改善蒸汽辅助重力泄油技术研究进展

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术广泛应用于超稠油油藏开采,但在开发过程中存在汽窜严重、热利用率低等问题。通过总结目前改善SAGD开发效果的主要技术方法,如气体辅助SAGD技术、溶剂辅助SAGD技术、泡沫辅助SAGD技术、化学添加剂辅助SAGD技术,介绍了改善SAGD技术的作用机理和提高采收率效果,指出了存在的问题并提出了使用建议。应综合考虑油藏地质条件与施工条件的差异,选择不同的辅助SAGD技术使经济效益最大化。参45     

蒸汽辅助重力泄油中注过热蒸汽技术研究

为了分析和评价稠油开采注过热蒸汽工艺的效果及技术条件，根据热量传热原理和流体流动理论，建立了过热蒸汽流动与传热数学模型，计算了过热蒸汽沿程的温度分布和压力分布，对比了不同流量的注汽效果。结果表明，随着地面注汽营线和井深的增加，过热蒸汽的过热度和压力明显下降。随着过热蒸汽流量的增大，沿程摩阻系数增大，出口压力降低，过热度减小，出口比焓升高，井底压力明显小于湿蒸汽压力。注过热蒸汽适于压力低、埋藏浅的油藏开发，不适于较厚的块状油层。     

辽河油田蒸汽辅助重力泄油开发实践

辽河油田是中国最大的稠油热采基地,稠油资源丰富,蒸汽吞吐是大部分稠油油藏的主要开发方式,但采收率仅为22%～25%。为有效提高辽河油田超稠油油藏采收率,针对油藏埋藏深、隔夹层发育和蒸汽吞吐后非均质性加剧等难题,开展蒸汽辅助重力泄油(SAGD)的室内物理模拟实验,进行油藏工程、钻采工艺、地面工艺等方面的系列攻关研究,先后经历了蒸汽辅助重力泄油先导试验、工业化一期工程和工业化扩大3个阶段。目前,辽河油田已有72个井组转为SAGD开发,2019年年产油达到105×10⁴t/a,已连续3 a年产油超过100×10⁴t/a。形成的地质、油藏、工艺配套的SAGD系列技术,可为同类油藏的开发提供借鉴。     

蒸汽辅助重力泄油数学模型

在稠油油藏和沥青砂层中,建议使用以线性几何形态注蒸汽的重力泄油数学模型.这个数学模型建立在实验观察基础之上.蒸汽区形状是一个角点固定在生产井底的倒三角形,模型考虑了与稠油黏度相关的温度和沥青质含量.开发的模型已经被文献中的实验数据所验证.稠油的产量同以前发表的数据相符合,这些数据覆盖了稠油和沥青砂重力泄油的很大范围.     

蒸汽辅助重力泄油技术在超稠油开发中的应用

对国外超稠油开发方式进行调研,利用数值模拟技术对辽河油区超稠油油藏进行了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发可行性及油藏工程研究,确定了在杜84块馆陶组开展4个井组的直井与水平井组合SAGD试验。通过2a的现场应用,馆陶油层SAGD试验获得成功,目前处在蒸汽腔扩展阶段,井组日产油较蒸汽吞吐阶段上升了72t,预测SAGD开发可提高采收率27%。SAGD技术已成为超稠油油藏蒸汽吞吐后期的重要开发方式,可为类似油藏的开发提供依据。     

蒸汽辅助重力泄油生产阶段一个新的分析模型

在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)生产中如何对蒸汽室(SC)进行有效的控制,对稠油和天然沥青的开采效率有着重大的影响.为了提高SAGD的累积原油采收率和蒸汽原油比,需要保持优化的产量和相应的井底温度和压力.SAGD的优化工作包括模拟结果和实时数据监控.现有的分析模型主要致力于描述油藏对加热原油的泄流能力,而没有描述SAGD过程的全部细节.本文描述了一个SAGD生产体系的新模型.在SC到达生产井之前对原油生产的初始阶段进行了考虑.该模型证明了稠油开采过程中的质量和热转换,建立了一个原油产量与SC演变动态间的重要关系式,并且该模型与商业油藏模拟软件所做的模拟进行了比较.     

