稠油热采湿饱和蒸汽流量计量技术在河南油田的应用研究

注蒸汽吞吐开发稠油油田,油层注入蒸汽为湿饱和蒸汽时,计量误差大,为了解决单井注汽精准计量问题,在锥形孔板流量计基础上,引入“差压噪声”理论,建立了湿蒸汽流量、干度双参数测量模型,通过高频采集分析及数据库动态补偿运算,提高不同干度下的流量精度。单台注汽锅炉对单井注汽时,在注汽管线串连接入锥形孔板流量计,通过锅炉进水用电磁流量计来标定蒸汽流量,然后在组合注汽井进行试验,现场应用46井次,湿饱和蒸汽流量计量误差在5%以内,满足了注汽计量要求。     

稠油油藏蒸汽吞吐参数优化及效果预测

以某稠油油藏为例,通过数值模拟方法,对7种蒸汽吞吐参数(注汽强度、注汽速度、注汽干度、注汽温度、焖井时间、排液速度和周期注汽量递增)进行优化,得出适合该油藏的蒸汽吞吐参数,并对蒸汽吞吐开发效果进行了预测,为该油田稠油区块蒸汽吞吐的现场应用提供了合理的注汽工艺参数。     

稠油油田由蒸汽吞吐转入蒸汽驱开采的技术策略

稠油油田采用蒸汽吞吐技术,已打开了我国稠油开发的新局面。从1982年第一口深井蒸汽吞吐采油试验成功,稠油产量已由1986年的150万t上升到1990年的830万t。目前在辽河、新疆、胜利及河南等油区的十几个稠油油田采用这项技术均取得重大成果。但作为稠油油田的整体开发过程,蒸汽吞吐仅仅是第一个开采阶段,在大面积油井蒸汽吞吐开采后期,必须适时地转为按注采井网,在注汽井连续注入高干度蒸汽,由生产井采油的蒸汽驱开采。只有通过蒸汽驱开采才能将稠油采收率提高到40%以上。本文提出的15项技术策略是热采方式转变好的重要保证。     

稠油油田由蒸汽吞吐转入蒸汽驱开采的技术策略

稠油油田采用蒸汽吞吐技术,已打开了我国稠油开发的新局面。从1982年第一口深井蒸汽吞吐采油试验成功,稠油产量已由1986年的150万t上升到1990年的830万t。目前在辽河、新疆、胜利及河南等油区的十几个稠油油田采用这项技术均取得重大成果。但作为稠油油田的整体开发过程,蒸汽吞吐仅仅是第一个开采阶段,在大面积油井蒸汽吞吐开采后期,必须适时地转为按注采井网,在注汽井连续注入高干度蒸汽,由生产井采油的蒸汽驱开采。只有通过蒸汽驱开采才能将稠油采收率提高到40%以上。本文提出的15项技术策略是热采方式转变好的重要保证。     

蒸汽喷射泵用于蒸汽与烟道气混注

向油藏内注入烟道气是一种很有前途的三次采油方法,由于稠油油田大多采用热采开发方式,在取得所需蒸汽的同时,必然会伴生有大量的烟道气产生.所以,如何在稠油油田开发过程中合理应用注烟道气技术是一个十分值得关注的问题.常规的方法存在着投资大、工艺复杂、设备庞杂等缺点,限制了注烟道气开发的推广使用.为此,提出了"蒸汽--烟道气混注"技术,其原理是采用蒸汽喷射泵以注汽锅炉产生的高压水蒸汽为动力,为伴随注汽锅炉产生的烟道气提供能量,使其在喷射泵内与水蒸汽发生混合,并将混合后的物质注入油井.依据工程热力学原理,对水蒸汽喷射泵用于稠油吞吐井注烟道气进行了可行性研究,研究结果对于进一步发展稠油蒸汽吞吐技术和实现稠油开采方式转换提供了新的方向.     

高周期蒸汽吞吐最佳注汽参数实用图版研究

针对目前所使用的一些注汽参数优化设计软件,由于涉及参数过多、计算复杂、难以推广使用的问题,进行了蒸汽吞吐最佳注汽参数实用图版研究。根据蒸汽吞吐注汽参数优化设计理论和方法,应用所研制的蒸汽吞吐井注汽参数优化设计软件,对南阳井楼油田零区稠油油藏,以周期净产油量最大为目标函数,优选出不同采出程度、不同存水条件下吞吐生产井最佳注汽参数(注汽压力、干度、速率和周期注汽量),并绘制成图版。现场工作人员可通过查图版方便地确定各周期最佳注汽参数,以提高蒸汽吞吐井的开采效果。应用结果表明,查图版所确定的最佳注汽参数与用优化设计软件计算的参数相比,相对误差不超过10%,能满足工程精度要求。     

