普通稠油多层火驱驱替机理及波及规律研究

辽河油田深层薄互层稠油油藏具有埋藏深、纵向多层、非均质性强等特点,经多周期蒸汽吞吐开发后转火驱开采,其驱替机理和火线波及规律认识难度加大。综合物理模拟、数值模拟、动态分析等方法,研究发现普通稠油油藏在火驱中升温降黏和增压驱替、高温氧化和低温氧化同时存在,火线在平面及纵向上波及不均匀;同时对火线波及影响因素进行了研究。     

厚层稠油油藏火驱射孔层段优化探讨

火烧油层(火驱)技术已成为辽河油田稠油油藏蒸汽吞吐后主体接替技术之一,目前主要应用于厚层块状普通稠油油藏、薄互层状普通稠油油藏以及超稠油油藏厚层油藏在火驱过程中火线超覆严重,影响了火驱开发效果。重点针对制约火驱开发效果的注采井射孔技术进行研究探讨,通过室内物理模拟研究认识了厚层火驱二次燃烧现象,通过现场测试及数值模拟认识了厚层油藏平面及纵向火驱动用状况,并应用数值模拟和油藏工程方法对厚层常规火驱、重力火驱注采井射孔层段进行了优化设计,提出了不同火驱方式注采井射孔优化方案。该研究可为厚层稠油油藏火驱开发提供一定的技术借鉴。     

注蒸汽开发后期稠油油藏火驱燃烧特征评价方法

新疆稠油主体开发区已进入蒸汽开发后期,需要转换开发方式,进一步提高采收率,筛选A油藏开展火驱开发技术评价研究。火驱能否保持高温燃烧将会影响油藏开发效果,因此评价火驱燃烧状态显得十分重要。通过化验及进行监测资料分析建立了一套火驱燃烧状态评价方法,结果表明试验区高温燃烧特征明显,这也是国内首次在注蒸汽开发后期稠油油藏开展火驱试验实现高温燃烧。     

深层厚层块状稠油油藏直平组合火驱技术研究

G块油藏为一深层、厚层块状普通稠油油藏,在开展直井网火驱现场试验时,存在火驱平面波及不均及纵向火线超覆的问题,从而影响火驱效果。利用数值模拟方法,对直井水平井组合火驱布井方式、注气井射孔位置及厚度、注气速度等注采参数进行研究,将水平井引入到直井网火驱试验,进行直平组合火驱开发。设计水平井部署在注气井侧下方,水平井长度300m,注气井射开油层上部1／3,注气井最大注气速度为3×10⁴ ～4×10⁴m³ ／d。直平组合火驱现场实施后,水平井产量稳定,周围直井产量上升,获得了较好的开发效果。     

辽河油田火驱开发技术进展

辽河油田稠油油藏具有埋藏深、油品类型多等特点,为探索稠油油藏注蒸汽开采后期的有效接替技术,通过开展室内物理模拟和现场试验,研究了注蒸汽开发后火驱开发中深层—特深层层状、厚层块状、水淹稠油油藏以及浅层低渗透稠油油藏等不同油藏类型的可行性,形成了针对不同类型油藏的火驱储层描述技术、室内物理模拟实验技术、油藏工程设计技术、采油工艺技术、开发效果评价技术等,火驱开发油藏的采出程度大大提高,有效缓解了产量递减。该文论述了辽河油田火驱技术探索历程,对不同类型油藏火驱开发配套技术进行了系统总结。研究成果可为辽河油田及同类型稠油油藏火驱开发提供借鉴。     

厚层块状稠油油藏平面火驱技术研究与实践

辽河油田G块为特深层、厚层块状普通稠油油藏,历经23a的蒸汽吞吐开发,已经进入开发后期,迫切需要转变开发方式提高油藏采收率。前期研究结果表明,火驱是该块最佳的开发方式。针对该块油层巨厚、地层倾角大、存水率高的特点,对火驱井网选择、燃烧方式、注采配置关系及操作参数进行了优化设计,并对开展的火驱先导试验进行综合评价,认识目前火驱燃烧状态、燃烧前缘推进规律以及油井受效特点,并分析了厚层油藏火驱存在的主要问题以及下步的攻关方向。该研究可为厚层块状稠油油藏火驱开发提供一定的技术借鉴。     

