水平井蒸汽驱开采稠油数值模拟研究

方法利用数值模拟方法,研究了水平井蒸汽驱过程中注汽速度、蒸汽干度及水平注采井距对蒸汽驱效果的影响。目的提高水平井蒸汽驱开采稠油的开发效果。结果注汽速度越高,相同时间内采出程度越大;注汽速度对累积油汽比的影响在不同时期有不同的规律;根据模拟结果,计算了不同注汽速度下净产油量的净现值,确定出开发期内的最佳注汽速度,本油藏模拟期内的最佳注汽速度为１２７ｍ３／ｄ;蒸汽干度对蒸汽驱效果的影响受注汽速度制约,注汽速度较低时,蒸汽干度越高,开发效果越好,但注汽速度较高时,蒸汽干度过高,反而使开发效果变差;注采井距对蒸汽驱效果,特别是蒸汽突破时间影响显著,注采井距应大于水平段长度。结论水平井蒸汽驱开采稠油主要受注汽速度、蒸汽干度和注采井距的影响,只有合理选择上述参数,才能取得较好的开发效果     

红浅稠油蒸汽驱开发技术研究

本文从汽驱开发特征、蒸汽驱驱油机理、矿场跟踪研究和数值模拟研究出发 ,系统阐述了这类油藏蒸汽驱开发技术策略。间歇注汽法可提高蒸汽比容 ,提高蒸汽波及体积和热利用率 ,改善油层渗流特征 ,达到改善驱油效果的目的。红一区八道湾组油藏采用间歇注汽方式 ,汽窜现象得到有效抑制 ,油汽比和采油速度大幅度提高 ,含水上升趋势得到控制 ,取得较好的经济效益。     

水平井蒸汽驱影响因素及作用机理

胜利油田部分稠油油藏单元已进入水平井蒸汽驱开采阶段,但水平井蒸汽驱驱油机理尚未十分明确。通过建立水平井蒸汽驱高温高压二维比例物理模型,系统研究了稠油油藏驱油机理及注采参数对水平井蒸汽驱的影响。结果表明:水平井蒸汽驱驱油机理为"驱替为主,泄油为辅";油层压力、蒸汽干度和注汽强度是影响水平井蒸汽驱的3大要素,油层压力越低、井底蒸汽干度越高、注汽强度适中,水平井蒸汽驱蒸汽腔发育就更加充分,汽驱驱替效果最佳。     

深层稠油油藏高干度蒸汽驱物理模拟实验

胜利油田稠油资源丰富,大部分稠油油藏埋藏深、边底水活跃,油藏压力难以降低到5 MPa,矿场实施的常规蒸汽驱井底注汽干度为30%左右,提高采收率幅度不明显。为改善该类稠油油藏蒸汽驱开发效果,基于高干度注汽技术的发展,以孤岛油田中二北Ng5稠油油藏为原型,开展7 MPa压力条件下二维纵向蒸汽驱物理模拟实验,监测分析注汽干度分别为10%,30%,50%的蒸汽驱过程中蒸汽腔的形成和发育状况,研究注汽干度对深层稠油油藏蒸汽驱开发指标的影响规律。实验结果表明:注汽干度对深层稠油蒸汽驱开采效果影响明显,提高注汽干度,地下蒸汽腔形成时间缩短,蒸汽腔扩展距离变大,蒸汽驱结束时间变长,最终采收率明显提高;7 MPa油藏压力条件下,蒸汽驱的蒸汽干度至少应大于50%。井底注汽干度由30%提高到50%可增加胜利油田深层稠油油藏蒸汽驱有效动用储量1.32×108t。     

CO_2辅助蒸汽吞吐开发效果实验研究

以蒸汽多轮次吞吐稠油油藏为研究对象,采用物理模拟与数值模拟方法,研究了CO_2-蒸汽混注方式对稠油油藏热采开发效果的改善。实验表明,CO_2在原油中具有较强的溶解能力,通过与蒸汽混注可以使原油物性特征发生较大变化,进一步改善稠油流动特征,蒸汽-CO_2驱方式的驱油效率较纯蒸汽驱提高了约12%,并且含水上升速度也更小。采用数值模拟手段开展了稠油油藏CO_2辅助蒸汽吞吐方式的单因素敏感性分析,结果表明,各参数中油层厚度与原油黏度对开发效果的影响较大,并分析了各注采参数的影响。最优的实施方案为注汽速度200 t/d,气汽比1∶1,蒸汽干度0.7,焖井时间5 d,排液速度140 t/d。     

刊中报

<正> 稠油蒸汽驱开采,注汽井一般采取连续注汽、采油井采取连续开井方式生产。但是,蒸汽突破后,如果不采取有效措施抑制汽窜,则蒸汽驱效果将急剧变差,严重危及蒸汽驱的继续进行。采取蒸汽泡沫添加剂或高温水泥等进攻性封堵措施,虽然能有效地抑制汽窜的发展,改善汽驱效果,但这些方法操作难度大,成本高,难以工业性推广应用。相对而言,间歇注汽法操作简单,是提高蒸汽驱效果的有效途径之一。 所谓间歇注汽法,就是在蒸汽突破后,注汽井采取注     

