水平井均衡注汽技术

水平井泄油面积大,是提高稠油油藏单井产量的有效技术。但由于注汽参数及储层非均质性的影响,常规注汽管柱注汽时水平井的吸汽井段长度只有50~70 m,而目前热采水平井的完井长度一般为200 m左右,因此常规的注汽工艺使130~150 m水平井段控制的储量不能有效动用。为了提高热采水平井的开采效果,胜利油田研究了水平井自动均匀注汽工艺,该工艺在研究设计自动均匀配汽器的基础上,根据注汽设备的能力和油藏 物性优化设计注汽参数及自动均匀配汽器的位置和个数,实现长水平井段的均匀吸汽,保证了热采水平井全井段的有效动用,提高了水平井控制储量的动用程度,不但提高了热采水平井的采油速度,也提高了采收率。     

热采水平井改善吸汽剖面技术研究及应用

热采水平井蒸汽吞吐时水平段吸汽不均衡,造成水平段动用不均。鉴于此,对热采水平井改善吸汽剖面技术进行研究。首先,建立油藏-井筒流动耦合模型及储层热-流-变形三场耦合模型,定量分析了油层物性参数、非均质性及注汽口位置对吸汽剖面的影响。然后,根据上述分析结果,设计了均衡注汽完井工艺管柱。该管柱可实现注采一体化及均匀注汽以及长水平段、非均质储层的均匀注采。现场应用结果表明,热采水平井改善吸汽剖面技术可以改善热采水平井长水平段的吸汽剖面,实现均衡注汽,提高水平井的动用程度。     

浅层稠油油藏水平井动用程度分析及措施效果评价

以新疆油田浅层稠油油藏水平井规模开发区为主要研究对象,综合运用储集层特征、生产测试、生产动态等资料,结合数值模拟研究成果,对水平井动用程度进行研究。结果表明,稠油水平井水平段动用不均衡的主要影响因素有:油层非均质性、油层钻遇率、注汽方式、水平井轨迹位置、汽窜等,利用分段注汽、均匀布汽、高温封堵、组合注汽、直井+水平井组合吞吐以及转换开发方式等可以改善水平井动用程度,进而提高稠油油藏水平井采收率。     

庄海8断块水平井水平段内部产能分布规律及对策

为解剖水平井水平段内部产能分布规律,以庄海8断块馆陶组底水油藏为例,建立水平井多段井模型。利用数值模拟技术,定量描述了理想均质油藏水平井、非均质油藏水平井的沿程压力、产量的分布,指出水平段储层非均质性是造成水平井内部动用差异、影响水平井开发效果的关键因素;提出了适合滩海大位移长水平段水平井的分段开采方式。实施结果表明,分段开采可有效提高非均质长水平段油层动用程度、改善水平井开发效果。     

水平井蒸汽吞吐注汽筛管位置调整时机优化研究

针对稠油油藏水平井蒸汽吞吐吸汽不均导致热效率低的问题,采用数值模拟方法,对非均质储层水平井段吸汽规律进行研究,分析了注汽筛管位置对水平井段吸汽规律的影响,引入温度变异系数对比多个周期水平段吸汽不均的程度,并提出了注汽筛管位置调整时机优化方法,根据温度变异系数先降后升的“V”字形变化规律,对比不同阶段调整注汽筛管位置对蒸汽吞吐采油的影响。结果表明:蒸汽吞吐初期温度变异系数不断下降,依据热力学加和性原理,该阶段吸汽较好的储层比热容升高,证明含水量不断增大,剩余油被大量采出,此时调整筛管位置无法充分动用高渗储层的剩余油;若在蒸汽吞吐后期调整筛管位置,则高渗区的油大量采出后至筛管调整前这一阶段,蒸汽注入后富集于高渗低含油区,热利用效率低;在温度变异系数达到最小值时,说明高渗段油藏体系比热容升至较高值,含水饱和度大,剩余油较少,此时调整筛管位置可改善非均质储层动用不均的问题,因此,温度变异系数达到最小值后越早调整筛管位置效果越好。将研究成果应用于乐安油田,通过温度变异系数方法选择时机调整筛管位置后,吸汽剖面更为均衡,平均日产油由上一周期的0.5 t/d提高至3.4 t/d。研究成果对改善蒸汽吞吐吸汽不均有指导意义。     

