超稠油油藏烟道气辅助SAGD物理模拟实验

烟道气辅助SAGD(蒸汽辅助重力泄油)是改善SAGD开发效果、提高采收率的新技术,能够有效地避免常规SAGD开采过程中蒸汽腔扩展不均匀和热损失大等问题。利用高压物性分析仪、比例物理模拟系统等实验装置,开展了常规SAGD和烟道气辅助SAGD的模拟研究。实验结果表明:注入烟道气可以降低原油黏度,增大体积系数,提高原油的渗流能力和弹性能量。与常规SAGD相比,烟道气辅助SAGD方式能够加快蒸汽腔横向扩展速度,减缓纵向扩展速度,有效抑制蒸汽腔的纵向超覆现象。烟道气聚集在油层顶部形成隔热层,减少了热损失,提高了能量利用效率。在常规SAGD过程中蒸汽与烟道气伴注,可以减少蒸汽注入量,提高累积油汽比,改善SAGD的开发效果。     

稠油油藏溶剂辅助蒸汽重力泄油启动物理实验和数值模拟研究

蒸汽辅助重力泄油启动阶段注采井间的有效连通对生产阶段影响较大。现场实践表明,常规蒸汽循环预热时间长,蒸汽消耗量大,热损失严重。为此,设计填砂管注溶剂评价实验装置,通过在不同流速下注入二甲苯溶剂,并对填砂管进行浸泡,评价二甲苯的降粘效果。实验结果表明:随着二甲苯含量的增加,原油粘度显著下降,流动性增强,且无沥青质沉淀产生,当溶剂注入量达到一定值后,降粘效果减弱;油相渗透率随着溶剂注入速度的提高而增大,但增幅逐渐减小;通过带压溶剂浸泡,溶剂向四周扩散,使溶剂的波及面积和降粘范围扩大,油相渗透率增大。新疆A油田某区块的应用结果表明,经溶剂浸泡的井组需要的循环预热时间显著降低,相对缩短60 d左右,节省蒸汽注入量约为4000m~3,转入蒸汽辅助重力泄油生产时,注采井间的连通程度约为85%,取得了较好的连通效果。数值模拟和现场试验结果均表明,蒸汽辅助重力泄油启动阶段注溶剂可缩短蒸汽循环预热时间,减少蒸汽注入量,使注采井间预热均匀,从而提高预热效率和经济效益。     

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...     

溶剂辅助SAGD开采油砂快速启动技术

双水平井SAGD技术是油砂开采的主要方式。针对SAGD预热启动时间长的问题,采用蒸汽循环前注入溶剂方式,缩短预热时间,提高蒸汽利用效率。对溶剂与原油混合后降黏效率进行了测试;采用一维填砂模型,开展溶剂注入性能研究;采用三维物理模型,开展不同预热启动方式实验研究,分析SAGD不同启动方式的温度场、压力场随时间的变化规律。并以加拿大油砂为目标进行了SAGD启动方式及工艺参数优化。结果表明,溶剂可以大幅度降低原油黏度,前置注入溶剂可提高蒸汽注入能力,蒸汽-溶剂复合循环启动时间沿程平均降低幅度达15%,蒸汽注入量可减少21.4%。通过油藏数值模拟方法对比得出,加入溶剂井间达到80 ℃需要90 d,时间减少50%。因此,采用蒸汽-溶剂复合循环启动技术,可以有效提高加拿大油砂开采启动效率,并大幅度降低成本。     

碳酰胺辅助SAGD提高超稠油Ⅲ类油藏采收率技术

超稠油Ⅲ类油藏原油黏度高、渗透率低、夹层发育,在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)生产中存在蒸汽腔扩展慢、泄油阻力大、产量与油汽比“双低”等现象,针对该问题,提出了碳酰胺辅助SAGD技术,采用室内实验与数值模拟结合的方法,揭示其机理并进行关键参数优化。研究表明,碳酰胺注入蒸汽腔后具有乳化降黏、提高驱油效率和改善水敏等作用。以地质条件和采出程度为依据,制订油藏筛选标准,优选出风城油田Z井区试验井组,并开展优化设计,设计碳酰胺注入质量分数为60%,注入温度为60～100℃,注入量为42 t,注入井焖井时间为60 min,后续蒸汽顶替段塞为10 t,生产井焖井时间90 min后转正常SAGD操作。与纯蒸汽SAGD相比,1 a期内平均日产油提高3.8 t/d,油汽比提高0.04,按照油价1 988元/t测算阶段投入产出比为1∶5,预测最终采收率提高9.4个百分点,最终达到55.7%。研究成果对提高超稠油Ⅲ类油藏SAGD开发效果具有重要意义。     