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开采方法的数值模拟和物理模拟

对于复杂的石油开采方法，为了研究其开采机理，往往需要进行物理模拟和数值模拟。本文开展了蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开采方法的物理模拟和数值模拟研究。数模研究的目的之一就是确定数模结果与相似比例物理模型所得结果的吻合程度。研究中应用了计算机模拟集团（CMG）的STARS热采模拟器。数模所得产油速度和累积产油量与实验室物理模拟结果是一致的。另外，蒸汽腔体积和温度分布也通过模拟得到了验证。本文研究了不同参数，例如蒸汽注入压力、注采井之间的垂直距离、油层厚度对SAGD开采效果的影响。这些参数对物模和数模结果的影响是一致的。还用该数模软件研究了岩石和流体物性参数的影响，这些参数包括原油粘度、油层渗透率和孔隙度以及损失到油藏围岩中的热量。     

双水平井蒸汽辅助重力泄油合理井距优选

为确保油砂蒸汽辅助重力泄油的开发效果和经济效益,对加拿大长湖油田拟开发A区开展合理井距优选研究。首先,根据地质参数分布范围,以累积产油量为评价指标,筛选地质主控因素;其次,利用数值模拟方法,明确单一地质主控因素对开发指标的影响规律;最后,考虑钻完井投资和原油价格等经济参数,以净现值为评价标准,评价复合地质因素下不同井距经济效益,形成一套综合考虑地质条件、开发效果和经济效益的合理井距优选方法及流程,实现目标油价下合理井距的快速优选。对于长湖油田拟开发A区,油层厚度、夹层范围、层间高含水饱和度层厚度、顶部水层厚度是影响开发效果的4大地质主控因素。根据拟开发A区的参数值,选取油层厚度为25 m,夹层范围为60%,层间高含水饱和度层厚度为3.7 m,顶部水层厚度为2.2 m,当油价为50美元/bbl时,推荐经济合理井距为102 m,与实际模型所计算的最大净现值对应井距(100 m)基本一致。     

超稠油蒸汽辅助重力泄油开采不同阶段采出液的性能特征

为揭示超稠油蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采过程不同阶段采出液的性能特征,以新疆油田风城作业区重1井区SAGD循环前期、循环中后期和转抽三个阶段的采出液为研究对象,考察了其组成、乳液类型和稳定性,分析了稳定机理。结果表明,SAGD三阶段采出液均含有较高的沥青质和胶质成分,采出液以O/W型乳液为主,部分为W/O/W型复合乳液。随着SAGD的开采,三阶段采出液的含水率、含砂量和Zeta电位绝对值依次降低。室温下,采出液可以保持稳定,没有油水分离现象,仅形成富油层和富水层。随静置时间的延长,循环前期、循环中后期和转抽采出液的背散射光值(15~25 mm)分别由9%、21%和9.5%增至11%、26.5%和10%,内部颗粒粒径分别由18.9、62.2和169.1μm降至16.5、49.9和165.3μm。三阶段分散相粒子的平均迁移速率分别为1.59、1.56和1.55 mm/h。转抽采出液的稳定性指数最小、稳定性最好,循环前期采出液稳定性较差。循环前期采出液稳定机理以扩散双电层为主,转抽阶段采出液则以"沥青质膜"稳定乳液为主。     

蒸汽辅助重力泄油生产厂的运行维护管理

探讨了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)生产厂的运行维护管理。简述了SAGD生产厂的工艺过程:其特点是以机械蒸汽压缩(MVC)蒸发器处理技术对采出水进行处理,回收利用;并使用锅筒式燃气蒸汽锅炉产生所需蒸汽,将沥青从油砂中分离出来。对该SAGD中心处理厂各主要生产车间常见的运行维护问题进行了举例说明,并运用机械理论、化学原理、燃烧理论及计算机技术等对出现的问题进行了分析。描述了所采取的相应措施,从而解决了生产中出现的问题,优化了SAGD的生产过程。此观点对将来SAGD生产厂的运行维护管理提供借鉴。     

风城超稠油双水平井蒸汽辅助重力泄油开发试验

风城油田超稠油黏度大、埋藏浅,常规开采难度大,采出程度低。借鉴国外类似油藏开发的经验,结合油藏自身特点,运用双水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发技术,建立了重32、重37井区SAGD试验区。在实际生产中由于循环预热压差控制和管柱结构不合理,导致水平段连通性差,动用程度低,极易汽窜,生产波动大。为了提高开发效果,以强化精细地质研究为前提,应用三维地质建模研究储集层物性及隔层空间分布,精细认识油藏地质特点;对SAGD循环预热阶段进行总结梳理,认识到预热阶段核心调控技术是压差控制;在SAGD生产阶段,保证汽腔供液能力、注汽和采出三者的动态平衡是关键,对整个试验区不断探索、分析和总结,逐渐形成一套成熟的SAGD开发调控技术。     

