超稠油水平井分段注汽配合调剖技术研究与应用

辽河油田超稠油水平井蒸汽吞吐进入中后期开采阶段，逐渐暴露出水平段动用不均、吞吐效果差等开发矛盾。分析认为，由于蒸汽超覆作用，水平段各井段区域储层非均质性差异大，吸汽强度不均，井间汽窜严重；近井地带地层存水增多，含油饱和度下降；油层亏空加大，地层压力下降，油层供液能力不足。依据水平井温度监测资料，合理判断水平段剖面动用状况，采用分段注汽工艺技术，独立分隔水平段注汽腔，灵活分配注汽量，实现对水平段不同区域分段均匀注汽。并通过注入高温复合调剖剂，辅助分段注汽进行蒸汽吞吐，有效封堵水平井段局部大孔道高渗透区域，补充地层能量，抑制汽窜发生，提高蒸汽波及半径，调整水平段动用剖面，实现水平段均匀吸汽，近而起到降黏、驱油助排和提高动用程度的作用，达到改善开采效果的目的，为油田开发持续稳产提供技术依据。     

稠油水平井多点注汽技术

欢喜岭采油厂稠油水平井采用常规笼统注汽方式开发,存在水平段动用不均的问题。对常规注汽出汽位置、油层非均质性、蒸汽超覆、汽窜等影响稠油水平井水平段动用不均的因素进行了分析。提出了利用多点注汽设计软件进行计算和模拟井下温场分布,采取蒸汽伞和配汽阀进行分单元多点注汽的多点注汽技术。介绍了多点注汽技术中管柱结构、配汽阀、蒸汽伞、多点注汽设计软件等关键技术的结构及功能。欢喜岭采油厂现场应用结果表明,多点注汽技术实施后,平均单井增油300t以上,最高单井增产达500t以上,该技术能够改善水平段吸汽剖面,有效改善水平井段动用程度,从而达到提高周期产油量的目的。欢喜岭采油厂欢127-H3井应用多点注汽技术,沿整个水平段设计4个注汽阀,措施后排水期由原来的12d缩短为2d,周期产油由761.3t提高到1282.1t。     

一种基于级内损失理论的排汽焓计算方法

凝汽式汽轮机低压缸排汽段通常处于湿蒸汽区,排汽焓值难以直接测量.以级内损失理论为基础,将各类损失划分为与容积流量相关的排汽损失、与湿度相关的湿汽损失和与理想焓降相关的其它损失;推导了其它损失的系数与低压缸理想焓降的二次关系式;在此基础上,根据湿汽损失与排汽焓的关系提出一种排汽焓计算方法.利用该方法计算某660MW超临界汽轮机组的低压缸排汽焓,并与实际运行数据进行了对比.结果表明,提出的方法计算精度较高,所需测点少,对排汽流量的测量或计算精度要求较低,可应用于机组日常运行时对排汽焓的测算.     

水平井双管注汽配合分段完井技术研究与应用

随着水平井技术开发超稠油油藏实施规模的不断扩大,水平井水平段动用不均的矛盾逐渐加剧。分析认为,水平井完井工艺和注汽管柱工艺不完善,是造成水平段注汽不均、从而导致动用不均的两个主要原因。根据水平井水平段储层沿程物性差异分布特点,在水平井完井时采用分段完井技术,在水平段中间物性差井段下入封隔器,将水平段筛管外与油层裸眼之间分隔成两段独立的井段腔室,并在紧挨封隔器位置下入扶正器,保证筛管在裸眼井段居中下入。注蒸汽时,依据井温监测资料判断水平段动用状况,实施双管注汽工艺技术,采用内、外管双注汽管柱注汽方式,分别对水平井水平段跟端和指端部位同时注汽,井口配套工具采用双四通、双悬挂器,同时应用等干度分配器,实现双管柱内的蒸汽流量灵活控制及等干度分配,实现水平段前后井段同时均匀注汽,调整水平段动用程度。     

