THAI--稠油开采和就地升温的注空气新技术

新的EOR(提高采收率)法THAI--"水平段"注空气方法将先进的技术和水平井理论结合起来,可获得非常高的稠油采收率.此外,该法通过热裂化还能实现层内根本性的升温,将改质原油采出地面.该方法在稳定重力状态下使用,使泄油局限于窄移动带,从而导致大量的移动流体直接流入水平生产井射孔并段.该方法作为一种新技术,一种现有技术之后出现的技术及要求有高热效优点的一种协作技术.可在初次采油中使用.它是通过把原油流动、开采及油藏中热采所需的能最集中起来实现的.结合清洗技术设计,在不久的将来THAI将会为稠油开采行业在经济上拓宽道路.研究表明只在燃烧前缘的前面形成了较窄的移动油带.这一窄油带宽度取决于油藏条件下稠油的性质及高粘冷油堵塞水平生产井的程度.允许关闭井射孔下游段的新型套筒返回技术能扩大井的堵塞程度.应用这一技术人们能通过轻油试验模拟使用THAI技术的稠油油藏的作业.试验获得的原油采收率高达OOIP的85%.湿式火烧油层(ISC)期,Wolf Lake原油重度升到20°API,冷油粘度从100000mPa·s下降到约50mPa·s.     

注汽过程井筒传热及热损失计算方法研究

运用传热学、热力学及流体力学等学科知识，对井筒传热过程进行了分析，在此基础上建立了井筒传热综合分析模型，确定了求解方法，编制了计算软件，并进行了实际计算。这一研究成果对优化井筒结构、降低井筒热损失研究，具有指导意义。     

稠油冷采油藏注空气开发技术

阐述了重油油藏冷采后采用注空气法（地下燃烧）的潜在应用状况。由于冷采油田在冷采的经济界限内仍遗留大量的能源，而且蝗蚓洞型的通道处于衰竭油藏之中，因此它是注空气的理想侯选油藏。作者认为，蒸汽短时期进入衰竭油藏，会破坏“蚯蚓洞”，从而使受热的通道产生较高的渗透率。受热的通道为可流动的原油到达生产井提供流路后，即随实施油藏点火和注空气。蒸气／燃烧法的综合应用可在薄油藏，且持续注蒸气无经济效益的油藏得到较高的经济效益。另外，该方法涉及到重油燃烧项目中失败的三个技术问题：无效点火、不适当的注空气速率以及由于流体的高饱和度造成的阻碍使地层临时性堵塞。概述了稠油冷采和稠油地下燃烧技术，并对推荐的注空气法进行了详细的讨论。     

稠油注空气辅助蒸汽吞吐技术研究与应用

W8块属深层稠油油藏,已进入开发后期,为缓和开发矛盾,改善注汽吞吐开发效果,开展注空气辅助蒸汽吞吐技术研究。分析了稠油油藏注空气催化降黏技术增油机理;论证了W8块注空气技术的可行性;通过稠油注空气催化氧化实验,筛选出高效催化剂ONi-2,设计了完整的注空气辅助蒸汽吞吐工艺。进行现场试验1井次,注入空气18×104m3,催化剂4 t,投产后已稳产期超过660 d,与上轮相比,累计增油743 t,含水量下降3.5%,延长生产周期300 d以上。W8块注空气辅助蒸汽吞吐技术的成功开展,为改善W8块稠油油藏开发效果,提供了技术支持,对其他类似油藏具有一定的借鉴意义。     

稠油注空气低温催化氧化技术适应性研究

稠油注空气低温催化氧化采油技术是集热采、Ｎ２ 驱、表面活性剂驱及稠油井下改质技术 于一体的稠油开采新技术,该技术成本低廉,可促进稠油改质和有效提高原油采收率。研究分 析了该技术的原油及油藏的适应性。结果表明,该技术对于普通稠油、特稠油、超稠油及海上 稠油样均具有较好的低温催化氧化性能,可应用于注蒸汽热采后的稠油老区、海上及难动用稠 油油藏。该技术在辽河油田的现场试验也取得了较好的效果。     

注蒸汽开发稠油油藏中的井筒热损失分析

注蒸汽开发稠油油藏过程中，为了预测沿井深和随时间变化的蒸汽温度分布、干度分布和蒸汽压力分布、套管和地层温度分布，以及焖井、开井生产过程中温度、压力的变化，首先必须建立注入过程中的井筒-地层温度分布模型。而这一模型建立的基础是井筒热损失的计算分析。文中应用热传递基本理论，通过井筒内能量守恒定理建立起注蒸汽井井筒热损失计算预测模型，重点分析了井筒总传热系数Uto和注汽速度对井筒热损失和井底蒸汽干度的影响，对注蒸汽开发稠油油藏有一定的指导作用。     