边底水稠油油藏火驱可行性及操作参数优选实验研究——以辽河油田J91区块为例

为了解决吞吐开发末期油藏水侵复杂、采出程度低、大幅提高采收率难的问题,以辽河油田J91区块为例,通过TG–DSC及室内物理模拟手段,从热量及燃料角度验证边底水稠油油藏实施火驱开发的可行性,并对操作参数的优选进行实验研究。结果表明,边底水稠油油藏实施火驱开发能够实现稳定的高温氧化燃烧,且实施火驱经济开发的燃料下限即含油饱和度为35%。边底水稠油油藏火驱点火推荐采用电点火方式,适当提高点火温度延长点火时间;并在驱替过程中采用变速注气方式提高火线前缘温度,保障火线稳定推进。研究可为同类油藏实施火驱开发技术提供一定的技术指导。     

注空气开发中地层原油氧化反应特征

通过分析中国不同类型油藏注空气开发的技术优势,依据室内实验和现场试验的研究成果,阐述了轻质油和稠油不同氧化阶段的氧化反应特征。研究认为,不同氧化阶段地层原油的氧化反应特征存在明显差异：在中低温氧化阶段,氧气直接与原油接触,温度越高氧化反应越强;无论轻质油还是稠油,高温氧化阶段氧化反应的主要对象是焦碳而不是原油。进一步提出了划分轻质油和稠油氧化反应4个阶段的温度区间,轻质油比稠油中温氧化反应的起始温度低,放热量大,轻质油比稠油更容易诱发氧化反应;轻质油高温放热峰值（8.06 mW/mg）略高于中温放热峰值（6.42 mW/mg）,而稠油高温放热峰值却是中温放热峰值的5倍,稠油注空气火驱开发应该以实现高温氧化为主要目标。因此,根据油藏温度和油品性质等关键指标可选择空气驱或火驱等注空气开发方式：当油藏温度小于120℃时,由于氧化放热不明显,为了避免注空气开发的爆炸风险,应以减氧空气驱有效补充地层能量的开发方式为主;当油藏温度大于120℃时,在油藏条件下原油就可发生明显的氧化反应,此时可实施不减氧空气驱,充分利用原油氧化反应放热提高采收率;对于油藏温度小于120℃的稠油油藏,可通过电加热器等人工手段实现高温点火,进行高温火驱开发。     

稠油油藏注蒸汽开发后转热水驱实验与数值模拟

注蒸汽是目前稠油油藏开发的主要方式,随着开发进程的加快,注蒸汽开发油藏大多已进入后期阶段,注汽效果差、井间汽窜严重等逐渐成为稠油油藏开发亟待解决的问题。以热采剩余油为研究对象,运用室内物理实验和数值模拟方法,研究了稠油油藏注蒸汽开发后的转换方式。不仅建立了不同温度和不同时机下的蒸汽驱转热水驱模型、水汽交替注入模型和氮气泡沫热水驱模型,而且建立了不同厚度、不同韵律以及不同变异系数下的稠油油藏注蒸汽开发转热水驱数值模型。研究结果表明,采用120℃的热水,注蒸汽采收率为22%时转热水驱效果最好;厚度大于5m,变异系数小于0.4的反韵律油层转热水驱效果较好。     

特稠油,超稠油油藏热采开发模式综述

方法利用水平井热采模式．对特、超稠油油藏进行开采。目的改善开发效果，提高经济效益。结果对油层厚度小于5m的特、超稠油油藏不宜采用水平井热采；对油层厚度在5～10m的特稠油油藏或油层厚度大于10m的超稠油油藏，可采用水平井蒸汽吞吐和蒸汽驱开采；对原油粘度大于5×104mPa·s的超稠油油藏，适用蒸汽吞吐开采；对油层厚度大于20m，原油粘度大于20×104mPa·s的超稠油油藏，必须采用蒸汽辅助重力泄油技术。结论对已投入蒸汽吞吐的特稠油油藏，尤其是处于中后期吞吐阶段的区块，应采用蒸汽加氮气泡沫驱及现有在井与水平共组合蒸汽驱模式；对尚未开发的特、超稠油油藏，应采用水平井注蒸汽热采模式及其它新技术。     

稠油老区直井火驱驱替特征与井网模式选择

伴随着直井火驱技术在新疆、辽河等注蒸汽稠油老区的成功试验和工业化应用,其提高采收率的潜力正得到广泛认同。通过室内实验、矿场试验和油藏工程等多种方法,系统研究了稠油老区直井火驱的驱替特征。室内实验和矿场取心资料证明,直井火驱具有较高的驱油效率,燃烧前缘波及范围内基本没有剩余油,可实现较高的平面波及系数和最终采收率,是一种后续无需再转换开发方式即可实现大幅度提高采收率的战略性接替技术。基于以上研究,全面论证了面积火驱和线性火驱两种井网模式的开发特点及各自优势,并将研究成果应用于新疆红浅火驱工业化试验方案设计中。研究表明,线性井网具有地面设施建设及管理容易、阶段管理井数少、配套工艺相对简单、燃烧前缘的目的性调控容易实现等优点,面积井网则在降低火驱阶段空气油比、提高油藏总的采油速度、减少地质及油藏管理风险等方面具有优势。火驱井网的选择应重点考虑地质、储层及流体物性、油价、油藏已开发程度等因素。红浅火驱工业化试验方案采用了新、老井组合下改进的线性井网模式,既吸取了线性井网先导试验的经验教训,也借鉴了面积井网的相关优点。     

