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。      

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。     

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。     

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。     

新疆油田SAGD井快速预热技术橇装泵注设备的现场应用及技术优化

橇装泵注设备可以实现SAGD井快速预热技术对排量、压力的精细控制,频率调节可以达到0.5Hz数量级,无级变速,变频控制,新疆油田SAGD井管网密布,井场空间有限,橇装泵注设备便于在管线交错的SAGD井场摆放安装、管线连接、搬家等作业。主要阐述了橇装泵注设备在新疆油田SAGD井快速预热现场应用中,橇装泵注设备机构的原理和特点,并探讨了橇装泵注设备在SAGD井快速预热技术中可以优化和改进的技术参数和性能指标,满足橇装泵注设备在SAGD井快速预热技术要求,实现压力、排量的平稳注入。     

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。     

裂缝性低渗透油藏单井渗流数学模型

利用平行板理论和张量理论,建立了裂缝性低渗透储集层的各向异性等效连续介质模型和考虑启动压力梯度的单井渗流模型。研究了天然裂缝表征参数对储集层渗透率和压力分布的影响。结果表明,天然裂缝的开度和密度对储集层平均渗透率和各向异性程度影响较大;压力分布及压力波及范围与裂缝发育方向有关;平行裂缝方向与垂直裂缝方向的流动存在干扰,裂缝越发育,垂直方向的波及范围越小;认清裂缝方向,采取合理的注采井网和井距排距是提高裂缝性低渗透油藏波及效率和开发效果的关键。     

基于真三轴实验研究超稠油储集层压裂裂缝扩展规律

针对新疆风城油田超稠油储集层蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采注汽量大、预热周期长、产量低、局部资源无法开采的问题,基于超稠油储集层及夹层的岩石力学和孔渗特征,考虑压裂液排量、黏度、射孔密度和起裂位置的影响,开展真三轴水力压裂与CT扫描实验,研究在储集层和夹层中压裂微裂缝和宏观裂缝的扩展规律。实验发现,在超稠油储集层中压裂仅造成微裂缝发育,且微裂缝无法突破夹层;在夹层中压裂,施工排量越高(大于0.6 m~3/min),黏度越小,越易在夹层中形成宏观线性裂缝,且穿层至储集层中的裂缝延伸距离增加,增加射孔密度,可在储集层-夹层互层中形成复杂的宏观线性裂缝网络。研究结果可为超稠油储集层压裂准确选层及夹层改造的施工参数优化提供指导。图12表4参34     

压裂助排工艺优化设计研究

如何提高返排率、减少压裂液对地层的伤害,实现人工裂缝高导流能力,已经成为油气藏增产改造技术面临的重要课题。通过分析氮气、CO2的物理化学特性,研究了液氮、CO2的助排机理,建立气体伴注排液模型,编制了气体伴注设计软件,对影响压裂井气体伴注效果的因素进行了研究,并对助排工艺参数进行了优化设计。结果表明,随着井深增加和压力梯度的降低,液氮伴注比和氮气伴注排量略有增大;井深每增加100 m,液氮伴注比增加约0.3%;压力梯度每增加0.01 MPa/m,液氮伴注比降低约0.6%。随着泵注排量的增加,液氮伴注比增大。井底压力的变化幅度与井口注入压力的变化幅度基本相同;井口注入压力每增加5 MPa,井底压力也增加约5 MPa。随注入流量的增加,井筒压力逐渐减小;注入流量每增加0.5 m3/min,井底压力降低约1.75 MPa。对胜利油田某井进行液氮助排参数优化设计,压裂液返排率达到90%,压裂井产量增加了2.7倍,表明所建立的数学模型准确可靠,可以用于指导油田现场施工。     

小型压裂分析在江苏油田S20—26井的应用

利用FracproPT软件小型压裂分析模块对活性水注入、交联液注入和支撑剂段塞分析可获得各项重要参数。首先,通过降排量测试,确定近井扭曲及孔眼摩阻。其次,停泵后,摩阻消失,利用各种数学方法通过压降分析获得准确的裂缝闭合应力和地层渗透率。最后进行净压力拟合,得到交联压裂液的造壁系数和压裂液效率。小型压裂中观察支撑剂段塞进入地层的难易程度,现场调整砂浓和前置液量,确保施工成功。通过活性水注入分析和交联液注入分析得到了措施井闭合压力、近井弯曲摩阻、孔眼摩阻、液体滤失系数和油藏渗透率等重要资料,并在此基础上,对主压裂施工进行了调整。     

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。     

水平井置胶成坝深部液流转向物理模拟研究

针对正韵律厚油层注水开发过程中注入水沿底部高渗层无效循环问题,提出水平井置胶成坝深部液流转向技术思路,即在正韵律厚油层底部的高渗透,强水洗油层部位钻(侧钻)水平井,通过水平井注胶,形成"胶坝",使注入水转向驱替上部低渗透层,扩大水驱波及体积,提高上部低渗透层储量的动用程度,从而起到挖潜和提高水驱采收率的作用.应用二维可视非均质填砂模型水驱油物理模拟实验,研究水平井胶坝对改善正韵律厚油层水驱效果的影响.实验结果表明,在高渗透油层建"挡水坝",增油降水效果明显,1个"挡水坝"模型,能够提高原油采出程度17.6%;2个"挡水坝"模型,能够提高原油采出程度27.3%.水平井置胶成坝深部液流转向技术突破了堵剂深部放置的技术瓶颈,能大幅度提高正韵律厚油层水驱波及程度.     

