SAGD 重油、油砂开采技术的创新进展及思考

蒸汽辅助重力驱油技术（SAGD）是目前重油、油砂开采中最常用的热采技术之一，相比传统注蒸汽、原位燃烧等技术具有置换稳定、地层接触面积大、驱油效果好、采收率高等优势，同时也存在成本高、蒸汽短循环等问题，为了更好地指导重油、油砂技术创新，开展了基于SAGD 技术的新进展研究。详细阐述了基于SAGD 的技术创新，即单井SAGD、膨胀溶剂SAGD、泡沫溶剂SAGD、燃烧辅助重力驱及氧添加蒸汽辅助重力驱等5 项新技术的原理、创新及优缺点。总结得出，创新一方面是体现在通过井型变化、蒸汽溶剂相结合扩大了蒸汽腔，提高了能量利用率和采收率，另一方面是通过注蒸汽与燃烧法相结合最大限度开采有效能源。基于SAGD 技术的创新发展为重油、油砂开发后续技术储备及创新提供了技术借鉴。     

油砂蒸汽辅助重力泄油法开采技术

针对中国油砂矿藏分布特点和油砂矿开采技术要求,通过对油砂蒸汽辅助重力泄油法(SAGD)开采技术机理及工艺过程的研究,对油砂蒸汽辅助重力泄油技术优点和产能影响因素进行了分析,其中产能影响因素主要包括油砂矿藏自身特点和工艺技术因素.通过理论分析研究,并结合国外工程实践,对影响油砂蒸汽辅助重力泄油开采产能的技术影响因素,主要包括热能利用、井对间距离和布井方式进行了研究,并建立了井对间距离及布井方式的合理模型.通过对中国油砂资源的分布范围和矿藏特点进行调研,对中国油砂的分布及开采利用现状、存在的问题、开采方式方法及前景进行了分析.研究结果表明,油砂蒸汽辅助重力泄油开采技术采收率高,能有效提高油砂产能,对中国深部地层(大于100 m)储量丰富的油砂矿开发具有较强的适应性.     

APPLICATION OF SAGD （STEAM-ASSISTED GRAVITY DRAINAGE) TECHNOLOGY IN OIL SAND EXTRACTION

中国油砂矿储量位居世界前列,如何经济有效地开发和完善配套的技术是面临的难题.对比分析了目前主要的油砂开采方式、特点,重点研究了油砂蒸汽辅助重力泄油技术的开采工艺、原理和布井方式.该技术通过在加拿大Christina Lake油田的成功应用,证明是一种有效的深部埋藏油砂油的开采技术.分析了中国油砂矿的分布范围和储层物性,针对埋深和油质特点,提出了合理的开采建议.油砂蒸汽辅助重力泄油开采技术的研究与成功应用,将促进中国油砂矿资源的开发利用.     

21世纪重油和沥青的开采方法

加拿大西部的重油和沥青质油藏是世界上最大的油气聚集地之一。目前 ,最有前景的开采方法是蒸汽辅助重力驱 (SAGD)、气体和溶剂驱。该方法利用水平井 ,并且优于天然重力驱。本文对加拿大西部重油和油砂资源进行了阐述 ,重点介绍地面开采和地下开采的新项目及新技术 ,并对未来潜能及需要解决的问题进行了讨论 ,且以图表的方式展示了不断发展的加拿大重油和油砂工业预期的趋势 ,特别强调把重点放在先进的水平井技术及研究和开发计划中 ,这将对未来 10 2 0年内资源开采量的成倍增加是很有必要的。     

利用水平井和重力驱的新型燃烧技术

分采水平井超覆燃烧技术是一种综合利用燃烧的高热效和重力驱的高采收率特点的新型热采技术。ＣＯＳＨ技术方便，燃烧过程用水量和水处理量少，对原油组份和燃烧动态不敏感。数值模拟研究表明，ＣＯＳＨ方法其技术性能近似蒸汽辅助重力驱，而能耗成本要低得多。本文介绍ＣＯＳＨ机理及模拟研究结果。     

平行水平井的静磁跟踪技术

位于Peace河的壳牌加拿大公司协同阿尔伯达油砂层开采技术研究管理局共同实施了水平井论证工程，工程包括钻两对水平井，在垂直井深585m处钻1000m长水平井段。两对井是平行的，相距65m。工程目的是为了证明强化蒸汽辅助重力驱油法(SAGD)开采沥青稠油的技术及经济可行性。     

提高稠油采收率技术研究现状及发展趋势

热采是目前开采稠油的常规方法,但是其采收率较低。为提高稠油采收率,近年来发展了新的稠油开采技术。主要包括:稠油热/化学驱,蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)及配套技术,超稠油HDCS强化采油技术,稠油化学驱等技术。文中详细阐述了这几种采油技术的国内外发展现状及其作用机理和特点。     