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。     

红河油田长8超低渗油藏水平井注水开发试验效果评价

红河油田长8超低渗油藏先期利用水平井分段压裂技术进行天然能量开发,存在递减快、采收率低的突出问题。为明确合理的开发技术政策,对注水开发试验区的井网井距、注采参数等进行跟踪评价,采用理论计算、相似油藏类比和矿场试验相结合的方法,重点就避免快速水窜、确保有效注水开展研究,明确了现有井网井距及油藏工程参数进一步优化的原则:1平注平采优于直注平采;2注采井距一般应大于700 m;3宜采用温和注水,单井注水压力应小于15 MPa,单井日注水量应控制在15~20 m3。基于研究成果,在红河油田长8油藏采用抽稀井网、适当扩大现有井距的方式,对其它的6个井组提出了油藏工程参数优化建议。     

多层稠油油藏水驱动用程度评价方法

海上多层稠油油藏由于存在启动压力梯度且纵向储层物性差异大,导致合采时层间矛盾突出,开发效果不理想。针对此问题,基于Buckley-Leverett理论,推导了考虑稠油启动压力梯度的多层油藏水驱油模型,建立了多层合采条件下产液量、渗流阻力、采出程度等指标的动态评价方法,并结合现场进行了应用。研究结果表明:渗流阻力的动态差异是导致多层油藏合采时层间矛盾的重要因素;采取分采措施更有利于纵向各储层的均衡开发。该成果对海上多层稠油油藏的后续高效开发调整具有指导作用。     

水淹稠油油藏火驱开发受效特征研究

为明确水淹油藏蒸汽吞吐后提高采收率的可能性,从火驱开发机理入手,开展物理模拟和数值模拟研究,建立强、弱两大类水淹模型,揭示水淹油藏火驱增压排水开发机理,依据产出流体变化规律及火驱燃烧指标等评价参数,建立判别标准,将水淹油藏火驱划分为4个阶段,厘清了水淹油藏火驱开发规律。研究结果表明,水淹稠油油藏火驱具有增压排水、排水时间长、点火时间长、注气需求高、放热量高、产油峰值高、降黏效果好等开发特点。该研究成果在辽河油田锦91块成功实施,火驱受效特征明显。该研究对边底水或水淹稠油油藏高效开发具有技术指导意义。     

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。     

多层系致密砂岩气藏水平井开发适应性评价

对于神木气田多层系气藏,若水平井开发地质目标选择不当,会降低储量动用程度和经济效益。研究神木气田储集层砂体发育规模及叠置模式,采用剖面储量集中度概念,建立单层式、双层式和多层式气藏模型。以水平井增产倍比作为经济效益评价依据,评价多层系气藏水平井开发储集层界限。研究表明：神木气田下二叠统太原组及山西组二段局部发育较大规模复合有效储集层,有效厚度为6.0~9.0 m,长度为1 600~3 200 m,储量集中度大于75%,主产层与次产层渗透率比值为0.8~3.9,具备水平井开发的最佳储集层条件。     

边底水油藏火驱注气速度室内实验研究

火驱技术已成为边底水油藏吞吐开发中后期重要接替开发方式。为了解决边底水油藏由于水体存在热效率低、火线前缘温度低及拓展慢的问题,以辽河油田J9块为研究对象,利用火驱一维物模装置,研究了边底水油藏火驱过程注气速度对燃烧温度、火线推进速度、压力的影响。实验结果表明:水侵油藏火驱过程注气速度越大,增压作用越明显,模型压力由0.049 MPa升到0.49 MPa,火线前缘温度最高达到858℃。对于边底水油藏实施火驱技术开发,维持燃烧的最低注气速度较原始油藏火驱高,至少为8 L/min即注气强度为288 m³/(m·d)。火驱过程采用变速注气方式,适当加大注气强度满足边底水侵入油藏对热量的需求,实现火线前缘温度稳定,保证火线稳步推进。研究结果可为同类油藏开发方案优化设计提供指导和借鉴。