北过蒸汽驱汽窜控制技术初探

为改善过渡带地区的开发效果,在北过三四条带开展了蒸汽驱现场试验.在试验区转注蒸汽1年后,整体未见增油效果,但部分油井采出液温度上升幅度较大,出现蒸汽突进的现象.分析其原因,主要是蒸汽及热水的窜进造成的.汽窜产生的原因主要有地层压力不均衡、注采井距差异、地层构造影响、储层非均质性和注汽操作不当等.此外,蒸汽干度过低、注入体系不易压缩还会造成热水窜.通过分析比较凝胶类高温调剖工艺、高温泡沫调剖工艺、双激发无机非金属调剖工艺、分层注汽工艺、动态调整控制技术等汽窜防治的主要措施,给出了不同汽驱阶段的优化措施.对试验区内两口采油井——北4-30-RB263井、北4-3-B63井进行了汽窜原因案例分析,并提出了解决对策.鉴于稀油油藏的井段长、小层多,井简中蒸汽超覆严重,汽窜控制难度大,建议初期试验应采用高温调剖技术.     

电站汽轮机低压缸排汽焓近似计算模型研究

凝汽式汽轮机低压缸排汽段通常处于湿蒸汽区,排汽焓值难以直接测量。提出一种汽轮机排汽焓的计算方法,以级内损失理论为基础,将各类损失划分为与容积流量相关的排汽损失、与湿度相关的湿汽损失和与理想焓降相关的其他损失。排汽损失由排汽容积流量决定;湿汽级焓降占总焓降的比例系数通过低压缸热力过程线中的相似三角形关系求出;根据速比与理想焓降的关系,将其他损失的系数简化成只与理想焓降有关的二次多项式。通过理论计算和量纲分析证明排汽流量的误差对计算结果影响较小。应用提出的方法,根据设计数据计算了不同厂家生产的不同容量级别汽轮机机组的低压缸排汽焓,并与设计值进行了对比。结果表明,该方法在设计数据条件下计算精度较高,证明了该方法的可行性,为现场的实际应用奠定了基础。     

汽轮机排汽焓的在线算法

在热力系统在线性能计算中,由于汽轮机的排汽通常处于湿蒸汽状态,其焓值无法直接测定,目前排汽焓是根据机组的功率平衡通过迭代过程计算出来的,实时性差。文中提出了计算汽轮机排汽焓的在线算法,将流量分布矢量视为慢变化变量,根据前一计算周期的流量分布矢量来计算当前周期的排汽焓值,然后根据当前的实测参数计算流量分布矢量提供给下一个计算周期使用。该算法无需迭代,适合在线使用。参6     

超稠油水平井蒸汽吞吐开发实践

在跟踪研究现场水平井生产情况的基础上,总结分析了浅层超稠油水平井开发特征,提出了提高开发效果的技术措施。通过优化注汽参数和注汽方式,扩大了蒸汽波及体积,提高了油层的动用程度,从而提高水平井开发的最终采收率。目前,实施了三种均匀布汽方式:步进式注汽、分流式注汽、均点式注汽。工业规模试验结果表明,单一水平井步进式注汽技术能够使得水平段油层逐步得到动用,实施后生产效果良好;分流式注汽方式打孔段油层吸汽效果有所改善,二、三轮产油和油汽比相比第一轮均有所提高;均点式注汽方式使得水平段油层吸汽相对均匀了些,从实施前后的生产效果对比来看,措施后日产液、日产油水平也有明显增加。本文各项措施和手段,对于改善水平井开发效果,指导后续超稠油油藏的开发,以及其他地区此类油藏的开发,具有一定的指导意义。     

稠油地面蒸汽管线热力参数影响及保温厚度优化

提高蒸汽注汽品质和优化保温层厚度是改善地面蒸汽管线热力输运、实现稠油高效开采的关键。建立了油田地面蒸汽管线热力参数计算模型和保温层厚度经济性分析模型,基于分段微元方法求解沿程蒸汽干度、热损等特性参数,分析了锅炉出口蒸汽参数和注汽流量的影响规律,并结合经济厚度法的计算原理优化了保温层厚度。结果表明：提高锅炉出口蒸汽温度和压力,沿程蒸汽干度降低速度变快,沿程热损增加变快,与锅炉出口蒸汽温度313 oC,压力10.2 MPa相比,其热损最大增加11.15%;增加注汽流量,蒸汽干度提升且随管线沿程降幅缩小,等梯度注汽流量差下,高注汽流量时蒸汽干度降幅较小,其降幅为3.58%;经济厚度为0.33m时,其热损费用同比原有厚度可降低68.22%。     

