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。     

超稠油SAGD开发蒸汽腔形成及扩展规律研究

SAGD蒸汽腔的形成及扩展与油藏压力、注入蒸汽干度密切相关，是超稠油油藏SAGD开发成功的关键。应用数值模拟技术及动态监测手段对直井与水平井组合SAGD蒸汽腔的形成及扩展规律进行研究，确定了蒸汽腔形成及扩展规律：蒸汽腔形成于注汽井点，初期腔体较小，横向扩展较快；连续注汽时，蒸汽腔纵向扩展速度逐渐加快并超过横向扩展速度，蒸汽腔下部横向扩展最慢。根据蒸汽腔的形成和扩展规律对蒸汽腔进行系统分析，确定了SAGD泄油通道的2种形式，为辽河油区SAGD试验过程中的动态调整提供了依据，同时也为辽河油区未来SAGD规模实施打下了坚实的理论基础。     

新疆风城油田SAGD蒸汽腔非标准发育治理技术研究

综合应用SAGD蒸汽腔发育监测技术发现,风城双水平井SAGD试验井蒸汽腔发育呈现非标准化、非均衡性和上升速度缓慢的特征。在掌握了影响SAGD蒸汽腔发育主要因素的基础上,针对风城SAGD特殊汽腔发育存在的问题,开发了一系列蒸汽腔发育改善治理技术,包括注采管柱工艺、生产调控、关键操作参数设计。现场应用结果表明,该技术系列有效改善了蒸汽腔发育程度,油藏动用程度和产油速度得到显著提高,现场应用效果良好。     

稠油油藏双水平井SAGD蒸汽腔上升阶段产量预测解析模型

蒸汽腔的上升阶段是双水平井蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage,简称SAGD)开发的关键阶段。蒸汽腔的上升速度、时间以及对应的产量是SAGD上升阶段需要关注的重要指标。解析模型是指导SAGD开发的重要理论方法,有利于实现现场SAGD项目的快速设计、评价及综合调整。然而,目前缺乏简单、准确的针对蒸汽腔上升阶段的产量预测解析模型。本文首先根据质量守恒原理和蒸汽腔发育规律,假设蒸汽腔上升阶段的斜坡角度为与油藏参数和操作参数相关的变量,同时考虑油藏渗透率受各向异性影响,建立了双水平井SAGD上升阶段的产量预测模型。然后,综合利用数值模拟方法和正交试验分析方法,确定了蒸汽腔上升阶段的初始斜坡角度和蒸汽腔有效泄油高度系数与油藏参数和操作参数的关系,修正和完善了蒸汽腔上升阶段的产量预测模型。进一步地,结合现场实际,将新模型预测结果与Butler模型预测结果以及现场实际生产数据进行了对比验证。研究结果表明,初始斜坡角度与蒸汽腔有效泄油高度不是常数,而是与油藏参数、操作参数相关的变量。初始斜坡角度越大,蒸汽腔上升至油层顶部所需的时间越短,蒸汽腔上升阶段的产量越...     

SAGD水平井启动阶段汽腔加热边界预测模型

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术分为启动和生产两个阶段。量化计算SAGD启动阶段水平段的汽腔发育边界是判断转入生产阶段最佳时机的重要依据。根据SAGD启动过程分析、蒸汽加热地层的热传导方程,并通过引入井下温度衰减测试方法,建立了水平段各测温点的加热半径计算模型。该模型可以用来计算水平段沿程蒸汽加热边界,判断汽腔发育形态。以新疆油田某SAGD水平井井底测温数据为基础,将该模型计算结果与监测数据进行对比分析,发现模型定量计算结果与监测数据的定性判断结果一致。研究结果为SAGD转生产阶段时机的判断与汽腔发育均匀性监测提供了新方法。     

工程院开展国内首次SAGD蒸汽腔前缘光纤监测现场试验

<正>2014年5月23日至25日,由新疆油田公司工程技术研究院与清华大学合作研制的SAGD蒸汽腔前缘监测仪,在风城重32井区SAGD试验区观察井中进行了首轮测试。在SAGD开采过程中油藏蒸汽腔发育监测非常重要,通过监测蒸汽腔推进方向与发育状况,有助于了解SAGD机理、蒸汽腔扩展速度及扩展方向,从而进行实时生产调控,及时掌握生产调控效果。目前,     

SAGD蒸汽腔扩展阶段电加热机理及操作参数优化

为进一步提高风城油田已进入蒸汽腔扩展阶段的SAGD井组水平段动用程度,利用典型储层参数建立电加热辅助SAGD一体化数值模型,开展井下电加热的渗流特征研究和操作参数优化设计。结果表明:SAGD扩展阶段实施井下电加热,具有定点升温、促进蒸汽腔发育、定点泄油和提高低渗段有效渗透率等4项重要机理;其合理注汽速度为158~171m³/d,蒸汽腔操作压力为4.9~5.4 MPa,注采井间压差为0.4～0.5 MPa,相邻井组井间压差需小于0.5 MPa;合理电加热时间为2.0～3.0 a,电加热器最高表面温度为250 ℃,每米功率为800～1 000 W;典型井组电加热3.0 a后水平段动用程度从67%提高至100%,日产油提高2~4 m³,累计油汽比从0.15提高至0.24,最终采收率达51.3%,提高8.1个百分点。该研究成果对改善SAGD开发效果具有一定指导意义。     

