SAGD井挤液扩容水力波及范围模型

风城油田陆相稠油油藏广泛采用蒸汽辅助重力泄油（SAGD）方式开采,由于储集层非均质性强、渗透率低,目前现场采用挤液扩容方式改造储集层,以缩短SAGD井预热周期。为了定量评价改造区域的形状,提出基于挤液扩容水力波及范围的可注性系数和挤液渗透率的概念和计算方法,推导了单口和两口水平井挤液扩容水力波及范围的解析解,最后应用模型对现场挤液施工的效果进行了预测,并结合有限元计算结果进行了检验。研究表明,所研究储集层的可注性系数为0.27~0.30,双井注水系统的水力波及半径和面积均随两井间距、水的有效渗透率、水平段长度和定排量施工条件下的注入压力增加而增加,随注入液黏度增加而减小。现场SAGD井挤液施工过程中需要尽量降低注入液黏度,在稳定排量的同时,逐步增加注入压力和近井地带的储集层渗透率,以优化挤液扩容效果。     

SAGD井挤液扩容对循环预热及生产的影响

SAGD井挤液扩容储层改造技术已经在新疆油田得到广泛应用，显著缩短了预热周期，降低了经济成本和环境压力；然而，如何评价挤液扩容对后期循环预热和SAGD生产的影响目前仍不清楚。针对该问题，首先采用有限元方法计算某SAGD井挤液扩容引起的储层变形，其次采用CMG分析基于扩容后的储层模型的SAGD预热及生产情况，并对比未采用扩容的情况，评价了挤液扩容的作用效果。研究表明，储层挤液扩容后，在扩大蒸汽注入空间和增强注入水与蒸汽之间的热对流的共同作用下，可以大幅缩短循环预热周期，略增大最终产量。地质力学有限元计算和油藏数值模拟相结合的分析方法能为现场优化挤液施工提供工程指导。     

SAGD井挤液预处理储层扩容效果预测

新疆风城陆相超稠油油藏黏度高、非均质性强,SAGD开发普遍预热周期长。在注蒸汽预热前对储层挤液扩容可有效缩短预热周期,降低经济和环保成本。为了优化设计挤液方案,首先需要预测储层的挤液扩容效果。基于前期岩石力学实验结果,采用Drucker-Prager本构模型,针对风城油田重1区某SAGD井的挤液过程进行了流固耦合有限元分析,获取挤液后的地层孔隙压力、孔隙度、垂向应变、米泽斯应力和等效塑性应变的分布。研究发现,压差导致注入液向储层纵深渗流,储层产生垂向抬升,地层孔隙压力和孔隙度均呈以注采井为长轴的半椭圆状分布。储层以孔隙弹性的张性扩容为主,导致塑性体应变的剪胀仅发生在紧贴筛管处。研究成果不仅能为优化挤液方案提供理论指导,还能为预热和生产阶段的油藏数值模拟提供扩容后的地质力学参数。     

强非均质超稠油SAGD储集层升级扩容数值模拟

新疆风城油田超稠油油藏储集层属陆相辫状河沉积,非均质性强,SAGD井组存在循环预热周期长、蒸汽腔发育不均等问题。前期储集层扩容试验能够显著提高蒸汽注入能力,缩短预热时间,但缺乏储集层扩容的全流程岩石力学耦合分析,不利于SAGD储集层升级扩容施工参数优化设计。基于岩石三轴压缩等室内实验,获取强非均质储集层岩石力学参数,建立耦合岩石力学的双水平井SAGD扩容热采数值模型,开展储集层升级扩容影响因素分析。通过对强非均质储集层开展分级分段扩容模拟,明确储集层升级扩容应包括井筒孔压预处理阶段、注汽井及分支应力扩容阶段、注汽井及分支大体积扩容阶段、注汽井与生产井井间连通阶段和注汽井上方大体积扩容阶段5个主要阶段,形成鱼骨井分段扩容等针对强非均质储集层的升级扩容策略。实践表明,储集层升级扩容技术适用于强非均质储集层,可使启动时间缩短50%,采油速度提高20%,可为强非均质储集层SAGD升级扩容施工参数优化提供借鉴。     

