明:掺稀比例和稠、稀油黏度差等因素都会影响降黏的效果.当稠油与稀油以体积比1:1混合后,稠油黏度下降幅度较大,降黏率一般大于95%.现场试验表明,各种掺稀降黏工艺管柱及工艺均能适用于塔河油田不同开采方式、不同含水情况下油井的正常生产,工艺的普适性较好.塔河油田深层稠油油藏掺稀降黏效果明显,投入产出比为1:7.     

化学就地生热提高注蒸汽井井底干度可行性分析

蒸汽吞吐开采技术在国内外均有广泛应用,但工艺中存在设备参数难以控制、蒸汽运输过程中热损失大和注蒸汽成本高等缺点,导致注入井底的蒸汽干度大大降低,传递到井底的热量波及面积小,驱油效果差。针对以上问题,依据硝酸钠,氯化铵和尿素在弱酸环境下反应放热的原理,提出一种井底增干剂。该增干剂不仅在井底放出热量,提升井底干度,而且反应产生的无污染气体还能作为驱动力辅助驱油。最后,将此方法应用在实例中,证明了该设计的可行性。     

低效稠油CO2复合吞吐参数优化

针对部分埋藏深、渗透率低、高温高盐等无法热采或化学驱的稠油油藏,部分油田采用了“CO2+增溶剂”的复合吞吐生产方式,并取得了一定效果。目前关于CO2吞吐方面的物模模拟实验无法满足复合吞吐的研究需要。本研究建立了一套基于吞吐补偿系统的CO2复合吞吐的物理模拟方法,开展了室内CO2 吞吐物理模拟实验,研究了增溶剂注入量、CO2注入量、注入方式等因素对吞吐效果的影响,同时进行了现场试验并进行了跟踪评价。结果表明：增溶剂注入浓度为5-10%、CO2与化学剂注入质量比为1:2.5~1:5、采用两段塞注入方式,提高采出程度最高。该方法有效的模拟了复合吞吐过程中的注入、焖井和产出过程,完全满足CO2复合吞吐的工艺参数优化的研究要求。     

油页岩注蒸汽原位开采数值模拟

注高温蒸汽是一种有效的油页岩原位加热开采方法。参考美国绿河地区某油页岩原位电加热开采项目,采用CMG油藏数值模拟软件建立油页岩原位加热开采的数值模型,将其中的电加热井改为注高温蒸汽井,求解油页岩的温度场、干酪根浓度和产油量,对比电加热和蒸汽加热的优缺点,并讨论注入蒸汽速率和加热范围这两个主要因素对油页岩原位开采的影响。结果表明:与电加热相比,注蒸汽加热时油页岩层温度更高,干酪根分解更快,页岩油产量峰值到达时间更早;随注入速率增大、加热范围减小,干酪根热解反应加快,页岩油产出结束较早。     

可压缩双组分混合层的直接数值模拟研究

通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程模拟了三维可压缩双组分混合层问题,着重研究了双组分密度比和可压缩效应对混合层发展演化的影响.研究表明,随着密度比的增大,混合层扰动增长率降低.在混合层发展初期,可压缩性作用尤其是斜压效应对旋涡的发展起主导作用;在混合层发展后期,可压缩性影响减弱,旋涡的拉伸扭转效应占主导作用.同时,还分析讨论了可压缩混合层中湍流的转捩及拟序结构的演化过程.     

体积压裂致密油藏注水吞吐产能影响因素

致密油藏储层致密,地层压力系数一般较低,开发非常困难,而注水吞吐对补充油层压力和实现稳产具有明显优势.针对体积压裂致密油藏,采用嵌入式离散裂缝模型描述复杂体积压裂缝网,建立考虑应力敏感和启动压力梯度的致密油藏油水两相渗流模型,并采用有限体积法建立相应的数值求解方法.通过数值模拟方法模拟了12个吞吐轮次下单个压裂段致密油...