直井辅助SAGD扩容及地质力学-热采耦合数值模拟

针对非均质油藏双水平井SAGD扩容启动后水平段动用不均匀的问题,从改善渗流条件和优化驱动机理两方面出发,提出直井辅助SAGD水平井扩容启动的复合扩容新工艺.通过地质力学有限元方法与热采油藏数值模拟模型的耦合,分析了疏松砂岩地质力学扩容储层物性参数及流体流动行为变化,预测了采用新工艺扩容后注蒸汽热采开发效果.研究结果表明...     

非均质油藏双水平井SAGD三维物理模拟

为了改善双水平井SAGD开发过程受储层非均质性影响的问题,利用自主研发的双水平井双管柱结构三维比例物理模型和已有的注蒸汽三维模拟实验系统,研究了油藏非均质性对SAGD蒸汽腔展布的影响规律。研究结果表明：当储层存在平面非均质性时,双水平井SAGD在开发过程中存在蒸汽腔发育不均匀、水平段油藏动用程度较差等现象,影响了SAGD的开采效果;水平井采用双管柱结构可提高水平段油藏动用程度;合理的注采参数、有效的操作压力、较高的蒸汽干度以及稳定的生产井井底饱和温度与实际温度的差值控制均可有效改善开发效果。根据物理模拟实验的结果总结了双水平井SAGD生产各阶段的注采调控方法,将其应用于油田现场取得了较好的开发效果。     

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。     

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。     

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     

提高直井与水平井组合SAGD泄油速率技术研究

针对辽河油田直井与水平井组合SAGD井组在开发过程中存在泄油速率低、蒸汽腔扩展不均匀等问题,以R.M.Bulter建立的双水平井泄油模型为理论基础,将直井与水平井简化为双水平井,在考虑端点效应有限长度水平井日产量方程的基础上,建立了水平井的泄油速率模型,并得到直井与注汽水平井组合SAGD上产和稳产阶段的泄油速率方程。分析泄油速率方程发现,直井与水平井组合SAGD井组泄油速率的主控因素为泄油井点数和蒸汽腔纵向扩展高度,结合辽河油田稠油开发实践,给出了直井与水平井组合SAGD井组提高泄油速率的技术措施,即水平段跟部注汽井增加2口,并将注汽井注汽排量提高20%,同时将最佳射孔位置设在靠近低物性段处,补孔长度确定为8 m。该技术在辽河油田6井组进行了现场应用,日产油量均呈现不同程度的上升,取得阶段性成功,为进一步提高SAGD井组泄油速率奠定了良好的基础。      

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。      

D229块薄层超稠油SAGD试验优化部署设计

针对D229块超稠油油藏厚度相对较薄、地层具有一定倾角的地质特点,利用油藏工程、数值模拟、分析类比等方法,对其SAGD试验进行优化部署设计。研究结果为：采用双水平井SAGD方式部署,注汽井位于采油井的斜上方,水平井走向与构造线方向平行,水平井排距70～100m,水平段长度360～450m。预计SAGD阶段可生产6a,试验区最终采收率达59.63%。该项研究对具有一定倾角的中深层超稠油油藏的开发具有重要的指导作用。     

新疆风城油田SAGD井挤液扩容效果影响因素评价

新疆风城油田陆相稠油油藏主要采用蒸汽辅助重力泄油（SAGD）方式开采,但由于储层非均质性强、渗透率低,导致SAGD井预热周期长,使得蒸汽成本高,产出液处理困难,为此,提出了SAGD井挤液扩容储层改造技术和改造效果预测方法,分析了岩石物理性质、油藏几何参数和挤液施工排量等3类因素对扩容效果（表征为连通系数）的影响;并在这3类因素作用的92个有限元算例的基础上,建立了快速预测SAGD井挤液扩容连通系数的快速分析图版。风城油田3口SAGD井应用图版预测了连通系数,结果表明,预热周期的缩短幅度与连通系数呈较好的正相关性。研究认为,连通系数预测图版为现场施工时优化挤液压力和排量、进一步缩短SAGD井的预热周期提供了一种高效快捷的评价方法。      