辽河油田杜84块稠油油藏水平井开发技术研究及应用

辽河油田杜84块超稠油蒸汽吞吐开发中后期,伴随水平井实施规模不断扩大,开发矛盾日益突出,水平段动用不均一直是普遍存在的主要矛盾。分析认为水平段储层非均质性强、水平段蒸汽超覆、周边直井采出程度差异和注汽管柱工艺存在弊端是造成水平段动用不均的主要影响因素,为此,采取直平井组合吞吐、注化学药剂辅助回采和完善注汽管柱工艺技术,达到调整水平段动用不均、提高动用程度、改善开发效果的目的。     

水平井分段注汽技术在曙光油田的应用

目前曙光油田投产稠油水平井均采用蒸汽吞吐开采方式,受油藏非均质性影响,水平井笼统注汽普遍存在水平段油藏动用不均,蒸汽局部突进严重的矛盾,严重制约了水平井产能的发挥。为此,曙光采油厂自主研发应用了水平井分段注汽技术,该技术利用水平井分段注汽管柱,将水平段油藏分成两个或多个相对独立的注汽腔,实现不同井段按需定量注汽,有效调整了水平段油藏的吸汽剖面,改善了油藏动用不均的状况。     

提高超稠油水平井水平段动用程度的方法探讨——以曙一区杜84块超稠油水平井为例

以曙一区杜84块超稠油水平并为例,对影响水平井水平段动用程度的主要因素进行研究.结果表明,水平井段长度、水平段流体的流动状态、油层非均质性与汽窜、剩余油分布和完并工艺条件影响了水平段动用不均衡,利用调整注汽管柱在水平段下深、高温调剖、三元复合吞吐技术、直井与水平井间的多井整体蒸汽吞吐技术,可改善水平井段动用程度,进而提高水平井吞吐效果.     

提高杜229块储量动用程度对策研究

利用监测资料,结合油藏生产动态,运用数理统计分析方法及数值模拟手段,研究区块平面上、纵向上的动用规律.揭示超稠油油藏蒸汽吞吐开发动用程度的影响因素.研究表明,区块动用程度主要受储层物性、原油粘度、边底水、渗透率、射孔井段长度、蒸汽超覆以及单层厚度等因素影响,低效区、井阃、层间还有大量剩余油存在.采取亚临界锅炉注汽、水平井加密、大注汽量整体蒸汽吞吐和化学辅助吞吐等措施,可有效提高油藏动用程度,提高采收率.对其他稠油油藏开发具有一定的借鉴和指导意义.     

鄂尔多斯盆地西233 区长7 页岩油注伴生气原油动用特征实验

鄂尔多斯盆地陇东地区西233区长7段是中国典型的页岩油储层之一,生产初期依靠准自然能量生产,产量递减较快、采收率低。针对该区具有较为丰富的伴生气资源,选择代表性的页岩油储层岩样,结合核磁共振技术完成了注伴生气的驱替实验和吞吐实验。结果表明,在注伴生气驱油过程中,岩样采收率低于43%,主要动用了中大孔隙中的原油,微小孔隙中的原油动用程度较低;相对完全饱和油岩样,含束缚水岩样的采收率更低;岩石孔隙非均质性、比表面积和束缚水影响注伴生气驱油的采收率。在注伴生气吞吐采油过程中,岩样采收率高于44%,原油也主要从中大孔隙中采出,且相对于注伴生气驱油实验,吞吐采油过程中各级孔隙中的原油动用程度更高;随着吞吐周期的增加,周期采收率逐渐降低,吞吐效果趋于稳定;吞吐压力越高,吞吐采油越多,采收率越高。研究证实高于地层压力的注伴生气吞吐更能提高西233区长7页岩油储层原油的采收率,建议研究区采用超前注气吞吐的开发方式。     