蒸汽与天然气驱(SAGP)开采特征——与蒸汽辅助重力泄油(SAGD)对比分析

利用数值模拟方法及Surfer制图软件制作了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和蒸汽与天然气驱(SAGP)两种开采方式在采油过程中不同重力泄油阶段(泄油初期、泄油高峰期、泄油末期)的温度场、剩余油饱和度场的场图,更直观、可靠地对比研究了SAGD与SAGP的蒸汽腔形成及扩展过程以及不同泄油阶段蒸汽腔形状及渗流特征,并对两种开采...     

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。      

浅层超稠油双水平井SAGD立体井网开发模式研究

针对连续油层厚度大、夹层较发育的SAGD开发油藏,提出一种双层SAGD井网、立体交错部署的开发模式,通过数值模拟研究进行验证,并对生产操作参数进行优化。研究结果表明：采用双层SAGD立体井网可有效提高储量利用率和采油速度,减轻夹层对生产带来的不利影响;双层SAGD蒸汽腔呈现出“孤立发育-上升扩展-相互接触-聚并融合”的发育模式,同时具有汽驱辅助和重力泄油双重开采机理;生产后期,蒸汽腔聚并融合后,上部井组继续注汽,更有利于提高开发效果。双层SAGD立体井网已在风城油田Z区块投入现场应用,取得初步效果。该研究对于类似油藏SAGD高效开发具有借鉴和指导意义。     

兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油双水平井蒸汽腔非均匀发育调控技术研究

针对辽河油田杜84块兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油双水平井蒸汽腔沿水平井长方向上欠均匀发育的问题,应用蒸汽腔发育监测资料及生产数据分析该试验区双水平井蒸汽腔发育状态,观察得出,该井区蒸汽辅助重力泄油试验井汽腔沿水平段发育均衡程度低,主要表现为水平段中前段汽腔发育较好,水平段后端未有效发育。为了改善兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油试验井组汽腔非均匀发育状况以提高生产效果,分别对蒸汽辅助重力泄油双水平井注采管柱工艺、控液工艺、操作压力以及气液界面控制进行了研究。结果表明,通过改变注采点位置,在生产水平井泵下接尾管和水平段下入衬管,将操作压力控制在3.0~3.5 MPa,以及将蒸汽辅助重力泄油生产阶段的SubCool值控制范围设定为5℃~15℃可以有效地提高杜84块兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油双水平井组蒸汽腔扩展的均衡性及生产效果。     

SAGD开发中低物性段改造措施研究

为解决杜84块馆陶油藏SAGD蒸汽腔上升受阻、开发效果变差的问题,利用岩心、测井解释等资料开展油藏重新评价。层内发育的多个低物性段阻挡蒸汽腔上升,导致井组生产效果变差。提出低物性段射孔改造,建立蒸汽腔上下同步泄油模式,强制动用低物性段上方储层,进而改善SAGD开发效果。现场实施后,突破了"渗流屏障",蒸汽腔快速向上扩展,井组生产效果显著提高,证明射孔井段调整能够改善SAGD开发的效果,对于高效开发馆陶油藏具有十分重要的意义。     

稠油油藏SAGD蒸汽腔位置综合评估及产量预测

产量和蒸汽腔位置对稠油油藏SAGD开发至关重要,现有的预测模型仅考虑了蒸汽腔的横向扩展,无法预测与相邻井蒸汽腔接触后的产量。针对蒸汽腔横向扩展阶段和向下扩展阶段的不同特征,引入了热穿透深度,修正了流动势函数,建立了抛物线产量预测模型。结果表明,蒸汽腔横向扩展初期产量逐渐增加,而后因蒸汽腔界面倾角减小,产量降低;在蒸汽腔向下扩展阶段,产量进一步下降。对模型分析表明,SAGD更适用于开发油层厚度大的油藏,需要结合油田情况确定最佳井距。抛物线产量预测模型考虑了蒸汽腔向下扩展阶段特征,通过与前人实验数据进行比较,验证了该模型的准确性。     

储集层非均质性对蒸汽辅助重力泄油开发效果的影响

在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发过程中,生产效果主要取决于蒸汽腔的大小,储集层非均质性对蒸汽腔发育具有重要的影响。以克拉玛依风城油田重32井区和重37井区SAGD试验区典型非均质地质模型为基础,利用数值模拟方法详细研究了储集层渗透率、夹层物性及夹层空间分布对SAGD开发的影响。结果表明,注汽水平井上方的夹层主要影响SAGD生产阶段蒸汽的垂向上升,阻碍了蒸汽腔正常的垂向发育,迫使蒸汽腔沿夹层底部横向扩展,推迟产油峰值时间;注采井井间的夹层导致水平段动用程度低,影响循环预热效果,增加预热时间,导致热流体无法正常采出,生产效果较差。为获得较好的开发效果,SAGD水平井组应部署在水平段渗透率级差小于3.0的位置,以避开渗透率小于100 mD的夹层,确保不连续夹层距离注汽水平井上方3 m以上,注采井间夹层以及注汽井上方夹层的夹层闭合度分别小于40%和50%.     

