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。     

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。     

间歇注汽法—提高蒸汽驱效果的重要方法

蒸汽突破后,采用间歇注汽方式,可以达到抑制汽窜,提高蒸汽比容、波及体积、干度,油相相对渗透率,热利用率及自渗吸驱油之目的,从而提高稠油蒸汽驱开采效果.河南井楼油田零区试验区采用间歇注汽法取得了显著的效果.现场试验及数模研究结果表明,对薄层稠油油藏来说,合理的间歇注汽方式是每注30天,停30天,间歇注汽阶段合理的注汽速度应为连续注汽速度的1.5倍;对大型蒸汽驱开发单元来说,同一排注汽井为一注汽单元,相邻两排注气井的注汽时间应重复50%.     

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。     

浅薄层超稠油水平井蒸汽驱汽窜控制因素研究

针对排601北区水平井网转蒸汽驱后蒸汽突破导致油汽比低的现状,运用数值模拟方法,结合油藏动态分析手段,研究了全水平井井网蒸汽驱突破影响参数和汽窜通道形成控制因素,明确了水平井汽窜通道3种模式(侧峰型、双峰型、中间单峰型),制定了“立足高温、高液量、高含水”,“微汽窜采油、变速度注汽、间歇注汽试验、氮气泡沫调驱、井组封窜治理”等配套措施的调整方案。矿场试验表明：该调整方案有效改善了蒸汽驱试验井组蒸汽热利用率、蒸汽波及系数和驱油效率,调整前后月度油汽比由0.12增加至0.27,达到了全水平井井网蒸汽驱提质增效的目的,为该类油藏后续转蒸汽驱开发调控提供了技术支撑。     

倾斜油藏蒸汽驱后期接替开发方式优化——以辽河断陷盆地西部凹陷欢曙上台阶齐40块为例

辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡中南段欢曙上台阶齐40块高倾角(10°)油区在蒸汽驱试验区中占比例较大,目前已进入开发后期,产量持续递减,开采成本升高,探索倾斜油藏蒸汽驱后期有效的接替开发方式、进一步提高采收率具有理论意义和实用价值。选取齐40块西部高倾角区4个典型井组,应用Petrel软件和STARS软件分别建立了三维地质模型和数值模拟模型,进行蒸汽驱后期接替开发方式优化设计研究。数值模拟结果表明,莲Ⅰ油层组动用程度较高;莲Ⅱ油层组动用程度较低,剩余油饱和度在60%以上,构造高、低部位剩余油分布差异较小。根据莲Ⅰ和莲Ⅱ油层组剩余油分布特点,蒸汽驱后期可采用分层注汽技术,采用分层注汽技术可提高采收率4.0%.齐40块倾斜油藏蒸汽驱后期接替开发方式优化结果表明,间歇蒸汽驱提高采收率幅度最大,达5.2%;连续蒸汽驱提高采收率4.6%;汽水交替驱和蒸汽空气复合驱提高采收率幅度较小,分别为1.8%和3.2%.采用间歇蒸汽驱开发莲Ⅰ油层组的动用程度大于连续蒸汽驱;间歇蒸汽驱的累计油汽比高于蒸汽空气复合驱及汽水交替驱。因此,综合考虑建议使用间歇蒸汽驱作为后期的接替开发方式。     

砂砾岩稠油油藏蒸汽驱先导试验效果分析

方法结合矿场实验，应用油藏工程方法及数值模拟技术，研究砂砾岩稠油油藏蒸汽吞吐后转蒸汽驱的开采规律及其效果。目的改善稠油油藏的热采效果，进一步提高采收率。结果砂砾岩稠油油藏按照优选的注采参数实施蒸汽驱，除遵循一般的蒸汽驱开采规律外，还表现为：蒸汽驱受效过程较温和，反映在采油井上，蒸汽驱有效期长，蒸汽突破晚；转驱后，初期对采油井适时吞吐引效，中期开展蒸汽泡沫调剖，后期关汽窜采油井等一系列配套措施，对改善汽驱效果均是有效的。结论适时转蒸汽驱预计可比一直吞吐到底提高采收率１０％左右，经济上可行；选择合理的转驱时机、井网井距和注采参数是提高汽驱效果的关键；采取一系列的调整措施是改善汽驱效果的保证     

泡沫辅助蒸汽驱矿场试验及效果

蒸汽驱易发生汽窜,且蒸汽波及效率低,开发效果不理想,为探索稠油油藏提高采收率的新途径,在胜利油区孤岛中二北Ng5稠油单元开展泡沫辅助蒸汽驱矿场试验。针对蒸汽驱高温特点,研发适用于蒸汽驱的耐高温泡沫剂DHF-1,该泡沫剂具有良好的耐温和封堵性能,300℃以下阻力因子始终大于20;室内驱替实验结果表明,泡沫辅助蒸汽驱可有效改善蒸汽波及状况,提高驱油效率。2010年10月开始泡沫辅助蒸汽驱矿场试验,注汽井注汽压力平均上升1.6 MPa,油井全部见效,示踪剂监测平面驱替更均衡,密闭取心井岩心分析平均驱油效率达62.4%,说明泡沫辅助蒸汽驱可提高蒸汽前缘的稳定性,抑制蒸汽突进,明显改善开发效果;截至2016年6月,试验区已累积产油23.6×10~4t,采出程度为52.1%,较蒸汽吞吐已提高采收率16.8%。     