超稠油直井辅助双水平井SAGD技术研究

超稠油SAGD开发技术在风城油田历经10年的实践开发,已成为超稠油开发的主体技术,但受隔夹层、工艺条件等方面影响,部分井组水平段动用不均,蒸汽腔呈现局部到顶、发育不均、横向扩展缓慢的特点,限制了产油水平上升。通过多年生产实践和分析,结合双水平井SAGD开发特点,针对存在的问题,风城油田应用了一套适合风城超稠油的SAGD老区开发调整技术—直井辅助双水平井SAGD技术,持续稳步推进了SAGD工业化进程。     

超稠油油藏直井与水平井组合SAGD技术研究

辽河油田曙一区杜84块兴隆台油层兴Ⅵ组为厚层块状超稠油油藏，50℃下脱气原油黏度大于100Pa·s。针对该油藏的地质特征、原油性质与开发现状，分析了直井与水平井组合蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术的适应性，在现有直井已吞吐多个周期、地层压力已大幅下降的情况下，应用数值模拟技术研究了直井与水平井组合SAGD技术的水平井部署方式并对SAGD注采参数进行了优化。研究结果表明，直井与水平井组合SAGD技术是杜84块兴Ⅵ油层组超稠油油藏蒸汽吞吐后的有效接替技术，可提高原油采收率30％，累计油汽比可达到0．296。最佳的布井方式为水平生产井在两排垂直井中间，且位于侧下方，垂向距离为20m，水平井段长度为280m；井底注汽干度必须大于70％，且生产井排液速度必须与注汽井注汽速度相匹配。图6表4参11     

超稠油氮气、溶剂辅助蒸汽吞吐开采技术研究

对辽河油田杜32块起稠油油藏进行提高蒸汽吞吐开采效果的综合研究，从机理、室内实验、数值模拟等方面研究氮气、溶剂辅助蒸汽吞吐开采技术。筛选出高效溶剂，测试驱油效率，根据数值模拟结果，提出注1／3溶剂段塞加氮气辅助蒸汽吞吐开采可以使采收率增加4．0%，增油成本为436元／t，为超稠油油藏的有效开发提供了理论依据。图3表3参23     

非均质超稠油油藏双水平井SAGD布井方式研究

超稠油油藏的储层非均质性对SAGD(蒸汽辅助重力泄油)开发效果影响较大,尤其当储层内发育形态各异的夹层时,将对蒸汽腔的发育起到不同程度的阻挡作用,造成蒸汽腔发育迟缓。以国内某油田Z1区块储层特征为基础,通过数值模拟研究了非均质油藏不发育夹层、夹层位于SAGD井对上方以及夹层位于SAGD井对之间这3种情况下的布井方式,详细论述了储层非均质性对SAGD布井的影响,确定了非均质油藏SAGD布井的渗透率下限、夹层闭合度上限,并通过SAGD开发现场跟踪实例对布井方式进行了验证。     

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。     

超稠油Ⅲ类油藏夹层发育模式及SAGD提高采收率技术

风城超稠油油藏属陆相辫状河流相沉积,夹层广泛发育,特别是超稠油Ⅲ类油藏,非均质性强,导致SAGD开发过程中存在水平段动用程度低、蒸汽腔扩展不均等问题,严重影响SAGD开发效果。针对该问题,在风城超稠油油藏辫状河储层发育特征研究的基础上,将夹层发育状况归纳分类为4种典型模式,分析了4种模式下SAGD蒸汽腔的发育形态,并对应提出了直井辅助SAGD、多分支SAGD及储层改造等开发技术,形成了一套针对超稠油Ⅲ类油藏SAGD高效开发技术体系,在现场应用取得了较好效果。该成果对强非均质性储层超稠油油藏SAGD高效开发提供了技术支持,值得推广应用。     

