稠油油藏水平井过热蒸汽吞吐储层适应性评价

过热蒸汽吞吐是目前开采稠油油藏的一种有效技术。由于过热蒸汽与普通湿蒸汽存在明显差异,基于普通湿蒸汽而建立的稠油蒸汽吞吐储层筛选标准并不完全适用于过热蒸汽吞吐。针对这一问题,以哈萨克斯坦K油藏水平井过热蒸汽吞吐先导试验区为研究对象,根据经济收支平衡原理,建立了水平井过热蒸汽吞吐的经济极限指标,并在此基础上以单井极限收益为依据,利用数值模拟方法确定了水平井过热蒸汽吞吐的地质及流体参数经济界限值,最终得到了水平井过热蒸汽吞吐的储层筛选标准。该储层筛选标准的建立为稠油油藏实施水平井过热蒸汽吞吐经济高效开发提供了理论指导。     

特超稠油油藏水平井蒸汽驱油物理模拟实验

以胜利油田A区块特超稠油油藏为目标区块,自主研发了高温高压二维比例物理模型,研究了不同开发阶段水平井蒸汽驱油机理,开展了油藏压力、井底干 度、注汽强度对水平井蒸汽驱的效果影响的研究。物模实验结果显示,蒸汽驱整个过程分为三个阶段：存水回采期、汽驱受效期、蒸汽突破期。存水回采期蒸汽腔向水平方向扩展,以水平驱替方式为主 ;汽驱受效期蒸汽腔向垂向和水平方向扩展,以水平驱替方式为主,纵向泄油为辅;后期蒸汽突破,蒸汽腔继续向上方扩展,以纵向泄油为主,实现油层整体动用。5 MPa时转蒸汽驱的采出程度高于7 MPa时转蒸汽驱的采出程度;蒸汽驱的井底蒸汽干度应不低于0.4,蒸汽干度越高,水平井蒸汽驱的开发效果越好;注汽强度为1.9 t/(d·ha·m)时温度场最为发育。同时,在高压下提高干度可实现水 平井蒸汽驱的有效开发。以上的实验结果较好地指导了胜利油田A区块特超稠油油藏水平井蒸汽驱开发,取得了明显的开发效果,该研究对于类似稠油和超稠油油藏水平井蒸汽驱开发具有重要的指导意义 。     

稠油油藏井间泥岩夹层对双水平井SAGD开发效果的影响

为定量描述稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采过程中注采井间夹层对双水平井泄油通道与开发效果的影响,针对新疆油田A区块,利用CMG数值模拟软件建立了表征SAGD注采井间夹层的数值模拟模型,对注采井间存在不同大小、间距及物性夹层情况下的SAGD蒸汽腔发育形态与开发效果进行对比,得到了稠油油藏夹层非均质影响SAGD开发的临界特征参数。矿场实际的非均质SAGD井组夹层展布特征、蒸汽腔发育特征及生产效果对比结果表明,得到的结论与矿场实践一致,因此可用于指导并实现经济、高效的稠油油藏双水平井SAGD开发。     

生产井蒸汽吞吐提高火烧油层效果

在阿尔伯达东北的冷湖油砂沉积带地区，英国加拿大石油资源有限公司实施了用单井蒸汽吞吐改善火烧地层动态，保护生产井免受燃烧前缘或氧气估破伤害的方案。其效果是多方面的。本论文描述了采用注蒸汽的开发效果和典型实例，得出了如何蒸汽吞吐最有效的结论。     

三维实验模拟双水平井联合法开采天然气水合物

为研究联合法开采天然气水合物,在水合物三维实验开采模拟平台中利用双水平井进行降压联合注温水开采水合物实验,得到温度和压力分布、产气、产水、三相饱和度变化与开采方法的传热特性。整个开采过程可以分为自由气释放阶段、静置阶段、降压开采阶段和注热开采阶段。研究结果表明在自由气释放阶段和静置阶段有二次水合物生成。在注热阶段,水合物在降压和注热的协同作用下进行分解。反应釜中的水合物最终被完全分解,并且本研究的能效比高于前人利用垂直井进行降压联合热吞吐分解水合物的能效比,表明利用双水平井进行降压联合注温水是一种有效的分解水合物的方法。     

裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型

针对裂缝性油藏为裂缝-孔隙型双重介质且加热区内地层温度为非等温分布,在常规稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型的基础上,通过引入加热区前沿温度,构建了考虑地层温度为非等温分布的裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型,并基于天然裂缝等效渗透率张量理论,将裂缝性油藏变换成等效各向同性油藏,最终推导出裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型。以某裂缝性稠油油藏为例进行了计算,结果表明,本文产能预测模型计算结果与裂缝性双重介质热采数值模拟计算结果基本吻合,从而验证了本文模型的准确性。敏感性分析表明,蒸汽吞吐加热半径是加热区前沿温度的函数,加热半径随前沿温度的降低而增大,产量随裂缝孔隙度的增加而增大。     

单二块稠油油藏剩余油分布规律研究及应用

活跃边底水稠油油藏高轮次吞吐以后，由于受储层非均质性，开采方式，油藏边底水，射孔井段等因素影响。剩余油分布规律复杂，蒸汽吞吐开采效果变差。通过对活跃边底水稠油油藏高轮次吞吐阶段剩余油分布规律和影响因素的研究，利用新钻井，定向侧钻，扶停产井完善井网，采用补孔扩射调整注汽产液剖面，注氮气或注氮气加化学剂控制水锥等手段，改善了高轮次吞吐稠油油藏开发效果，在单家寺稠油油藏应用后取得了较好的成效。     

超稠油油藏转小井距蒸汽驱条件及时机

蒸汽驱是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采后进一步提高原油采收率的主要热采阶段。但不是说任何时候转驱都可取得较好的效果。笔者系统研究了影响蒸汽驱开采效果的因素：原油粘度、油层有效厚度、纯总厚度比、起始含油饱和度和油层非均质性等,确定出适宜蒸汽驱开采的油藏条件。在分析稠油油藏加密吞吐后油藏条件变化的基础上．利用油藏工程数值模拟技术研究确定出超稠油油藏转小井距蒸汽驱的合理时机。     

鄂尔多斯盆地致密油水平井体积压裂改造实践与认识——以定边油田致密油为例

定边油田致密油主要发育于半深湖-深湖相区,最典型是延长组长7油层,烃源岩条件优越。致密油分布范围广,同时砂岩储层致密、物性差、孔隙结构复杂、含油饱和度高、油藏压力系数低的特点。另外微裂缝较为发育。开发历程经历了三个阶段：致密油开发试验阶段、致密油开发推广阶段、致密油开发综合治理阶段。本文总结分析了致密油勘探开发过程,且从工程参数特征等因素进行差异性分析,找出影响致密油开发效果的主控因素,在此基础上不断的技术攻关,深化完善工艺参数,配套形成了致密油储层改造技术系列,并实现规模化应用。因此,根据目前的储层特征和开采现状,积极的转换开发方式,注水吞吐、体积压裂、与井网结合的缝控体积压裂取得很好效果,是致密油提高采收率的经济有效手段,形成了致密油不同井况、不同井组的增产技术思路,这几种方式措施后的水平井均取得一定成效,对致密油藏水平井开发提供了指导性的意义。     

碳酸盐岩稠油油藏热采驱油剂的性能评价

针对叙利亚低渗碳酸盐岩稠油油藏前期蒸汽吞吐中存在的注汽压力高、注汽效果差、原油黏度高、开采效率低等问题,采用石油磺酸盐、α烯烃磺酸盐、聚氧乙烯醚、希夫碱为原料复配了一种热采辅助驱油剂XLYO-1。室内测试结果表明,该驱油剂是一种优良的多功能驱油剂,在经过300℃高温处理之后,界面张力达到10-2 mN/m,在驱油剂质量分数较低情况下对叙利亚高含硫原油降黏率在90%以上,并体现出良好的润湿反转性能,将亲油储层转变为亲水储层。在室内蒸汽驱替实验中,该驱油剂降低了注汽压力,延缓了蒸汽突破时间,最终提高了驱替效率。     