渤海旅大油田新近系稠油油藏水平井蒸汽驱油物理模拟实验

对渤海海域旅大油田新近系典型稠油油藏开展水平井蒸汽驱油物理模拟实验,利用长填砂管模型分析了蒸汽温度、注入速度和原油黏度对蒸汽驱油效果的影响,探讨了蒸汽驱油不同生产阶段的动态特征、温度场的变化规律以及蒸汽驱油机理。研究结果表明：①蒸汽驱油物理模拟实验采用长岩心单管模型,设置模型内径为2.5 cm,长度为50.0 cm,填砂后模型孔隙度为35.0%,渗透率为4 500 mD,设置蒸汽干度为0.7,注汽温度为250℃,注汽速度为6 mL/min,驱油效率可达82.52%。②研究区蒸汽驱油过程分为启动、稳定驱替、蒸汽突破和蒸汽剥蚀4个阶段;注、采水平井间蒸汽腔温度场扩展不均衡,水平井底部温度扩展速度快,顶部温度扩展速度慢,在启动和稳定驱替阶段温度场呈“三角形”推进模式,蒸汽突破和剥蚀阶段蒸汽腔温度场沿对角线扩展,速度减小;蒸汽驱替阶段采出程度为51.86%,稳定驱替阶段为主要的产油阶段,采出程度为39.06%。③热力降黏是旅大油田蒸汽驱油最主要的机理,高温蒸汽的剥蚀作用、蒸馏效应、微观波及效率的提高等也影响驱油效率。     

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。     

稠油蒸汽驱方案设计及跟踪调整四项基本准则

利用数值模拟方法研究注汽速率、井底蒸汽干度、采注比及油藏压力对稠油油藏蒸汽驱开发效果的影响，给出了具体的量化指标范围。研究结果表明，对于普通稠油油藏，要达到较好的蒸汽驱开发效果，必须满足以下条件：①注汽速率大于等于1．6m^3／（d·hm^2·m），从而保持蒸汽带的不断扩展，并保持井底蒸汽干度；②井底蒸汽干度大于等于40％，反映蒸汽驱对单位注入流体热焙的要求；③油藏压力小于5．0MPa，最好为1．0～3．0MPa，保持较低的油藏压力可提高蒸汽波及体积；④蒸汽驱稳定阶段的瞬时采注比大于等于1．2，才能真正实现蒸汽驱。辽河油田齐40块蒸汽驱先导试验和扩大试验的方案设计、跟踪调整及评价表明，提出的有关量化指标已成为蒸汽驱方案设计、跟踪调整和评价的四项基本准则。图6表1参10     

稠油油藏氮气泡沫辅助蒸汽驱驱油效率实验及参数优化

蒸汽驱能大幅度提高稠油油藏采收率,但对于单一蒸汽驱而言,由于受边底水及储层非均质性等因素的影响,易发生汽窜,降低了蒸汽的波及体积,开发效果不理想.为此,设计了氮气泡沫辅助蒸汽驱驱油实验,对单一蒸汽驱和氮气泡沫辅助蒸汽驱的驱油效率进行了对比,并对氮气泡沫辅助蒸汽驱注入参数进行了优化研究.实验结果表明,单一蒸汽驱综合驱油效率为63.52％,氮气泡沫辅助蒸汽驱综合驱油效率为69.95％,比单一蒸汽驱提高了6.43％.当气液比为1∶1,发泡剂质量分数为0.5％,含水率较低时,进行氮气泡沫辅助蒸汽驱开发效果较好.通过室内实验证实,氮气泡沫辅助蒸汽驱能够有效封堵高渗透条带,提高驱油效率,改善稠油油藏的开发效果.     

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。     

对蒸汽驱几个问题的探讨

方法利用数值模拟法，研究了影响蒸汽驱的主要油藏参数和操作参数，并阐明了蒸汽吞吐与蒸汽驱及蒸汽驱与水驱、聚合物驱的相互关系。目的为了选择合理的开发方式，保证蒸汽驱有效的运作，提高原油采收率。结果影响蒸汽驱开发效果的油藏参数是油层净厚度、原油粘度、含油饱和度、油层非均质性、净总厚度比及油藏埋深；对于适合蒸汽驱的油藏而言，只有在注汽速度床注比、蒸汽干度均高于其临界值时，才能取得好的开发效果；地层原油粘度在很大程度上决定了油藏的开发方式，只有当地层原油粘度大于30mPa·s时，蒸汽驱才能比水驱更经济有效。结论在注蒸汽前，应对油藏条件做出充分评估，同时满足蒸汽驱操作参数，通过不同的开发方式评价选取最佳的开发方式。     