水平井技术在涩北气田的应用

针对柴达木盆地涩北气田水平井投产后反映出产量递减快、出水对生产影响较大的问题,从水平井产能、水平井实施效果、水平井先导性试验、气层筛选、水平井部署的有利位置、水平段长度等多个关键技术出发,深入分析了涩北气田疏松砂岩气藏水平井产能的主要影响因素。运用气藏数值模拟技术,基于典型层组的地质模型,模拟预测并对比分析了涩北气田水平井布井的有利位置及合理水平段长度。提出了对水平井部署和优化设计的建议：①对于射孔单元内个别气层面积远大于其他气层的井可单独用水平井开发,可减少直井总数量和低部位低产直井数量;②对于地层疏松、水体能量较强、气水关系复杂的涩北气田,在布井方案中水平井水平段长度的选择应谨慎;③对于非均质较强的目的层,应严格设计水平井目标靶区,并做好钻井跟踪,保证水平井段能钻达优质储层。     

水平井采油配套技术研究与应用

近年来冀东油田开始应用水平井开发浅层断块油藏,由于生产井段较长且水平、地层疏松、造斜点较高、采液量大,为使其能够顺利投产和正常生产,需要解决防砂、举升、卡封、作业等方面难题。首先研究了水平井的防砂管挡砂技术及防砂管的液压安全打捞技术,同时为避免后期防砂施工井筒内留管柱,研究水平井和侧钻水平井防砂管完井技术,使防砂问题在完井阶段得到解决。其次研究了水平井直井段特种泵大排量采油技术及大斜度井段抽油杆自磨式扶正技术。另外按水平段液压操作方式和分段安全打捞思路研究了单卡、双卡及耐液压安全接头辅助技术,解决了疏松砂岩水平井段的各种卡封和安全打捞问题。这些技术在冀东油田水平井上试验成功并大规模推广应用,效果显著。     

泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发数值模拟

泡沫油型超重油油藏原始溶解气油比高,地下可形成泡沫油流,水平井冷采初产较高,但一次衰竭开发采收率低。因此,开展了泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发技术研究。根据研究区块油藏地质特征,建立了泡沫油冷采及热采数值模拟模型,研究了泡沫油SAGD驱油机理和开发技术政策。研究结果表明,与油砂SAGD不同,泡沫油具有流动性,泡沫油SAGD驱油机理为在注采井形成热连通之前蒸汽驱油为主、重力泄油为辅,形成热连通后蒸汽驱油为辅、重力泄油为主。泡沫油SAGD启动阶段不需要预热,注采井间垂向井距应适当增大。地层压力下降后油相中析出的溶解气附着在蒸汽腔侧面上影响蒸汽腔的横向扩展。因此,冷采转SAGD时机应尽量延后,当冷采至较低地层压力、溶解气含量大幅降低时转SAGD开发效果更好。由于区块构造具有倾角,生产井水平段井轨迹应保持水平,有利于形成合理的SAGD汽液界面;在满足技术经济条件下,缩小SAGD排距可提高采出程度。提出了提高SAGD开发效果的措施：1采用上下两口水平井冷采,有利于减少溶解气含量,提高SAGD开采效果;2对于多井SAGD,采用（交替）不平衡注汽,可促进蒸汽腔发育,提高采出程度。     

裸眼筛管完井水平井酸洗工艺改进在春风油田的应用

针对春风油田水平井裸眼筛管常规酸洗工艺存在酸洗压力高和钻井泥饼清洗不彻底造成注汽压力高的问题,对目前的酸洗工艺从酸液配方、流体性质和酸洗管柱三个方面进行了改进,满足了春风油田大部分裸眼水平井酸洗的需要。现场应用34井次,后续的注汽和生产效果均见到明显改善。该技术对于解除钻井泥浆污染,较大限度地发挥疏松砂岩油藏产能,提高稠油油藏采收率具有重大意义。     

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...     