稠油油藏蒸汽驱中后期剩余油分布特征及提高采收率方式研究

针对中国浅层及中深层稠油油藏,利用数值模拟研究方法,研究了不同稠油油藏的蒸汽驱开发规律和蒸汽驱中后期的剩余油分布特征,明确了稠油油藏蒸汽驱中后期的提高采收率方式。研究结果表明:浅层稠油油藏与中深层稠油油藏蒸汽驱的开发规律基本一致。驱替阶段生产效果好、产量高且稳定、油汽比高、含水率低;蒸汽突破后的开发阶段也是蒸汽驱开发的重要阶段,但是该阶段油汽比明显低于驱替阶段,表明该阶段蒸汽热效率明显降低。不同稠油油藏的剩余油分布特征类似,均表现出明显的垂向动用差异特征,即油层上部动用程度高,剩余油饱和度低,油层下部动用程度低,剩余油饱和度高,下部油层是剩余油挖潜的主要对象。从下到上逐层上返开发和多介质辅助是提高蒸汽驱中后期采收率的有效方式。研究结果对同类油藏开发具有重要意义。     

利用地热资源进行热水驱油的技术研究

中国油田以注水开发为主,目前其平均采收率在33%左右。笔者研究认为,制约注水开发的一个重要因素是注入水温度明显低于油层温度,由此引发一系列问题,诸如注入水温度低造成油层温度持续下降,增大了原油黏度。长期剧烈的温差导致储层孔喉胶结物及骨架矿物破碎,加剧了大孔道窜流。笔者针对目前注入水温度过低对油田开发效果的不利影响,提出了一些建设性意见,诸如尽可能选择污水回注,前提是水质达标。主要是考虑到采出的地层水矿化度比较高,与油层配伍性比较好,有利于获得较高的驱油效率。同时减少污水治理和外排压力,更有利于环保和清洁生产。尽可能提高注入水的温度,缩小注入水与油层的温度差距,如果采用高于油层温度的热水驱油最为理想。由于注入水流程比较长,受地面环境温度影响较大,基于夏季注入水温度大大高于冬季注入水温度,能否考虑采取不对称注水方式,即夏季注采比高一些,冬季低一些。同时尽量缩短注水流程长度,尽可能减少沿途热损失。尽可能少注水。在满足油田地层能量补充的前提下,尽最大可能减少注水量,同时减少管外窜槽井治理、平面大孔道井治理、只注不采井治理和特高含水且高液量井治理,减少无效注水。本文围绕提高注入水温度,着重讨论地热、太阳能辅助采油构想。...     

致密油藏压裂双水平井参数优化研究

多段压裂水平井能有效地提高致密油藏单井产量,双水平井的使用则会增大增产效果,但其压后产量影响因素并不是很明确。基于渗流力学理论,分析压裂双水平井流体流动机理,建立了考虑启动压力影响的油藏—裂缝系统分段压裂双水平井数值模型,采用网格加密方法和控制变量法,计算分析了地质因素和工程因素对双水平井压后产量的影响,并使用正交试验方法把不同的裂缝参数和特征对水平井产量的影响进行了主次排序。结果表明:地质因素中的基质孔隙度和渗透率对压后单井产量影响最大;工程因素中的水平井筒长度和裂缝导流能力对水平井产量影响较大,并且相关因素的影响力排序为:水平井筒长度>裂缝导流能力>裂缝长度>水平井筒间距>裂缝条数。研究结果对致密油藏双水平井压裂理论及优化设计具有现实的实践指导意义。     