油田注汽锅炉结垢爆管原因分析及预防措施

油田专用注汽锅炉是稠油热采的关键设备,注汽锅炉的安全运行、高温高压蒸汽控制以及蒸汽的分配计量是稠油注汽开采的重要技术指标。在注汽锅炉运行过程中为防止蒸汽过热或炉管结垢引起爆管,进行了炉管结垢爆管原因分析。通过分析可知,锅炉的工作参数不合理是导致注汽锅炉处于过热状态的内因;垢层的存在降低了管壁热传导系数,导致管壁温度过热,使得注汽锅炉管壁材料的许用应力降低,最终导致爆管发生。通过对回注水进一步的处理,降低回注水中碳酸盐的含量;更换炉管材料,提高炉管材料耐高温工作性能等整改措施,可以减少注汽锅炉爆管的发生。     

稠油油田低压蒸汽伴热系统改造工程可行性研究报告的内容及经济评价方法

我国稠油开采注汽锅炉所燃用的大部分是混合油,在燃料价格方面,近三年的平均市场价格为2450元／t左右，而且随着国际原油价格的攀升，燃料油的市场价格也在增高。以某稠油油田为例，2006年注汽锅炉提供的高压蒸汽单位蒸汽费用为231元／t（汽），伴热流程正常开井798口，每年稠油油田低压伴热系统年耗燃料油气当量约3万吨，燃料费用近7000万元，直接影响油田综合经济效益。     

稠油热采井全井段热流耦合规律

针对多相流动下稠油热采井注汽过程中耦合机理不明确,开采参数优化不完善的问题,基于气液两相流理论,考虑井筒倾斜影响,结合井筒液膜分布特征,建立稠油热采井全井段气液两相热流耦合模型,分析不同参数对井筒内湿蒸汽热力学性质的影响规律。研究表明:井筒倾斜角小于45 °时,湿蒸汽热力学性质受井筒倾斜程度影响较显著;井筒倾斜角大于45 °后,对湿蒸汽热力学性质的影响逐渐减弱;蒸汽压力、蒸汽温度、蒸汽干度等随井深增大而发生变化,水平段的变化更显著。对辽河油田3口热采井注汽量等参数进行优化,在预期的油井产量条件下,注汽量分别降低了15.3%、16.6%、14.7%,显著降低了热采水平井的开发成本。该研究对指导井口注汽参数优化,提高注汽热效率具有重要指导意义。     

注汽锅炉改烧石油水焦浆试验及应用

曙光油田稠油产量高、比重大,蒸汽吞吐开发注汽锅炉每年消耗大量燃料油,降低了油气商品率,严重制约了曙光油田快速可持续发展.通过对注汽锅炉燃料供应系统、燃烧系统及配风、控制系统的全面改造,并在炉体内加装吹灰装置,以石油焦制备水焦浆燃料替代燃料油,节约了稠油开发成本,取得了很好的经济效益.     

稠油油藏效益注汽主要方法及评价——以金家油田金17块Ed3363小层为例

金家油田金17块Ed_33~(63)小层为普通稠油油藏,主要采用水平井蒸汽吞吐方式开采。近年来热采效果逐轮下降、地层能量低、汽窜现象加剧等开发问题日渐突出,同时受高注汽成本影响,蒸汽吞吐工作量减少,热采方式受限。为解决注汽效果与经济效益的矛盾,在本区块开展优化选井工作,通过数值模拟研究及开发动态分析,以地层剩余油及压力分布、地层亏空、周期油汽比等指标筛选吞吐转周井,并通过经济效益测算排除无效益或低效益油井;同时,为进一步提升注汽效果、控制注汽作业费用,通过优化注汽参数,研究合理注汽强度、氮气与蒸汽混注比例。矿场实施后热采效果及经济效益良好,对金家油田效益注汽具有一定借鉴作用。     

湿蒸汽发生器运行参数对油井注汽效果的影响

经过稠油热采的大量经验表明,提高湿蒸汽发生器运行参数的偏差,将直接影响蒸汽吞吐的开发效果.讨论了湿蒸汽发生器的蒸汽干度、注汽量、注汽速度、压力等运行参数对油井转周效果和产量的影响,出口各项参数的计量,井口参数的计量和井底参数的跟踪.通过对各项参数的跟踪和测量,可知注汽参数的准确计量对油井的注汽效果及生产周期起重要作用,减小参数的偏差以及加强注汽参数计量工作,可为加强运行参数的精确控制,降低能耗提高稠油采收率起到良好的作用.     

