直井与水平井组合的蒸汽辅助重力泄油产量预测

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）是一种利用液体自身重力作为主要驱动力的热采方式。国外的SAGD先导实验,大多数是利用双水平井的组合方式进行,注入井和采出井都是水平井,而在辽河油田进行的先导实验,是利用直井作为注入井、水平井作为生产井的组合方式。针对辽河油田先导实验的注采方式,利用保角变换,将水平井转化为像平面上一口环形生产井的一部分;垂直注汽井变成像平面上的原点。对直井与水平井组合的SAGD井组,按照直井划定流动单元,分别计算叠加,可以得到水平井的产量,提供了直井和水平井组合的重力泄油产量预测方法。依据辽河油田杜84块SAGD先导实验区实际生产数据,利用文中提供的方法进行计算,预测的产量结果与油田实际数据非常吻合,证明文中推导的直井与水平井组合的SAGD预测方法是可靠的。     

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。      

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。     

SAGD水平井钻井技术

SAGD技术是开发超稠油油藏的一项前沿技术，在国外的超稠油开采中已经得到广泛应用。九十年代末，国内辽河油田在中深层超稠油的开采中开展了SAGD的先导试验，取得了很好的试验效果，形成了相关配套技术。2008年，为提高稠油开采的综合经济效益，拥有丰富稠油资源的新疆油田也已开始着手SAGD技术的试验应用与效果评价工作。本文结合新疆油田SAGD先导试验区块具体油藏特开采特征与SAGD技术在国内外的发展应用等情况，介绍了SAGD水平井钻井技术及其特殊配套的磁性定位导向仪器（MGT与RMRS），以供参考和借鉴。     

辽河稠油SAGD开发地面工艺关键技术

为寻求蒸汽吞吐后进一步提高采收率的有效接替方式,辽河油田于2005年开始在曙一区杜84块主体部位开展超稠油SAGD开发方式的研究、试验与推广工作。通过对国外SAGD技术考察,对已建地面工艺设施大量调研,并与科研单位联合进行技术攻关,结合辽河油藏物性,在杜84块相继开展SAGD先导试验、工业化试验以及工业化应用。经10年运行与改进,归纳形成了一系列具有辽河特色的油气集输、原油处理、稠油注汽、稠油污水处理、热能利用等地面工艺的关键技术。截至2017年底,杜84块累计建设72井组,年产油量105.7×10~4t,比吞吐阶段峰值产量高14.9×10~4t,SAGD阶段累积产油692.5×10~4t,建成了集油气集输、原油脱水、注汽、污水处理等生产设施为一体的SAGD工业区,为辽河油田稳产千万吨做出了重要贡献。     

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。     

中深层超稠油SAGD开发动态调控技术

SAGD作为超稠油蒸汽吞吐开发的接替技术,2005年在曙一区杜84块馆陶油藏进行SAGD先导试验.实施过程中,先后遇到汽液界面不合理、水平段动用状况不均匀、水平井汽窜以及注采不均衡等问题.以SAGD操作理念为指导,以动态生产曲线为基础,以动态监测系统为手段,在借鉴国外成功经验的基础上,坚持自主创新,不断优化调整,研究出适合油藏特点的配套动态调控方法.综合利用阻汽控制、水平段均匀动用、水平井防窜以及注采平衡等调控技术.使先导试验操作平稳,达到或超过方案设计指标.     

中深层稠油油藏SAGD开发动态关系研究与应用

辽河油田中深层稠油油藏均经历蒸汽吞吐降压才转入SAGD(蒸汽辅助重力泄油)开发,开采机理复杂,蒸汽腔调控难度加大。分析了不同油藏条件和操作参数对SAGD开发效果的影响,明确了油层厚度、含油饱和度等4个油藏条件与SAGD开发效果的对应关系,建立了采注比、注汽井点数等4个操作参数的开发调整界限。现场应用后,SAGD油汽比由0.18上升至0.23,产油量达到80×10~4 t/a,为辽河油田稠油稳产提供了技术保障,对同类型油藏的开发具有一定的指导意义。     