尿素在稠油油藏注蒸汽开发中的实验研究及应用

对稠油注蒸汽添加尿素及泡沫剂开采技术的机理进行了研究,并在河南油田进行现场应用.研究表明:尿素水溶液可降低油-水界面张力,使原油粘度大幅度下降;蒸汽添加尿素驱、尿素及泡沫辅助蒸汽驱技术不仅能改善蒸汽的波及体积,提高采收率,而且还能明显提高采油速度.现场试验效果表明,该技术可使阶段油汽比提高114%,采注比提高116%,并且成功率达100%,累计增油17 003.34 t,获得了较高的经济效益.该技术可在蒸汽吞吐后期不适宜转蒸汽驱的边际油藏及蒸汽驱效果不理想的稠油油藏考虑应用.     

蒸汽驱间歇注汽数值模拟研究

针对中—厚互层状稠油油藏的蒸汽驱井组，用数值模拟研究了蒸汽驱过程中间歇注汽对开采效果的影响，优选出最佳停注时机为蒸汽突破到生产井时，停注间隔不宜超过60d，在此条件下间歇注汽的教果要好于连续汽驱，采收率提高0.36%。并探讨了提高采收率的机理，认为间歇注汽提高了油层纵向上的波及效率和驱油效率。现场实际资料基本与数值模拟结果一致。     

稠油油藏蒸汽驱末期注热水和间歇注汽的物理模拟研究

本文采用真空物理模拟实验的方法，研究了新疆克拉玛依油田九１区反七点井网稠油油藏蒸汽驱末期改注热水，以及间歇注汽和间歇注热水等注驱方式对生产效果的影响，并进一步研究了热水驱及间歇汽驱对油藏中各层温度变化的影响，力图对油藏内温度变化方面探求蒸汽驱末期转热水驱或转间歇汽驱驱油的机理。     

泡沫改善间歇蒸汽驱开发效果

间歇蒸汽驱是提高稠油热采区块采收率的有效方式,伴随着汽驱轮次的增加,注汽井同生产井之间出现严重汽窜,导致生产效果急剧变差,为此,进行了高温泡沫封堵蒸汽汽窜提高蒸汽驱采出程度研究。利用蒸汽驱物理模拟装置、高温界面张力仪对适用于不同温度的泡沫剂驱替性能、界面张力进行评价,确定不同泡沫剂最佳作用温度;对现场注入气液比、注入方式进行优化研究,确定现场施工方式。研究表明,FCYL和FCYH组合注入效果优于单注一种泡沫剂,伴蒸汽注入氮气泡沫剂后驱替效率提高30个百分点。2004年在胜利油田单56-10-X8间歇蒸汽驱井组实施高温泡沫改善开发效果现场试验,现场应用表明,高温复合泡沫体系可大幅度改善间歇蒸汽驱热采稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。     

重质油藏氮气辅助蒸汽驱注采参数敏感性分析及优化

为明确氮气辅助蒸汽驱中各注采参数对开发效果的影响,并优选最佳注采方案。以JY油田J2区块的11-12井组为例,采用CMG数值模拟软件的STAR热采模块,通过模拟各种氮气辅助蒸汽驱方案,分别评价了注气量、采注比、蒸汽干度、注汽(气)速度及油藏特征参数对最终采收率的影响,并结合正交试验方法对注采参数进行了优化研究,获得了最佳注采方案。结果表明:氮气辅助蒸汽驱过程中氮气注入段塞的体积应小于0.6HCPV,采注比以1.4左右为宜,氮气段塞注入前,蒸汽干度越高越好,而氮气段塞注入后,蒸汽干度控制在50%以上,提高注汽(气)速度以提高采油速度。最优注采参数组合为氮气注入体积0.2HCPV,注入速度为140 m³/d,采注比为1.6。试验井组开展氮气辅助蒸汽驱后单井平均产油量从1.8 m³/d提高至5.9 m³/d,单井平均含水率由97.2%下降至67.8,降水增油效果显著。研究成果为重质油藏开展氮气辅助蒸汽驱提供了参考依据。     

浅层稠油油藏蒸汽驱前期综合治理：以克拉玛依油田九1区油藏为例

为了扭转克拉玛依油田九１区齐古组稠油油藏汽驱初期出现的蒸汽在平面上和剖面上推进不均衡，部分井层被热水突破，采油速度下降到１．ｌ％，油汽比降至０．１２，开发指标持续下跌的局面，因井制宜地采取了控关、调汽间注、加深泵挂、吞吐引效、封堵等综合治理措施。经过治理采油水平回升了４８％，油汽比上升了９０％，采油速度提高了０．５％，汽驱见效井数增加了近６倍，投入产出比高达１：ｌ０．１，油藏汽驱开发取得较好效果。     