稠油热采井注汽混合离散变量优化设计

为解决稠油油田开发初期注汽工艺设计问题，在满足油层注汽效果条件下，以注汽投资费用最低为目标函数，建立了稠油热采中井筒注汽优化模型，并用混合离散变量优化设计方法（MDOD算法）进行了求解。对蒸汽吞吐和蒸汽驱两种井筒注汽工艺进行了实例计算；结果表明：运用MDOD方法进行优化设计，可以节省大量的初始投资并降低运行成本，有利于节约能源，提高经济效益。     

稠油热采井注汽混合离散变量优化设计

为解决稠油油田开发初期注汽工艺设计问题,在满足油层注汽效果条件下,以注汽投资费用最低为目标函数,建立了稠油热采中井筒注汽优化模型,并用混合离散变量优化设计方法(MDOD算法)进行了求解。对蒸汽吞吐和蒸汽驱两种井筒注汽工艺进行了实例计算;结果表明:运用MDOD方法进行优化设计,可以节省大量的初始投资并降低运行成本,有利于节约能源,提高经济效益。     

敏感性稠油油藏注蒸汽开采的数学模型

建立了充分描述稠油注蒸汽特征的数学模型,它首次考虑了地层绝对渗透率压力敏感性和盐敏效应。该模型对单一介质油藏稠油注蒸汽具有普遍意义。     

LPG吞吐开采稠油数值模拟研究

通过建立典型区块三维地质数学模型,对冷43断块进行历史拟合,从而确定关键的油藏参数;通过数值模拟技术,对LPG吞吐采油机理以及主要工艺参数的优化进行了研究,并对LPG吞吐生产效果进行了预测.     

注空气开采过程中稠油结焦量影响因素

通过建立油藏高温、高压反应模拟实验装置,物理模拟了稠油注空气开采过程中焦炭的生成过程,研究了反应气氛、温度、压力以及空气通风强度对稠油生焦量的影响。研究表明：在空气气氛下,原油低温氧化显著促进了焦炭生成,5 MPa反应压力下,每克稠油最高焦炭生成量为0.375 g,是氮气气氛下最高生焦量的2.5倍,焦炭初始生成温度受低温氧化影响比氮气条件降低了近200℃。随压力升高,加剧的低温氧化反应提高了焦炭生成量,但是5 MPa后压力影响不再显著。随空气通风强度增加,生焦量并非持续增加,而是在33.4 N·m³/（m²·h）附近存在极值。进一步对比分析了焦炭的高温氧化消耗与原油组分蒸馏失重对焦炭生成量的影响。其结果表明,焦炭氧化是空气气氛下温度自225℃升高至300℃过程中焦炭净生成量减少的主要原因。在氮气气氛下,随温度升高至450℃,加剧的原油热解缩聚反应增加了生焦量,但温度进一步升高引起焦炭自身热解失重,生焦量降低。另外,实验还发现,当温度超过200℃时,反应管内油砂中心温度超过外壁面加热控制温度。分析表明,超温现象由原油组分的低温氧化和部分活性较强的焦炭高温氧化引起,因此该稠油存在油层自燃点火的应用潜力。     

运用风险分析方法评价海上稠油开发效果

为了给海上稠油开发项目投资决策提供可靠和全面的依据，对方案的经济评价指标进行了不确定性分析，以预测项目可能承担的风险，从而确定项目财务、经济评价结果的可能性。同时运用修正的Monte Carlo风险分析法，对项目进行风险分析，认为该方案经济上可行，但存在一定的风险，在现有经济技术条件下具有一定的开采价值。     

提高热利用率在海上稠油热采开发中的地位

结合陆地稠油热采技术,研究了适合我国海洋稠油热采的方式。认为海洋稠油热采开发评价指标应该包括平台生产寿命周期、平台空间分布、热利用率、注采井网、注汽时机及方式转变、热采经济性等。对于海洋常规稠油热采可依次选用蒸汽驱、汽水交替注入与热水驱等热采方式,可以采用反七点或反九点井网,使得在乎台安全生产期内采收率高,经济效益好。     