辽河油田稠油蒸汽驱注采井射孔方式

针对辽河油田蒸汽驱出现的蒸汽超覆和高渗层过早蒸汽突破现象,分析了各射孔方式的优势和不足,应用数值模拟方法,进行了不同厚度油层射孔方式研究,提出了新的注采井射孔方式。新的方式强调厚油层避射顶部,具体避射比例因厚度不同而定;注汽井按油层渗透率级差确定射孔密度,对与生产井油层连通的差油层适当加密射孔;井组内其他生产井中与注汽井射孔层连通的差油层也相应实施加密射孔。     

中深层稠油蒸汽驱注采剖面调整工艺技术研究

从1997年开始,辽河油田进行了中深层稠油蒸汽驱先导试验,目前已进入蒸汽驱先导试验的后期调整阶段,先导试验区的稠油采出程度由试验前的24%提高到57%,基本达到方案设计指标,先导试验获得成功。然而,在蒸汽驱先导试验及随后的扩大试验中,存在着纵向动用程度不均、平面动用程度差等问题,影响蒸汽驱先导试验效果。为此,从2004年开始,辽河油田钻采工艺研究院开展了中深层稠油蒸汽驱注采剖面调整工艺技术研究工作,形成了中深层稠油蒸汽驱注采剖面调整系列技术,主要包括耐高温化学调堵技术与机械封堵技术,并应用于现场,有效解决了蒸汽驱层间、层内动用不均的问题,提高了中深层稠油的采收率。下一步仍需加大高温调剖剂的深入研究,研制高效、经济的高温调剖剂;对生产井机械封堵工艺技术的研究重点,是加快对耐高温胶筒的选优,满足现场生产需求。     

Advanced mathematical model for reservoir heat efficiency with liquid in steam-injection wellbore

The accurate determination of reservoir heat efficiency of steam injection in heavy oil reservoirs is very important for heating radius calculation and production dynamic prediction. In conventional calculation methods of reservoir heat efficiency, the steam-injection wellbore is assumed as taking steam over the entire height. In fact, a liquid level in steam-injection wellbore is a very significant observation with respect to the steam override. Aiming at the actual situation that the steam-injection wellbore always has a liquid level, combined with the formation temperature distribution, the new mathematical model for reservoir heat efficiency with the consideration of liquid in steam-injection wellbore was established based on the Van Lookeren steam override theory and the energy conservation principle. The established mathematical model was used to calculate and analyze the reservoir heat efficiency of steam injection in heavy oil reservoirs. The results show that because the new mathematical model considers the liquid in the steam-injection wellbore, the predicted results are more reasonable, thus verifying the correctness of the new model. According to the influential factors analysis based on the new model, it is observed that although increasing the steam quality can effectively increase the steam-taking degree of the steam-injection wellbore, it has limited impact on reservoir heat efficiency. Moreover, the larger the steam-injection rate, the higher the steam-taking degree and reservoir heat efficiency. The reservoir heat efficiency decreases with the pay-zone thickness when the steam-injection wellbore has liquid.     