SAGD快速启动技术现状及前景展望

SAGD快速启动技术是一种利用岩石力学扩容原理来增强SAGD启动性能的技术,是超稠油/油砂储层SAGD开发过程中预热阶段高效启动的重要手段。从油砂扩容机理、油砂扩容的增产增注机理、扩容与水力压裂的区别3个方面分析阐述了SAGD快速启动的技术机理,并回顾了国内外SAGD快速启动技术的发展历程。根据矿场实践,总结了SAGD快速启动技术"地质工程一体化设计、施工流程标准化、施工过程可视化"配套成果。通过储层物性及非均质性、地质力学参数及原位地应力条件对扩容启动过程的影响分析,提出了SAGD快速启动面临的技术挑战并指出发展方向。未来SAGD快速启动技术应持续攻关溶剂辅助扩容、边井辅助扩容、分段差异化扩容、脉冲式强化扩容等衍生技术,以进一步增强该技术的适应性,推动其纵深方向的发展。     

风城SAGD水平井均匀配汽工艺研究与应用

双水平井SAGD水平段长度通常比常规热采井水平段更长,SAGD生产过程注采水平井间易出现水平井段局部汽窜、动用不均匀情况,影响了SAGD井组开发效果并增大了调控难度。为了提高水平井段动用均匀程度,建立了水平井等质量出流理论模型并设计了均匀配汽管柱。该工艺在风城SAGD先导试验现场应用取得了显著效果,对SAGD推广应用具有重要意义。     

页岩储层射孔水平井分段压裂的起裂压力

目前,页岩储层水力压裂裂缝起裂和扩展机理研究已成为国内外水力压裂研究领域的重要课题,射孔水平井分段压裂技术是其高效开发的主要手段。针对目前部分裂缝起裂压力模型在计算射孔水平井横向裂缝起裂时破裂压力过低、严重偏离实际的问题,基于Hossain模型和Fallahzadeh模型,建立了新的水平井射孔孔道表面的应力分布模型;同时开展了水平井分段压裂的诱导应力分布研究和不同压裂工艺条件下复合地应力的分析;进而针对页岩储层的岩性特征,建立了考虑诱导应力条件下,页岩储层射孔水平井水力压裂在岩石本体起裂、沿天然裂缝剪切破裂和沿天然裂缝张性起裂3种方式下的起裂压力计算模型,提出了页岩储层水力裂缝起裂方式和起裂压力的判别方法。该成果对于页岩储层水力压裂裂缝起裂机理的研究和现场应用具有一定的指导意义。     

稠油油藏水平井热采应用研究

本文油藏数值模拟技术研究了不同类型稠油油藏水平井注蒸汽开采的可行性、相应的开采方式及油层厚度与原油粘度对水平井注蒸汽开采效果的影响。     

调整井钻井过程中地层压力控制技术的研究与应用

萨中开发区经过长时间的分层注采,地层孔隙压力分布发生了极大变化,出现了高压层、正常压力层及欠压层在单井纵向剖面上并存的情况,给加密调整井的钻井施工安全、钻井液密度设计及油层保护带来了极大的困难。根据该区块的储层特性和开发现状,对该区块内不同井网注水井降压规律进行研究,确定合理的注水井降压方案、钻井液密度以及注水井降压时间及降压范围;同时进行高渗低压层压力保持方法研究,通过控制注水井的井口压力来降低层间压差和钻井液密度,减少对油层的污染。此研究对于保护油层及提高钻井工程质量具有重要意义。     

页岩夹层及压裂裂缝对蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔扩展的影响

为了研究储层非均质特征对SAGD蒸汽腔扩展的影响,通过顺序指示模拟方法（SISIM）建立了不同页岩夹层分布模式,基于油藏数值模拟定义了“上部蒸汽腔分数”、“下部蒸汽腔分数”、“总蒸汽腔分数”的概念,研究了不同页岩夹层分布模式和压裂裂缝形式对SAGD蒸汽腔扩展的影响。研究结果表明:随着地层内页岩夹层发育的增多,页岩夹层对蒸汽腔扩展的限制作用增强,并呈现出蒸汽腔垂向扩展减弱而水平方向扩展增强的趋势;不同页岩概率下总蒸汽腔分数与采收率呈现较好的线性函数关系;压裂裂缝能改善SAGD蒸汽腔扩展和开发效果,垂直裂缝通过扩大蒸汽腔垂向发育高度加快了SAGD泄油速度,开发效果好于水平裂缝;移位垂直裂缝可以降低垂直裂缝导致的注采井间蒸汽窜流,蒸汽腔扩展及开发效果都好于垂直裂缝。