风城SAGD微压裂扩容启动数值模拟及应用

风城SAGD开发普遍存在启动周期长、蒸汽消耗量大的问题。采用微压裂扩容启动技术可大幅缩短启动周期,经济效益显著。利用ABAQUS有限元软件,综合考虑油砂力学本构特性和油砂扩容过程孔渗动态变化,分析了不同渗透率和不同夹层位置储层的SAGD井组微压裂扩容过程。结果表明:通过微压裂扩容,渗透率越大的储层井间更容易快速建立连通,且孔渗增加的范围越大,有助于提升施工后转蒸汽循环的预热效果;夹层及被夹层所隔挡的区域,孔渗基本没有改变,若注压条件不能突破井间夹层,则通过微压裂扩容也难以快速建立井间连通。与现场实例结合,证实了渗透率和井间夹层对微压裂扩容施工效果的影响。建立的模型和方法可用来评价施工效果和优化施工参数。     

浅层超稠油水平井微压裂扩容技术及应用

针对新疆油田F油田齐古组非均质油藏驱泄复合井网加密水平井与老井不均匀连通的问题,从改善水平段井筒周围渗流条件出发,提出水平井微压裂扩容改造技术。通过室内岩心实验、地质力学有限元模拟及热采数值模拟技术,分析了微压裂扩容技术的可行性及扩容后储层变化特征。结果表明:储层石英含量高,黏土矿物含量低且孔隙结构发育,有利于注水扩容改造;稳定提压过程中扩大挤注液的波及范围,进而降低周围储层有效围压,可大幅提升扩容改造程度;扩容后储层纵向位移量和孔隙度增大幅度明显优于横向,有助于上下注采井连通。微压裂扩容后经过5周期吞吐预热,油井间可快速建立热连通,预热期间周期产油、油汽比明显提升,且水平段动用程度大幅改善。研究结果可为提高驱泄复合井网的注采井间连通性提供借鉴。     

强非均质超稠油油藏SAGD储层升级扩容研究

新疆风城油田超稠油油藏属陆相辫状河沉积,其储层非均质性强,渗透率变异系数为0.7~0.9,泥质夹层分布密度为2.4条/m,导致SAGD井组存在水平段动用程度低、蒸汽腔扩展不均等问题。基于储层岩石力学特性和扩容机理,利用在真三轴地应力条件下的大型物理模拟和耦合岩石力学数值模拟,开展了可控升级扩容技术的研究,明确了突破SAGD注采水平井间夹层、突破SAGD注汽水平井上方夹层、动用多分支段等最优扩容方式及参数。结果表明：风城油田A井区油砂在低围压条件下具有较强的剪胀效应,恒定压力结合阶梯稳定提压的方式可以形成复杂扩容区,最大体积扩容量高达7%,在合理扩容参数下,风城油田超稠油储层扩容半径为10~15 m。强非均质超稠油油藏SAGD储层升级扩容技术与传统的快速均匀启动技术相比,储层适应性更好且增产效果显著。     

SAGD电加热启动技术油藏适应性研究

针对蒸汽辅助重力泄油(SAGD)启动阶段蒸汽耗量大、受储层非均质性影响严重等问题,利用物理模拟实验,明确了电加热启动SAGD机理及实现均衡预热的可行性,探索了SAGD井间储层内热传导特征及升温规律,并结合数值模拟研究了储层静态参数、井身条件等因素对电加热启动效果的影响,量化分析得到了油藏筛选标准。研究结果表明:油藏的导热系数和含油饱和度会直接影响电预热效果,两者可实施下限分别为1. 5和60%;油藏物性和原油黏度主要影响预热连通时间,不会造成最终的连通均匀性变化;同时,井轨迹的摆动也会影响预热均衡性,水平段上下摆动距离不应超过1. 0 m,平面摆动不超过2. 5 m。研究成果明确了SAGD电加热启动技术的适应性,有利于规避效果欠佳区域,实现经济高效开发。     

风城油田水平井辅助SAGD技术参数优化

风城油田SAGD先导试验区生产8 a,始终未出现井组蒸汽腔连通情况,井对间储层动用缓慢。调研国内外同类型油藏发现,SAGD井间加密水平井可提高蒸汽腔扩展速度,提高采收率,并在SAGD开发项目中得到普遍应用。以风城油田重32井区SAGD区油藏参数为基础,开展数值模拟研究,以此明确水平井的布井原则,优化了操作参数。研究结果表明,水平井辅助SAGD生产后,单井组日产油增加6 t/d,采油速度提高1.00%,采收率提高9.9个百分点。该研究成果对水平井辅助SAGD生产具有一定的理论指导意义,也可为后期老区调整奠定基础。     