改善薄层稠油油藏蒸汽吞吐效果的技术探讨

江37区块作为采油九厂第一个稠油开发试验区,已经进行了3年的蒸汽吞吐热采试验,目前油井已进入第四轮蒸汽吞吐开采阶段。随着热采试验的不断深入,试验区的含水上升快、井间干扰严重,油层平面和纵向动用不均、储量动用差等问题日益显现,严重影响了试验区的稠油开发。针对这些问题和矛盾,在研究稠油蒸汽吞吐开发模式和递减规律的基础上,提出了改善蒸汽吞吐阶段开发效果的有效方法和途径,为下步试验区的稠油热采试验提供一定的借鉴。通过现场试验证实,提高蒸汽干度、多井整体吞吐和水平井试验,是改善薄层稠油油藏蒸汽吞吐效果的有效途径,其中提高蒸汽干度可以降低单位注入热量的注水当量,减少近井地带的冷凝水饱和度;多井整体吞吐可以有效解决油井之间因注汽而相互干扰的问题;水平井由于其吸汽能力强,开发效果远好于普通直井。     

蒸汽驱用耐高温堵剂性能研究

注蒸汽稠油开采过程中,高温蒸汽极易在油藏内大孔道和高渗透层形成窜流,导致吸汽剖面不均匀,蒸汽利用率和体积波及系数降低,注汽开发效果变差。提高蒸汽驱波及系数和稠油开采效率的最有效方法是调整蒸汽注入剖面和封堵水窜通道。聚合物耐温性能较差,高温下易降解,严重影响聚合物调整蒸汽注入剖面的效果。用硝基腐殖酸钠作为主剂,甲醛和间苯二酚作为交联剂,制得一种高温堵剂,并对其性能进行评价。结果表明:120℃下高温堵剂的最优配方为硝基腐殖酸钠9%+甲醛2.0%+间苯二酚1.5%,成胶时间为19h;最佳适用pH值为7～9;该堵剂耐盐性能良好,最高可耐NaCl和CaCl2浓度分别为40000mg/L和8000mg/L;该堵剂的初始黏度为10.3mPa.s,泵入性能良好,易于输送和注入;经硝化处理的腐殖酸钠可耐290℃以上的高温,完全满足控制蒸汽驱汽窜的温度要求;该堵剂对不同渗透率的岩心都有良好封堵效果,封堵率在95%以上,并具有堵大不堵小的特性。     

超稠油蒸汽驱先导试验效果分析

杜229块兴隆台油藏为中厚互层状超稠油油藏,单层厚度薄、储层物性好、原油黏度高,已进入蒸汽吞吐末期,综合含水率快速上升,产量递减严重,亟需实施开发方式转换。针对该区块蒸汽吞吐后期的特点,运用开发机理研究、数值模拟研究等方法,论证了超稠油蒸汽驱的可行性,并于2007年规划了7个70m井距"反九点"井组,开展蒸汽驱先导试验。经过8年的探索与实践,先导试验取得成功,井组年产油由转驱前的4.1×104t上升至5×104t左右,油汽比为0.17,采注比为1.09,采出程度达到53.8%,各项指标达到国际先进水平。通过对历史生产资料及监测资料分析研究,初步形成了超稠油蒸汽驱"先连通、再驱替"的驱油机理,掌握了影响生产效果的各项主要因素,总结了汽驱阶段的动态调控理念及方法。该试验的成功实施,突破了超稠油不能实施蒸汽驱的认识禁区。     

Simulation of Steam Injection Process for Horizontal Well with Heavy Oil Recovery

Horizontal well technology is widely used in the production of heavy oil. Steady-state model is used as main research method and assume constant wet steam parameters in wellbore, ignoring the impact of heat and mass transfers of steam from wellbore to the reservoir. Numerical calculation is used to analyze steam-water-oil three-phase on flow and heat transfer rule in reservoir and wellbore in startup phase. The influence rule on diffusion process of vapor and water hindered by oil stockpile in wellbore was analyzed, as well as vapor and water parameters change rule along the well. Result indicated that wet steam moving forward was hindered by oil stockpile in wellbore, which lead reservoir suction steam to be not uniform; dryness and temperature of steam gradually reduce, resulting in high temperature at the heel and low temperature at the toe of reservoir; reservoir suction steam effect was improved and reservoir heated range was expanded gradually with the increasing of steam injection volume and dryness; variation of reservoir porosity and permeability have a similar effect on reservoir suction steam, comparing with steam injection volume and dryness. When porosity and permeability were enlarged, reservoir suction steam effect and reservoir heated range would become better.