热力泡沫复合驱增效机理及油藏适应性研究——以渤海M油田为例

蒸汽驱开发存在窜流现象,严重影响开发效果,而热力泡沫复合驱可有效改善蒸汽驱开发效果,渤海部分稠油油藏经过多轮吞吐后已具备转驱条件。以M油田为例,通过二维可视化实验,从宏观和微观两方面分析热力泡沫改善蒸汽驱开发效果的机理,并进行泡沫封堵性能影响因素分析,确定热力泡沫复合驱的适应性。研究结果表明,在现有地质油藏条件下,热力泡沫具有一定的封堵能力,而在高温注入条件下,增加泡沫的耐温性能对热力泡沫复合驱提高采收率意义重大。与单一蒸汽驱相比,热力泡沫复合驱可提高驱油效率约30.0%。     

提高陈家庄南区薄层稠油油藏开采效果的技术及应用

胜利油田河口采油厂陈家庄薄层稠油油藏蒸汽吞吐开发中存在的主要问题有：热采防砂有效期短,层薄、净总比低,热损失严重。针对以上问题,采油厂进行了提高薄层稠油热采效果配套工艺技术研究,取得了显著效果。开展了薄层稠油热采防砂新工艺模式的研究及应用,有效延长了防砂有效期;开展了油溶性降黏剂＋CO2＋蒸汽的复合吞吐工艺的研究及应用,优化了CO2注入强度以及油溶性降黏剂的注入量和浓度,有效提高了蒸汽在薄层稠油油藏的波及体积,同时也有效补充了地层能量;开展了薄层稠油水平井配套技术的研究,优化了水平井注汽参数,研究应用了均匀注汽管柱,现场应用取得了显著效果。     

薄互层超稠油油藏蒸汽驱技术研究与试验

薄互层超稠油油藏具有净总厚度比小、纵向非均质性强及蒸汽超覆严重的特点,为明确该类油藏蒸汽驱提高采收率的可行性及影响因素,以杜80块兴隆台油层为目标,借鉴其他类型超稠油油藏蒸汽驱的成功经验,以数值模拟技术和动态分析为手段,开展油藏工程优化设计研究。结果表明:杜80块兴隆台油层中稳定发育5 m左右的泥岩隔层,可细分为2套开发层系独立开发;井网井距为70 m井距反九点井网,注汽速率为1.7～1.9 t/(d·m·hm²),采注比为1.1～1.2,井底蒸汽干度以大于50%为最佳,确定转驱时机为油藏温度大于80 ℃;根据小层厚度及级差界限,分别采用4、8、12、16 孔/m的孔密射孔。蒸汽驱现场先导试验取得了单井日产油、采油速度翻倍的良好效果。研究结果为薄互层超稠油油藏蒸汽吞吐后转换开发方式提供了技术支持。     

中深层稠油油藏化学辅助蒸汽驱三维物理模拟与应用

胜利油田稠油油藏由于埋深和边底水的影响,油藏压力无法降低到5 MPa以下再进行蒸汽驱,一般转驱压力为7 MPa。为进一步提高蒸汽驱的实施效果,利用室内实验研究了化学辅助驱方式进一步提高采收率。以胜利油田孤岛油田Ng5层位直井反九点井网为原型开展物理模拟研究。通过对比单纯蒸汽驱、化学辅助蒸汽驱等不同方式提高采收率的幅度,对泡沫剂、驱油剂不同注入方式进行对比分析,并确定现场实施方式。室内实验研究结果表明：采用“先调后驱”的化学辅助蒸汽驱方式,可以在蒸汽驱的基础上进一步提高采收率;高温驱油剂的主要作用是提高蒸汽前沿热水带洗油效率,高温泡沫的主要作用是调整蒸汽剖面,增加波及体积,提高热利用率。现场实际应用表明,化学辅助蒸汽驱是高压稠油油藏转蒸汽驱可行的开发方式。     

中深层稠油蒸汽驱开发阶段动态特征

针对中深层稠油蒸汽驱调控对策受开发阶段动态特征参数影响较大、难以明确划分蒸汽驱开发阶段等问题,以齐40块蒸汽驱为例,在分析蒸汽腔变化规律的基础上,综合利用动静态监测资料分析、油藏工程计算、数值模拟等多种手段,明确蒸汽驱不同开发阶段的开采规律,筛选注入孔隙体积、可采储量采出程度、含水率及温度等动态参数作为蒸汽驱阶段划分的界限参数。研究结果表明:齐40块蒸汽驱蒸汽突破时注入孔隙体积与转驱前含油饱和度呈线性关系;注入孔隙体积倍数与可采储量采出程度呈截距为零的二阶函数关系。该研究成果在汽驱开发阶段划分过程中可操作性强,为不同类型蒸汽驱井组制订调控对策提供借鉴。