注汽速度对蒸汽驱开采效果的影响

在对前人有关注汽速度方面的室内研究工作进行了重新分析后，发现试验获得的最佳注汽速度均大于１２０ｔ／ｄ。国个３６个蒸汽驱现场试验结果统计规律表明，蒸汽驱油汽比不仅与地质参数有关，而且与注汽速度密切相关。１５个注汽速度小于１１０ｔ／ｄ的蒸汽驱现场试验有１０个是失败的（以油汽比为０．１５为标准），只有５个是成功的，另外２１个注汽速度大于１２０ｔ／ｄ的蒸汽驱现场试验都是成功的，并且是现出注汽速度愈大油汽经     

蒸汽驱中-后期间歇注热理论模型与现场试验

在蒸汽驱中-后期,蒸汽带覆盖面积达到目标油藏区域时,间歇注热（汽）是一种有效的开采技术,但关于间歇周期、间歇注热速率等的相关理论研究较少。采用下行式蒸汽驱概念模型,在Neuman蒸汽驱理论的基础上,建立了蒸汽驱中-后期蒸汽突破后蒸汽带覆盖面积保持恒定条件下的热量递减注入速率方程和蒸汽带体积方程,进而建立了蒸汽驱中-后期间歇注热的间歇时间方程和恢复注热时的注热速率方程。以辽河油田齐40区块为例,利用间歇注热理论方程进行计算,计算结果与实际油田现场试验结果吻合较好。根据研究结果,建议现场实施间歇注热蒸汽驱的主要技术参数是注/停时间比为1：1,停注时间为30 d （最多不超过40 d）,恢复注热时的注热速率为前期连续蒸汽驱注热速率平均值的1.2~1.5倍。     

OPTIMUM STEAM INJECTION STRATEGIES FOR NATURALLY FRACTURED RESERVOIRS

This study aims to identify the effective parameters on matrix oil recovery and the efficiency of this process while there is a continuous flow of steam in fracture. Single matrix system is studied first. The critical injection rate is defined for laboratory scale simulation for different matrix properties. It is observed that there is a critical injection rate optimizing the process and the critical injection rate for an efficient matrix oil recovery is defined for different matrix sizes and matrix heat transfer coefficients.

In the second part of the study, similar analysis is performed to investigate the effect of injection rate on the oil recovery for field scale. Critical rate concept is evaluated for different number of horizontal fractures and steam qualities. Finally, the economics of steam injection in the field scale is studied. The optimum injection strategies determined by the adjustment of injection rates are discussed based on the fracture properties such as density and permeability. The approach and results can be used in further studies to analyze the efficiency of thermal applications and to obtain correlations for steam injection performances in naturally fractured reservoirs.     

OPTIMUM STEAM INJECTION STRATEGIES FOR NATURALLY FRACTURED RESERVOIRS

ABSTRACT

This study aims to identify the effective parameters on matrix oil recovery and the efficiency of this process while there is a continuous flow of steam in fracture. Single matrix system is studied first. The critical injection rate is defined for laboratory scale simulation for different matrix properties. It is observed that there is a critical injection rate optimizing the process and the critical injection rate for an efficient matrix oil recovery is defined for different matrix sizes and matrix heat transfer coefficients.

In the second part of the study, similar analysis is performed to investigate the effect of injection rate on the oil recovery for field scale. Critical rate concept is evaluated for different number of horizontal fractures and steam qualities. Finally, the economics of steam injection in the field scale is studied. The optimum injection strategies determined by the adjustment of injection rates are discussed based on the fracture properties such as density and permeability. The approach and results can be used in further studies to analyze the efficiency of thermal applications and to obtain correlations for steam injection performances in naturally fractured reservoirs.     

注汽井套管的受力与变形

本文对注汽井套管的受力与变形提出了简要的计算方法,包括:老井改为注汽井时有水泥环部分套管和无水泥环部分套管的强度计算方法;新井中深井采用预应力套管时,预应力的计算方法。     

蒸汽喷射泵用于斜直水平井举升稠油的研究

蒸汽喷射泵是以水蒸汽代替普通喷射泵的动力液,为井下原油举升至地面提供能量,同时能提高井筒内原油温度的一种采油设备。根据热力学和流体力学的基本原理,研究了水蒸汽在喷射系内的流动规律,包括不同蒸汽干度、不同井底流压、不同喷射泵喷嘴组合下的蒸汽注入量和泵排出压力的变化规律:在地层压力一定的条件下,泵口排出压力和蒸汽的干度变化关系不大;产液量随蒸汽干度的增加而增大;井深越浅,需要的排出压力越小,举升相同的液量所需的蒸汽量越少;蒸汽喷射系用于稠油举升在技术上是可行的,可以结合井筒压力和温度的计算进行稠油井蒸汽喷射泵的举升设计。研究结果对实际生产有一定的指导意义。