黄陵矿区富油煤对流加热原位转化开发效果数值模拟

有效开发富油煤提取石油对缓解我国油气紧张具有重要的现实意义,地下原位开采对流加热技术是富油煤有效开发的主要技术之一。以黄陵矿区延安组富油煤层为例,将高温蒸汽和氮气作为加热介质,采用地下原位转化开采对流加热的技术手段,分别研究2种加热介质在不同注入压力下的开采效果与能量回报率。结果表明：当注入气体的温度为400℃时,注蒸汽开采的加热效率更高,相同注入压力下注蒸汽开采将地层干酪根开采完所需要的时间小于注入高温氮气,二者比例为0.52～0.68,节省时间效果明显,注蒸汽开采与注氮气开采的天然气总产量比例为1.07～1.11,油总产量比例为0.82～0.85,二者差值随注入压力的增加而逐渐减小。注蒸汽开采与注氮气开采的能量回报率比例为1.754～2.363,注蒸汽开采注入压力为6 MPa时能量回报率在4.99 a达到峰值1.796,注氮气开采均未达到能量正收益。无论哪种加热介质,增加注入压力都能够缩短加热反应时间,有利于提高注蒸汽能量回报率。注氮气开采的地层流体有效渗透率较高,利于油气在地层中流动。注蒸汽开采在富油煤清洁开采方面具有优越性,为富油煤清洁开采的具体生产过程提供一定的数据参考依据。     

SAGD开发中突破夹层技术对策研究

开发实践表明,稠油油藏内部发育的夹层影响蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发效果。实际SAGD开发应当充分考虑夹层对SAGD生产效果的影响,寻找突破夹层的有效对策,以期提高SAGD产量。以国内某超稠油油藏地质特征为基础,结合夹层岩石力学参数测试结果,利用耦合岩石力学数值模拟技术确定了不同参数(岩石力学参数、物性参数、操作参数)对岩石变形量、SAGD产量的敏感性。研究结果表明,夹层的渗透率和SAGD注汽压力是影响SAGD产量的主要因素。进一步地,针对夹层特征,结合实际操作可行性,提出了提高注汽压力和直井辅助两种突破夹层技术对策,并给出了相应的技术界限及突破效果,该研究结果可用于指导稠油油藏双水平井SAGD经济高效开发     

电化学导流法提高原油采收率试验研究

电化学导流提高原油采收率技术,在油田各个开发阶段都可达到增油降水的效果.目前多数主力油层内部剩余油分布零散,注水效果差,新增储量的油层大多数是渗透率低、物性差的薄油层.现场试验证明,应用电动法这一新技术,已初步实现了增加原油渗流速度、提高油水流动的相对渗透率和解除油层堵塞等的效果,工艺上是可行的.且用导线传输直流电场与其它传输方式相比,对井口及地面通电设备的安全性也较好.     

Numerical solution and convergence analysis of steam injection in heavy oil reservoirs

In this paper, the numerical methods for solving the problem of steam injection in the heavy oil reservoirs are presented. We consider a 3-dimensional model of 3-phase flow, oil, water, and steam, with the effect of 3-phase relative permeability. Interphase mass transfer of water and steam is considered; oil is assumed nonvolatile. We apply the simultaneous solution approach to solve the corresponding nonlinear discretized partial differential equation in the fully implicit form. The convergence of finite difference scheme is proved by the Rosinger theorem. The heuristic Jacobian-Free-Newton-Krylov (HJFNK) method is proposed for solving the system of algebraic equations. The result of this proposed numerical method is well compared with some experimental results. Our numerical results show that the first iteration of the full approximation scheme (FAS) provides a good initial guess for the Newton method. Therefore, we propose a new hybrid-FAS-HJFNK method while there is no steam in the reservoir. The numerical results show that the hybrid-FAS-HJFNK method converges faster than the HJFNK method.     

低渗透油藏水平井注CO2井网优化与影响因素

针对低渗透油藏直井井网CO₂驱油的不足,以大庆某低渗区块为例,建立反七点水平井井网CO₂驱油地质模型。在物性参数相态拟合的基础上,对反七点水平井和五点直井两种不同井网模式的开发效果进行了对比,对反七点水平井井网参数进行了优化,同时对储层非均质(渗透率、储层非均质性、裂缝的发育情况等)进行了影响因素分析。研究表明：利用水平井注CO₂可以适当地增大井距、排距,减少井的数量,降低钻井成本;在生产制度相同的情况下水平井井网的开发效果要比直井井网的开发效果好;在水平井井网中,采出程度随着油井到水平井的垂直距离的比值变化而变化,当比值为1.4时采出程度最大;水平井注CO₂更适合低渗透正韵律储层;在储层裂缝发育的情况下,裂缝条数越多,CO₂在储层中的不均匀推进现象越明显,最终采出程度越低。