组合式注汽技术

通过对试验井组的吞吐规律的总结和开发矛盾的分析,在超稠油普通蒸汽吞吐的基础上,有针对性地采取组合式注汽即间歇恢复、抽稀井网整体注汽、一注多采的开采方式,取得了较好的吞吐效果,提高了井组采收率,为稠油油田的开发提供了值得借鉴的开采模式。     

曙光油田注汽系统热效率配套工艺技术研究

稠油注汽费用是曙光油田主要支出成本之一,注汽系统热效率配套工艺技术可有效降低注汽成本.提高注汽系统热效率实质上是确保注汽锅炉燃料产生的热量最大限度地转化为锅炉出口湿饱和蒸汽的热能,湿饱和蒸汽携带的热能最大化注入油层,起到了延长注汽周期,减少注汽量、降低能源消耗的目的.     

太阳能高温光热技术赋能浅层超稠油低碳开发

新疆油田公司近期在某井区开展高温光热制蒸汽与注汽锅炉耦合的先导试验,为稠油蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发提供低碳高品质蒸汽。先导试验的开展对油气勘探开发与新能源技术的融合具有先行示范意义。“双碳”目标下新疆油田公司稠油生产面临减少天然气消耗,降低二氧化碳排放的挑战。结合太阳能聚光集热技术、绿电+电极熔盐加热技术、高温储热技术,提出不同场景下浅层稠油开采中注汽工艺的新能源供能配置方案。为太阳能高温光热技术在新疆油田稠油作业区规模化应用提供了具体思路与解决方法,在减少自用天然气的同时尽可能降低蒸汽成本,对稠油油田低碳可持续开发具有重要指导意义。     

薄层边底水稠油油藏开发方式优化研究

方法　运用正交设计法和数值模拟手段 ,深入细致地研究了吞吐注汽参数、不同井距下吞吐、吞吐转汽驱、吞吐转热水驱等开发方式。目的　优化吞吐注汽参数及接替开发方式 ,提高油田开发效果。结果　该方法优化孤岛油田中二北Ng5 3 4 稠油油藏蒸汽吞吐周期注汽强度为 2 0 0～ 2 5 0t/m ,注汽速度为 1 5 0～ 2 0 0t/d ,焖井时间为 3～ 5d ;大井距加密至小井距吞吐 ,再转蒸汽驱开采方式为最佳接替方式。结论　该方法很好地优化了孤岛油田中二北Ng5 3 4 稠油油藏吞吐注汽参数和接替方式问题 ,为该油田的合理开发提供了科学依据。     

蒸汽吞吐水平井开采参数优选研究

水平井蒸汽吞吐是增加稠油产量的一种经济而有效的方法,注采参数对蒸汽吞吐的效果起着决定性的作用。为了能取得较好的开发效果,必须对蒸汽吞吐的注采参数进行合理地优化和调整。针对曙一区杜84块超稠油油藏兴Ⅰ组的开采现状,建立了油藏数值模拟模型,在历史拟合的基础上,优化了水平井段长度及第一周期注汽强度,并应用正交设计方法对注汽速度、蒸汽干度、注汽压力和焖井时间等注汽参数进行了优化计算,得到了合理的注采参数优化方案,并对蒸汽吞吐井的吞吐效果进行了预测,结果表明吞吐5个周期可增油8944t。     

稠油热采井筒隔热技术的研究和应用

河南油田第二采油厂热采井常规采用普通光油管注蒸汽吞吐开采方式,注汽热损失大,尤其是对于新庄杨楼油田、123区等区块700 m以上井,使用常规注汽方法,注汽热损失大,导致吞吐开发效果差。应用计算机数值模拟方法,分析讨论了隔热油管配套热敏封隔器、隔热油管配套氮气气举、普通油管配套氮气气举等多种注汽工艺的热效率,并从经济效益角度出发,研究并实施了适合稠油热采中深井开发的注汽工艺,提高了热采井的注蒸汽吞吐效果,取得了显著的经济效益。     

灰色关联分析用于稠油产量递减分析与蒸汽吞吐优化设计

稠油产量递减分析和蒸汽吞吐优化设计是稠油油田开发规划中的重要内容,因此,应用灰色系统理论中的关联分析原理,确定了产量递减的主要影响因素;在数值模拟的基础上,用灰色关联分析方法对注汽温度、注汽干度、注汽速率、周期注汽量及焖井时间进行了方案优化设计,并给出了具体的应用实例。结果表明,该方法计算简单,结果可靠,在信息不完备、数据有限的条件下运用该方法可扩大信息源,提高评价分析和方案优化的可信度,为经济开发稠油油田提供理论依据。     

特薄层稠油蒸汽吞吐界限及开采技术研究

通过对河南井楼、古城油田特薄层稠油油藏地质特征再认识研究,总结出了此类油藏蒸汽吞吐生产规律;并运用动态财务净现值法和油藏数值模拟技术,研究了特薄层稠油蒸汽吞吐经济极限油汽比、产量以及不同类型稠油吞吐开采地质参数界限条件;优化了注采工艺参数;阐明了提高开发效果的技术对策,取得了较好的经济开采效果.