蒸汽辅助重力泄油循环预热阶段优化控制技术

克拉玛依风城油田2009年开辟重32、重37井区两个超稠油蒸汽辅助重力泄油（SAGD）试验区,通过重32井区2012年SAGD开发区循环预热实践总结,将循环预热细分为4个阶段：井筒预热阶段、均衡提压阶段、稳压循环阶段和微压差泄油阶段,并确定各阶段关键控制节点及判断依据,据此进行实时跟踪优化调控,平均连通程度由34.3%提高至86%,大幅提高了循环预热效果,形成了蒸汽辅助重力泄油循环预热阶段优化控制技术,对以后循环预热现场实践具有指导意义。     

水平井火驱辅助重力泄油钻井工艺技术

针对水平井火驱辅助重力泄油钻井技术存在的井眼轨迹精细控制、直井和水平井间距的有效控制、套管下入技术、套管防腐技术以及水泥环的抗高温性能等技术难点,从基本原理、井身结构、摩阻以及套管和水泥浆体系优选等方面进行了分析研究。现场试验中,成功控制2井间距离为2.84 m。水平井水平段采用多点控制保证沿油层底部1 m距离平稳前进,并且井斜角大于90°,实钻轨迹完全在靶窗范围内,满足水平井火驱辅助重力泄油试验的要求。     

The Effect of Conductive Fracture on the Performance of Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD)

Conductive fractures as a reservoir heterogeneity can impact on steam assisted gravity drainage (SAGD) mechanism. Numerical simulation of Athabasca field scale SAGD with and without vertical, horizontal, and oriented fractures and sensitivity analyses of fracture properties is conducted. Contrary to previous studies that explain change of oil recovery of conductive fractured reservoirs due to change in steam chamber expansion, we explained it as result of change in steam chamber expansion and fluid transfer pattern. Furthermore, we found, depending on location of fractures; three types of fractures can enhance or reduce oil production rate, but do not have influence on ultimate oil recovery.     

稠油油藏化学辅助蒸汽吞吐研究

稠油具有粘度高、密度大、流动性差的特点,此类油藏的开发主要以热采为主.目前,蒸汽吞吐仍是矿场上使用最为广泛的热采方法之一.以胜利油田草27地区馆陶组油藏为例,利用油藏数值模拟方法,优选出了适合该稠油油藏化学辅助蒸汽吞吐的方法,确定出了“蒸汽+N2辅助”、“蒸汽+CO2辅助”、“蒸汽十表面活性剂+ CO2+ N2辅助”方...     

增强气油重力泄油的EOR方法

在致密裂缝性油藏中采用常规驱替方法(例如水驱)采油效果不好.在这种油藏中,必须依靠天然机理从储集岩基质中采油.在中东裂缝性碳酸盐岩中,基质一般是油湿或混合润湿的,并且只有重力泄油是可行的工艺.但是,渗透率通常较低(<0.01μm2),导致重力泄油采油量低,剩余油饱和度和/或毛细管滞留量高.EOR技术(例如注蒸汽和注混相气)具有提高气油重力泄油(GOGD)采油量和采收率的潜力.在浅裂缝性油藏中,能够向断裂体系中注蒸汽.蒸汽一接触较凉的基质将冷凝,在断裂体系中以稳定方式形成蒸汽前缘.加热基质使原油膨胀、降低黏度、产生气驱和气提效应.在较深油藏中,在混相条件下的GOGD成为一种选择.注入与油混相的气将导致原油膨胀,降低黏度,这两种机理提高了原油流度,因此提高了GOGD率.混相进一步增加了在高相对渗透率下的单相流动的效益,并且降低了界面张力,因此减小了再次渗吸效应并且提高了非均质油藏最终采收率.为了评价这些EOR方法的效益,采用模拟技术模拟了这些过程对GOGD的影响.本文介绍了普通双重渗透率方法,当EOR技术应用于裂缝性油藏时,该方法能够预测出现的GOGD以及不同的相互作用过程.