水平井水平段压力分布研究

对油藏中一个水平井井筒内单相及两相流动特性进行了数值计算研究。由于所用油藏模型压力分布比较复杂,使得水平井的流动计算变得相当复杂,应用表征流动特性的非线性方程对空间进行迭代计算,再向时间推进。计算结果表明,水平井渗流量表现为两端高、中间低的特征,水平井内压力分布趋于下降的特征。所开发的计算程序具有实用性,可为水平井的设计开采提供一定的参考。     

用等效水平段长度评价水平井损害程度

表征直井损害的表皮系数及附加压降不能准确应用于水平井.根据Malekzadeh提出的等效水平段长度概念,考虑渗透率各向异性,建立了用水平井等效水平段长度评价水平井损害程度的模型,提出等效产能比计算新方法.研究结果表明,当水平井为不完善井时等效长度小于水平段长度,当井为超完善井时等效长度大于水平段长度;水平井水平段越长,其等价直井表皮越小,说明水平并相较于直井有非常好的开发优势;水平井水平段越长,受污染后产能损失越大,改善后则越有利于产能的提高.渤海某油田应用实例表明,新方法可以直观有效地评价水平井的损害程度及其对产能的影响程度,指导储集层改造并为改造效果评价提供依据.图3参23     

水平井改造技术及效果评价

水平井主要应用于底水油藏、裂缝性油藏和稠油油藏等,在低渗透油藏中应用实例较少,长庆油田通过不断摸索,形成了一套适用于超低渗油藏的水平井改造技术。主要介绍了长庆油田在采油三厂水平井改造技术及取得的成果,2009年以水力喷砂压裂与小直径封隔器联作工艺为主体方向,结合双封单卡机械封隔分段压裂技术,优化分段改造工艺,实现工具系列化,增产效果显著,对低渗透油藏开发具有重要意义。     

三塘湖致密油长水平段水平井钻井技术

三塘湖盆地致密油勘探开发前景广阔,水平井技术是实现该区有效开发的重要手段。从分析三塘湖致密油水平井钻井难点出发,开展了以井身结构优化及剖面设计、个性化钻头优选、低成本高效轨迹控制、提高水平段储层钻遇率及优质高效钻井液等关键技术为核心的攻关研究,形成了适应三塘湖致密油水平井优快钻进的配套技术系列,并在芦101等5口井进行了成功推广应用,提速效果显著。     

长水平段水平井钻进摩阻控制

长水平段水平井能够增加钻遇油层的长度和数量,提高单井油气开采量,在薄油层开发、海油陆采方面具有明显的技术优势。但由于水平段过长,钻进过程中面临着严重的摩阻问题。以胜利油田某长水平段水平井为例,采用有限元方法,从井身剖面结构参数优化、钻井作业参数优选等方面,分析其对摩阻的影响规律及其内在影响机理。研究结果表明,案例井造斜段曲率半径对长水平段水平井摩阻影响较为明显,应综合考虑地层特点、造斜率控制难度以及后期送钻能力进行合理选取;起钻过快会导致钻柱与造斜段上井壁摩擦严重,下钻时应平衡下入效率、钻柱变形和摩阻的关系,防止遇阻;复合钻进时低速区的转盘转速不会引起摩阻的明显变化。     

新沙21-27H长水平段水平井钻井实践

川西新场构造蕴藏丰富的天然气资源,截至2010年底,仅新场构造沙溪庙组气藏累计提交探明储量已达600×10^8m^3,但由于储层低孔低渗,开发效果一直欠佳。随着长水平段水平井和大型加砂压裂技术的应用,该类型气藏开发效果得到显著提升新沙21-27H井是部署在新场构造北翼的一口以沙溪庙组为目的层的长水平段水平井,具有裸眼段长、水平段长、位移大、摩阻和扭矩大等特点。文中对该井施工的难点进行了分析,通过井眼轨迹控制措施、摩阻和扭矩监测技术以及良好的钻井液性能,并配合高效PDC钻头,大大提高了钻井效率,取得了良好效果。     