提高稠油底水油藏转注井注水效率研究

针对稠油底水油藏转注井注入水在正韵律作用下驱油效果差,大部分注入水无效循环等问题,对底水油藏转注井注入水驱油效果差的原因进行了分析,提出了对转注井渗透率锥体型变化带底部进行"置胶成坝"、扩大底水油藏转注井注水波及体积的方法,并利用数值模拟、流线模拟等方法对"置胶成坝"关键参数进行了评价。结果表明：稠油底水油藏转注井注入水驱油效果差的原因是定向井转注后注入水受正韵律及大液量冲刷的影响,在"渗透率锥体型变化带-底水区-生产井波及区"形成"U"形管式无效水循环;"置胶成坝"技术提高了稠油底水油藏转注井注入水的驱油效果。先导试验井组增油效果明显,增油量达40 m³/d,改变了底水油藏转注井注入水驱油效果差的现状,将底水油藏注水由"注够水"转变为"有效注水"。这种新的注水模式对稠油底水油藏提高转注井注水驱油效果具有重要指导意义。     

海上稠油举升工艺适用性分析

本文围绕海上稠油开发中面临的原油粘度高及海上平台空间小等问题,提出了全金属螺杆泵举升工艺及稠油化学降粘工艺进行海上稠油举升。     

基于实际气体状态方程的多元热流体井筒传热模型

实际气体状态方程是分析实际气体混合过程的重要方程,瞬态导热函数是分析多元热流体井筒传热的关键函数。针对目前多元热流体井筒传热模型将多元热流体中多元组分实际气体混合物简化为理想气体混合物进行运算的问题,基于实际气体状态方程、混合法则与新型瞬态导热函数建立了多元热流体井筒传热模型。利用该模型,对多元热流体井筒内各热力学参数变化进行分析,并把分析结果与理想气体模型的结果进行对比。研究结果表明,在注入相同参数的多元热流体情况下,理想气体模型各热力学参数计算结果与实际气体模型结果存在一定差别,证明了实际气体状态方程对多元热流体井筒传热过程存在一定影响,将多元热流体中多元组分实际气体混合物简化为理想气体混合物会给计算结果带来误差,降低计算结果的准确度。实际气体传热模型为进一步准确分析井筒内多元热流体流动与传热规律提供坚实的理论基础。     

一种开采深层特超稠油的潜在方法

粘度大于1×104mPa·s的深层特超稠油(沥青油砂)很难用常规注蒸汽方法开采.各种布井方式的蒸汽辅助重力泄油开采这类稠油已获成功.但长井筒的热损失以及加热不含油岩层的热损失导致油汽比小,采收率低.克服热损失问题的一种潜在方法是用溶剂替代蒸汽.该方法称之为溶剂蒸气抽提法.其开采机理与使用蒸汽极为相似.但比蒸汽辅助重力泄油的优点多,是开采特超稠油经济上具有吸引力的一种方法.     

海上稠油油藏蒸汽吞吐周期注汽量优化研究

海上稠油油田蒸汽吞吐开发与陆上油田相比更为复杂,周期注汽量的合理选择已越来越受到重视。以渤海油田某稠油油藏为研究对象,根据海上油田特点建立概念模型,运用数值模拟方法对蒸汽吞吐周期注汽量进行优化研究,首先设计7种方案对各周期注汽段塞进行了定性研究;在此基础上,针对开发效果最好的注汽段塞方案又设计12种方案进行定量细化研究。结果表明,研究区蒸汽吞吐开发时各周期注汽量应随着周期数的增加而增加,且各周期注汽量递增率均为20%时开发效果最好。M油藏实际区块数值模拟结果表明,吞吐10周期后,蒸汽吞吐周期注汽量最优方案比各周期注汽量相同的注汽方式的累积产油量提高4.58×104m3,采出程度提高0.53%。     

泡沫钻井液在井筒中的流动与传热

针对泡沫钻井液特殊物理性质,建立了泡沫在井筒中流动与传热的数学模型,并给出了模型求解方法。为了分析传热对泡沫钻井水力参数的影响,采用建立的数学模型和给出的求解方法进行的数值计算结果表明：钻杆内泡沫温度始终低于环空内泡沫温度和地层温度,而环空下部泡沫温度低于地层温度,在环空上部泡沫温度高于地层温度。随着井深、注液流量和注气流量的增加,环空下部泡沫温度与地层偏差增大。传热使井口泡沫质量增大、井底泡沫质量减小、井底压力增大、最小携岩流速减小、最小注气流量增大,降低了泡沫的稳定性和携岩能力。另外,对泡沫的密度、Fanning摩擦系数也有一定的影响;井筒传热对泡沫钻井水力参数有一定的影响,但不是很明显,可通过增加注气流量和井口回压来抵消传热对泡沫钻井水力参数的影响。