坑道法开采风城浅层超稠油探讨

考察了世界上坑道开采浅层超稠油技术的发展及应用,针对准噶 尔盆地西北缘风城油田浅层超稠油油藏的.地质特征,探讨了该技术在风城油田浅层超稠油油藏的开采可行性,提出了建立坑道蒸汽辅助重力泄油先导试验区的建议及具体区块。     

热油激励技术在套保油田稠油排砂冷采中的应用

在采用排砂冷采工艺开发套保油田稠油过程中,形成了热油激励油层维护油井正常生产技术。该技术是向油层加入一定量的热油,利用热油的冲击作用破坏蚯蚓洞自然桥堵,使砂砾顺利流入井底;利用热油的热量解除沥青吸附造成的桥堵,扩大近井地带蚯蚓洞直径,提高油井近井地带的渗流能力,以利于蚯蚓洞的继续延伸。通过现场试验,确定了热油激励参数。该技术已成为套保油田排砂冷采、规模开发的最有效的日常维护生产措施。     

稠油油藏注CO2适应性研究

为了得到方便实用的稠油油藏注CO2选井标准,以辽河油田的高升、冷家堡油藏为例,运用数值模拟和油藏工程方法对稠油油藏注CO2吞吐/驱替进行了适应性研究,得出了CO2吞吐/驱替的适应性参数。可以看出,CO2吞吐和CO2驱替对油藏参数和施工工艺参数的要求有很大不同。研究表明,原油黏度和含油饱和度是影响CO2换油效果最敏感的油藏参数;而周期注入量(CO2吞吐)和注入速度(CO2驱替)是影响CO2换油效果最敏感的施工工艺参数。所得的结果对选择合适的稠油油藏实施恰当的注CO2工艺有一定的指导意义。     

特、超稠油井井筒蒸汽参数计算

在分析国内外特、超稠油井注蒸汽过程中温度场计算方法的基础上,利用井筒多相垂直管流理论和能量守恒原理,建立了特、超稠油注蒸汽时井筒中蒸汽的温度、压力和干度分布的计算模型。采用经典的Orkiszewski方法对模型进行了求解,计算了汽液两相垂直管流的压力降;温度场计算假设油管中心到水泥环外缘是一维稳态传热,水泥环外缘到地层之间是二维非稳态导热;蒸汽干度计算中考虑了蒸汽热焓的变化。采用四阶龙格库塔方法编制程序耦合计算了蒸汽的参数。通过实测的蒸汽参数对比,所建模型的计算结果与现场实测结果吻合较好。     

判断自喷条件下蒸汽辅助重力泄油生产状态的新方法

提出了在蒸汽辅助重力泄油自喷生产条件下,用视密度代替ts值判断现场生产状态的方法,并从理论计算和实际数据分析两方面对其基本原理作了阐述。该方法只要求有井下某点的压力测试数据,便可以结合井口油压数据,估算出井筒视密度,从而实现等同于ts值的生产状态判断功能,计算简便,更具实用性。该方法在先导试验区的实际应用表明,对于现场生产调控具有较好的指导作用。     

超稠油SAGD/VHSD高效开发创新技术与发展趋势

我国陆上超稠油油藏储量丰富,但因在油层条件下原油呈“固态”,油藏非均质性强,常规热采技术难以有效开发。中国石油集团经过近15年持续攻关,创新强非均质超稠油油藏泄油理论方法,创建强非均质超稠油蒸汽辅助重力立体泄油系统,研发高温高压钻采工艺体系,配套高温复杂采出液水/热循环利用等系列技术,形成了适合于我国陆相强非均质超稠油油藏高效开发的蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD/VHSD）。新一代超稠油油藏高效开发和提高采收率的主体开发技术支持了新疆浅层超稠油油藏的高效开发和辽河油田中深层超稠油油藏提高采收率工程建设,支撑了稠油千万吨稳产。“双碳”背景下,超稠油开发技术将主要向原位改质,电加热辅助蒸汽,风、光、氢储联合产生蒸汽等绿色环保的技术体系发展。     

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。