页岩气长水平段水平井井眼轨迹控制技术

利用长水平段水平井提高单井产量是页岩气开发的发展趋势,涪陵页岩气田开发调整阶段将超长水平井作为增产提效的主要措施之一。但随着水平段的增加,钻井技术挑战进一步加剧:长裸眼水平段延伸极限预测难度大、井筒净化困难、摩阻扭矩大、井身剖面优化难度大、轨迹控制难度高。为此,本项目通过井眼轨道优化设计、极限延伸能力预测分析、钻具组合优配、降摩减阻技术配套和井眼清洁技术配套,形成了页岩气长水平段高效轨迹控制技术体系。形成的研究成果指导了焦页2-5HF和焦页30-5HF井的定向钻井工程实践,创国内长水平段纪录。     

利用遗传算法进行水平井水平段长度优化设计

在油藏开发过程中,随着水平井水平段长度的增加,水平井段与油藏的接触面也随之增加,同时井筒内流体的流动阻力也增加,从而导致水平井的产液量减少,即水平井的最终产量是2个相互制约的因素共同作用的结果。利用遗传算法全局寻优的特点,结合一种计算无限导流和有限导流情况下水平井产量的井筒/油藏耦合模型,提出了一种用于水平井水平段长度的优化设计方法。该方法可以在不同的油藏地质模型中使用。     

Determination of horizontal permeability from the elliptical flow of horizontal wells using conventional analysis

Besides the regular four flow regimes normally seen during a pressure test of horizontal wells, it is possible, under special circumstances, to observe such additional flow regimes as spherical, hemi-radial, linear (reservoir channel) and elliptical. The last flow regime is characterized by a slope of 0.36 of the pressure derivative curve and occurs between the early linear flow and the pseudo-radial flow periods. This may have been overlooked in horizontal well test analysis, because it is often masked by the other flow regimes, unless the conditions are just right.The elliptical flow regime has been previously mentioned by very few researchers, Issaka et al. [Issaka, M.B., Zaoral, K., Ambastha, A.K. and Mattar, L., 2000: “Determination of Horizontal Permeability Anisotropy from Horizontal Well Tests,” SPE Saudi Arabia Section Technical Symposium, Dhahran, Saudi Arabia, 21–23 October.], Chacon et al. [Chacon, A., Djebrouni, A. and Tiab, D., 2004. “Determining the Average Reservoir Pressure from Vertical and Horizontal Well Test Analysis Using Tiab's Direct Synthesis Technique”. SPE 88619, Proceedings, SPE Asia Pacific Oil & Gas Conf. & Exhibition, Perth, Australia, 18–20 October.] and Escobar et al. [Escobar, F.H., Munoz, O.F., and Sepulveda, J.A., 2004. “Horizontal Permeability Determination from the Elliptical Flow Regime for Horizontal Wells”. CT&F — Ciencia, Tecnología y Futuro. Vol. 2 Num. 5. p. 83–95. Dec.]. A methodology for its characterization has been also introduced using the pressure derivative concept and TDS technique [Escobar, F.H., Munoz, O.F., and Sepulveda, J.A., 2004. “Horizontal Permeability Determination from the Elliptical Flow Regime for Horizontal Wells”. CT&F — Ciencia, Tecnología y Futuro. Vol. 2 Num. 5. p. 83–95. Dec.]. However, conventional analysis for the characterization of this has not yet been reported in the literature. This flow regime is very useful to estimate the horizontal permeability, especially, when the pseudo-radial flow is very short or unclear, or simply, when it is desired to verify that estimation.In this paper, equations for the estimation of the horizontal permeability and elliptical skin factor are developed for both gas and oil horizontal wells, so that the mentioned parameters can be estimated, respectively, from the slope and intercept of linear plot of pressure versus time to the power 0.36. The equations were successfully tested with two field examples previously worked in the literature.