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。      

Porothermoelastic response of an oil sand formation subjected to injection and micro-fracturing in horizontal wells

Stimulation of unconsolidated formations via horizontal wells has seen its vast implementation in the recent development of heavy oil reservoir to save the time and cost of preheating the reservoir before the steam-assisted gravity drainage(SAGD)process. A mathematical approach was proposed in this research that fully couples the hydraulic, mechanical and thermal responses of unconsolidated sandstone formations and also applies failure criteria for describing either shear dilation or tensile parting mechanism that generates microcracks. The approach was implemented to predict the porothermoelastic response of a pair of SAGD wells subject to injection and subsequent micro-fracturing using hot water. It was found that the predicted bottom hole pressures(BHPs) match closely with the field observed data. An elliptical dilation zone developed around the dual wells with relatively high pore pressure, porosity, permeability and temperature, implying good interwell hydraulic communication between both wells. The activation of microcracks dramatically accelerated the dissipation of pore pressure across the entire formation depth and also facilitated heat convection in between the dual wells, though to a lesser extent. In summary, the approach provides a convenient means to assist field engineers in the optimization of injection efficiency and evaluation of interference among multiple horizontal wells.     

海上高含水稠油油藏治理对策研究

为探究海上高含水稠油油藏的治理方法,针对海上稠油油藏储层物性好、水利能量充足、单井产液量高、原油黏度高和油井高含水等特点,通过建立井组地质模型,采用油藏数值模拟方法,研究不同驱替开采方式和注采参数对抑制、延缓底水锥进的效果.研究发现:(1)针对海上稠油油藏的敏感性分析,注入介质＞地层倾角＞渗透率韵律＞级差;(2)0.2...     

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...     

朝阳沟油田注采系统调整效果

搞好油藏的注采系统调整，是高效开发低特低渗透油田的重要措施。朝阳沟油田是大庆长垣外围油田中开发规模最大的低特低渗透油田，根据油藏数值模拟、数理统计的预测，结合现场试验资料和生产成果，对朝阳沟油田不同类型储集层注水方式的调整方法、效果、时机和水驱控制程度界限值等问题进行研究。研究结果表明，天然裂缝较发育的储集层适于进行线性注水调整，储集层裂缝不发育及砂体零散分布、断层较多的区块适于进行不规则点状注水调整。进行注采系统调整，能够有效提高低特低渗透储集层的水驱控制程度，通过调整压力场变化，改变注水驱油的液流方向，提高了注入水波及体积和驱油效率。朝阳沟油田注采系统调整所取得的成果对其它低特低渗透油田的合理开发有参考价值。图６参２（陈志宏摘）     

低渗透油藏水平井流入动态分析及举升方式优选

流入动态及举升方式是低渗透油藏水平井开发的关键。基于Giger水平井产能公式,采用水电相似原理和保角变换法,推导了低渗透油藏非达西渗流条件下水平井产能预测模型及流入动态方程。现场实例验证结果表明,所建模型计算所得产液量与实际平均产液量的相对误差为2%。低渗透油藏水平井产能影响因素敏感性分析结果表明：水平井流入动态变化规律基本不受启动压力梯度影响;保持地层压力是提高低渗透油藏水平井开发效率的关键,启动压力梯度、渗透率和流体粘度变化系数与产液量成反比,且压力越低影响越明显;当水平井段长度小于400 m时,极限产液量随水平井段长度的增加呈线性增加,当水平井段长度大于400 m时,增幅变缓并最终趋于稳定;结合等级加权法与层次分析法,优选滨348块平1井的最佳举升方式为电潜泵举升。     

低渗油气田高效开发钻井技术研究与实践

为了高效开发我国低渗油气田,获得更高的经济效益,进行了低渗油气田高效开发钻井技术研究。采取机理分析、室内试验、现场试验等方法,对提高泄流面积钻井技术、提高储层钻遇率技术、提高钻井效率技术、低渗油气田储层保护技术、低渗油气田完井关键技术进行了系统研究,形成了以五级分支井、径向钻孔、鱼骨状水平井、旋转导向钻井等技术为核心的提高泄流面积钻井技术,以气体钻井、全过程欠平衡钻井和钻头优化设计为主的提高钻井效率技术,以新型防水锁无黏土钻井液、新型生物酶完井液、有机盐可降解钻井完井液等为核心的低渗砂岩储层保护技术,以低渗油气藏水平井分段完井技术和低渗油气藏水平井提高固井质量关键技术为核心的低渗油气田完井关键技术;研制出了抗高温高压无线随钻测量仪、适用于泡沫空气钻井的电磁波随钻测量系统和适用于薄互层低渗油气藏的近钻头井斜角和方位角伽马测量仪及井下微流量测量装置。应用结果表明,低渗油气田高效开发钻井技术对高效开发我国低渗油气资源、实现能源储备战略具有重要的意义。