风城SAGD油砂微压裂扩容效果评价方法研究

利用疏松油砂在一定有效围压作用下发生扩容现象的特征,现场采用注热流体对油砂进行微压裂技术,以促进井筒附近油砂发生扩容现象,快速建立SAGD注采水平井井间水力连通通道。该技术可以明显缩短SAGD预热周期,节约蒸汽用量,大幅降低开发成本。而目前尚无一种有效的方法评价油砂在该技术实施后的扩容效果。根据油砂微压裂扩容机理,建立表征油砂扩容过程的水力连通系数和扩容半径两个新的概念,并提出相应的计算方法。现场应用表明,该方法可对油砂微压裂扩容分析提供一种量化评价手段,具有较强的实用性。     

风城浅层超稠油油藏双水平井SAGD关键技术及发展方向

针对风城油田浅层超稠油油藏原油埋藏浅、黏度高、储层非均质性强,实施双水平井SAGD开发存在诸多挑战的问题,开展浅层超稠油SAGD开发技术及配套工艺技术攻关研究,优化双水平井部署设计,SAGD循环预热及油藏工程设计,配套钻完井工艺、井下管柱结构、井下测温测压等关键技术.根据开发实践及技术经济指标,制订了超稠油双水平井SA...     

风城陆相超稠油油砂微压裂扩容机理实验研究

风城陆相超稠油油藏非均质性强且原油黏度高，SAGD 开发普遍存在循环预热周期长的问题。采用微压裂技术可缩短预热周期，由此需要掌握储层在其实施过程中的扩容机理及规律。通过选取风城代表性油砂岩心，进行了岩石力学实验研究，分析了岩心的关键力学参数、剪胀和张性扩容机理。研究发现，风城陆相油砂质地疏松，剪胀角远小于加拿大阿尔伯塔海相油砂，其力学参数和扩容程度受泥质和油质含量的影响；在近井壁地带，围压越小，孔压越大，剪胀扩容量越大；而远井壁地带的剪胀扩容量非常小。张性扩容可通过减小围压和增大孔压2 种方式产生，且塑性强的油砂在张性扩容时产生明显的塑性体应变。综合分析可知，现场微压裂成功的关键在于均匀提压注水并扩大其波及范围。     

新疆油田SAGD鱼骨状水平井钻井技术

为有效增加油层裸露面积,提高稠油油藏储层吸收蒸汽的效果,从而提高稠油井的产量及采收率,新疆油田将SAGD水平井与鱼骨状水平井技术相结合,以SAGD成对水平井为基础,利用SAGD磁定位导向技术与鱼骨状分支井眼轨迹控制技术,在注汽井水平段钻若干鱼骨状分支井眼,形成了可有效增加储层裸露面积的SAGD鱼骨状水平井钻井技术,并钻成了SAGD鱼骨状水平井FHW3043井组。FHW3043井组的顺利钻成证明了SAGD鱼骨状水平井钻井技术的可行性,为该技术在稠油油田的应用积累了经验。      

双水平井SAGD循环预热传热计算及影响因素分析

双水平井SAGD开采正式生产之前需要对上下平行的注采井对之间的油层进行预热,预热效果对SAGD的成功开发至关重要。通过建立双水平井SAGD循环预热的计算模型,以风城油田SAGD水平井为例,模拟计算了循环预热过程中的相关参数,研究了水平井对之间的空间距离、蒸汽循环的速度以及循环蒸汽的干度对预热效果的影响。分析认为,循环预热蒸汽干度为0.8时,蒸汽循环速度应不低于30 t/d;若以较高的速度60 t/d循环预热时,蒸汽干度不宜低于0.4. 水平井对距离为5 m时,循环预热时间约为93d     

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。     

塔河油田缝洞型油藏油井产量的嘴流公式研究

国内外文献报道的油井嘴流公式，主要是基于孔隙型碎屑岩油藏油井的生产资料而建立的，而对于特殊类型的缝洞型油藏油井的嘴流公式未见报道。目前我国西部塔里木盆地以塔河油田为代表的缝洞型油藏开发规模不断扩大，现有的油井嘴流产量公式难以适应现场的需要。以塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏为例，利用基于量纲分析原理的瑞利法和基于现场资料的多元线性回归方法建立了适用于缝洞型油藏的油井嘴流产量公，式。现场应用表明，利用新建立的公式对油井产量计算的相对误差小于10％。能满足油井产量计算与预测的需要。