油砂多分支水平井SAGD开发规律数值模拟研究及现场开发效果评价

储层非均质性对应用蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）的井对开发效果影响很大,在复杂的储层条件下难以确保蒸汽腔的均匀发育,单井对开发效果受限。针对加拿大麦凯河区块油砂项目SAGD开发过程中存在的储层非均质性强、地质条件复杂、泥披层遮挡导致的蒸汽腔发育受阻、发育不均匀,从而造成单井峰值产量降低、采收率降低的问题,提出了不同井型上倾多分支井技术,采用数值模拟和现场动态分析方法,探索了蒸汽腔穿过泥披层发育、加热后冷凝油穿过泥披层遮挡进入生产井井筒的方法,准确认识了不同井型多分支井的蒸汽腔发育情况并评价了其开发效果。通过构建机理模型,设计了4种注汽井与生产井组合方案,采用现场实际操作参数进行模拟,对生产动态、剩余油分布、蒸汽腔发育、水平段动用等情况进行了分析,总结出多分支水平井在复杂储层条件下的生产规律;通过对现场投产井开展生产动态分析,评价了多分支井SAGD开发效果,对比了不同井型开发效果差异。结果显示：采用多分支井设计可明显增加有效进尺,促成了注汽和泄油的优势通道,提高井对注汽能力,增大蒸汽腔的波及体积,井对峰值日产油水平提高,在一定程度上解决了泥披层的遮挡问题;在实际现场生产中,多分支生产井...     

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。     

基于非稳态热传导的SAGD开发指标预测模型

根据传热学和热采理论,利用程序设计的方法,对考虑边界效应的SAGD（蒸汽辅助重力泄油）非稳态热传导模型和开发关键指标解析解及开发指标的快速预测进行了研究。研究结果表明：(1)现有的非稳态热传导模型对传热外边界的温度假设存在局限性,根据能量守恒原理修正传热外边界条件,建立传热深度与累积传热量的解析关系,可定量计算上覆和下伏地层的热损失;(2)在巴特勒经典SAGD产量模型基础上,推导的蒸汽腔上升及横向扩展阶段和下压阶段的产水量、油汽比和蒸汽热利用率等解析模型,可实现SAGD特定开发阶段或全生命周期开发关键指标的快速预测;(3)通过与实际指标对比,井组生产6.4 a预测油汽比和含水率的符合率均在95%以上,证实了解析模型和程序设计的可靠性;(4)根据准噶尔盆地风城油田重32井区油藏参数,预测分析的不同油层厚度条件下SAGD蒸汽热利用率和关键开发指标表明,蒸汽热利用率大于35%、油汽比大于0.15对应油层厚度应大于12 m。     

边顶水超稠油油藏SAGD蒸汽腔描述及调控对策

受油藏非均质性影响,无隔夹层边顶水的巨厚块状超稠油油藏SAGD蒸汽腔纵向发育不均衡,存在边顶水下泄风险。针对该问题,通过对辽河油田杜84块SAGD蒸汽腔的精细描述,立体刻画了蒸汽腔空间展布特征,并通过数值模拟对SAGD井组停止注汽、降低注汽量、间歇注汽、注非凝析气4种调控方式进行优化对比,论证不同开发方式对蒸汽腔扩展的影响,提出了SAGD蒸汽腔均衡调控对策。结果表明:4种调控方式均可抑制汽腔继续向上扩展,其中,间歇注汽更易于均衡汽腔,节约蒸汽用量,延长开发期,且具有油汽比高,净产油量高的生产特点。该研究对SAGD汽腔描述及控制技术具有技术指导意义。     

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。     

物理模拟直平组合SAGD与双水平SAGD开发对比

SAGD(蒸汽辅助重力泄油)技术是一种开发超稠油经济有效方式,应用SAGD技术能够大幅提高油藏采收率,对油田的长远发展具有十分重要的意义。SAGD开发主要有两种布井方式,直-SAGD与双水平SAGD。实验以杜84块馆陶组油藏参数,流体性质为基础,采用高温高压三维比例物理模型来描述超稠油油藏直井蒸汽吞吐后转蒸汽辅助重力泄油的开发过程,认识直井与水平井SAGD和双水平井SAGD开发过程中蒸汽腔变化,各生产阶段特征和开采机理,预测油藏采收率和开发动态及生产效果。