有效提高SAGD水平段动用程度技术研究

风城油田作业区于2008年开展双水平井SAGD先导试验,2012年至2013年双水平井SAGD在风城油田作业区实施大规模开发,累建产能104.9×10~4t。在蒸汽辅助重力泄油过程中,水平段动用程度与产量呈正比,而风城油田SAGD开发普遍出现部分井组水平段后端不动用,前端容易汽窜,导致SAGD实际生产效果与预期情况存在一定差距。因此,对于提高水平段动用程度方法研究十分必要。通过分析油藏动静态参数,研究转抽井组生产规律,从地质因素、管柱结构、循环预热效果等方面总结归纳影响水平段动用程度的主要因素,结合目前实际现状,通过优化管柱结构、改变注采点、立体综合治理等方法有效提高水平段动用程度,可以进一步改善SAGD开发效果。     

稠油油藏直平井组合立体开发实验研究

为研究辽河油田杜84块稠油油藏直井水平井组合SAGD开发模式,提高驱油效率,建立了高温高压三维比例物理模拟系统,进行三维模拟实验。通过实时记录和处理实验过程中各测点的温度和压力数据,得到理想状态下模型内温度场扩散规律,发现了蒸汽超覆现象。结合瞬时产油曲线和含水率曲线,可将直井水平井组合SAGD生产分为蒸汽腔发育、蒸汽热连通、热流体泄流和产量衰减四个阶段。掌握生产曲线中各参数的变化及温度场的扩散规律,对指导直井水平井组合SAGD方式下稠油的合理开发及制定开发技术政策具有一定的理论意义和现实意义。     

杜84-平45井钻井技术

杜84-平45井位于辽河油田SAGD试验区，是辽河油田精度要求最高的一口中半径水平井，造斜段地层疏松，水平段较长，地层有一定不确定性。通过精心设计钻具结构和钻井参数，采取适当轨迹控制技术，以及良好合理的钻井液体系和得力的井下安全措施，完全满足了甲方要求，全井安全无事故。该井是辽河油田所完成水平井中，水平段最长、周期最短的一口中半径水平井。     

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。      

辽河油田稠油油藏水平井找堵水配套工艺技术

针对辽河油田稠油水平井采用原产液剖面测试仪存在堵水分段精度低、以及堵水成功率不高等技术难题,开展稠油水平井找堵水配套工艺技术研究,研发了水平井产液剖面测试仪,耐温达到178℃,测试深度达到3 300 m;并研制出水平井堵水配套工具,实现了水平井精确分段,分段精度达到1 m;优化了化学堵剂配方体系,封堵后突破压力达到11 MPa/m。现场试验表明,该技术解决了辽河油田稠油水平井存在的技术难题,改善了稠油油藏水平井开发效果。     

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     

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。     

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。     

提高稠油水平井储量动用程度研究及措施

水平井开发已成为油田实现稳定发展的主导技术,然而水平井水平段动用不均严重制约了水平井产能的发挥。通过水平井井温测试资料深入分析水平井水平段的动用状况,从而指导水平井双管注汽、多点注汽、优化配汽器位置等措施实施,提高水平井储量动用程度,发挥了水平井的优势。该技术已累计规模应用1200余井次,指导工艺措施实施增油效果显著。     

辽河油田杜84区块超稠油油藏水平井钻井技术

辽河油田杜84区块是一个以砂岩为主的超稠油油敦，为了提高开发效果进行了直井与水平井强哈重力辅助蒸汽驱（SAGD）开发试验。针对杜84区块水平井钻井中存在的防碰难度大、造斜困难、井眼轨迹控制要求高、固井质量差、易出现沉砂卡钻等技术难点，应用了三维绕障防碰技术、复合导向钻井技术、井眼轨迹控制技术、水平井井眼净化技术，并优化了井身结构和剖面设计，所钻5口水平井都精确入靶，井身质量和固井质量合格率都达到了100％，施工过程中没有出现井下复杂情况和事故，提高了机械钻速，缩短了钻井周期，降低了钻井成本。