辽河油田中深层超稠油SAGD开发技术

正蒸汽驱辅助重力泄油(SAGD)技术是超稠油油藏吞吐后大幅度提高采收率核心技术。创新建立蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD联动相似准则,深化驱泄复合作用机理,创新多种驱泄复合井网开发模式,发展多介质组合SAGD技术,实施厚度界限由15m降至12m,预计最终采收率可达70%以上,较蒸汽吞吐提高30%～45%,建成国内最大超稠油SAGD生产基地。     

浅层稠油热坑道内开采技术

坑道采油技术是稠油开发的一项新技术，主要利用蒸汽辅助重力泄油（SAGD）的原理，通过油砂层下面的巷道系统向油砂层中钻水平井进行热力采油，对开采特浅层、超稠油油藏和进一步提高稠油采收率（可达50％以上）有较好的应用前景。简要介绍了坑道采油技术在国外稠油油田的应用情况，并重点介绍了加拿大阿尔伯达油砂技术研究局利用竖井和坑道进行的UTF采油工艺以及水平井蒸汽辅助重力泄油开采技术，并介绍了与常规稠油开采方法不同的坑道内钻井施工，为国内开发稠油油藏提供了技术借鉴。     

油砂SAGD开发后期转火驱数值模拟

当蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发进入平台期末时,日产油量降低,汽油比急剧升高,在蒸汽腔发育的楔形区域存在大量剩余油,造成热量的损失,并降低了开发的经济性。文中提出了SAGD开发后期转火驱的接替方式,基于加拿大某油砂区块储层、流体特征建立数值模拟机理模型,将蒸汽腔波及至油层顶部边缘位置时作为转火驱的开发时机,利用在SAGD井两侧添加的垂直注气井排与原水平生产井分别作为火驱开发的注、采井,对转驱开发进行油藏数值模拟研究。结果表明:转驱开发分为4个阶段,即气驱次生水期、火驱见效期、火驱稳产期以及产量递减期;转驱采出程度达到20.9%,平均空气油比仅为788 m~3/m~3,最终采收率达到82.1%。该研究对于油砂高效开发具有积极的推动作用。     

胜利油田稠油未动用储量评价及动用对策

胜利油田稠油资源丰富,经过多年技术攻关和开发建设,仍有近3.20×108t探明储量未得到有效动用.为实现不同类型稠油未动用储量的有效开发,系统分析了储量特点及开发难点,将其划分为敏感稠油、深层低渗稠油、特超稠油、边底水稠油和超薄层稠油5种类型,综合应用物理模拟、数值模拟、室内实验等方法,制订了不同类型未动用储量的开发对...     

稠油油藏火烧油层吞吐技术与矿场试验

通过室内物理模拟实验和油藏数值模拟的方法,研究了稠油油藏火烧油层吞吐开发的机理和相关油藏工程问题。研究表明:火烧油层吞吐具有热力降黏、原油裂解改质和烟道气溶解降黏等多重作用机理,火烧油层吞吐开发理念在理论上是成立的。结合火烧油层吞吐面临的油藏特征和转火驱的要求,给出了火烧油层吞吐开发模式的井网设计原则、周期注气量和注气速度的优化方法,并指出了火烧吞吐实施过程中对点火工艺和防腐工艺等关键环节的技术要求。研究结果应用于内蒙M8井区火烧油层吞吐矿场试验中,取得了技术上的成功。该技术适合于深层、超深层以及水敏性等难以注蒸汽开发的油藏。     

稠油开采技术现状与发展方向初步探讨

世界上已发现的原油资源中,稠油储量占比超过2/3。由于稠油黏度高、流动性差,开采难度大,对技术要求高。针对中国稠油油藏类型多和深度变化大的特点,分析总结了国内外稠油开采现状和提高开采效率的主要技术方向,结合现场生产动态,探讨了现有商业化开采技术对不同类型稠油油藏的适应性、应用潜力和面临的主要技术挑战。研究结果表明,蒸汽吞吐仍然是中国稠油开采的主要方式,但大部分油田已经进入到蒸汽吞吐开采的末期,开采效率低,目前成熟接替技术(蒸汽驱、SAGD和火烧油层)的适用油藏范围有限,急需研发新的接替技术;中深层稠油开发技术系列较为成熟,但针对深层、超深层和复杂类型(如裂缝/溶洞性)稠油油藏的提高采收率技术尚不成熟,加强井下产生蒸汽、溶剂辅助、原位改质和气化等前沿技术的研究更具现实意义和应用前景。研究成果对拓展稠油开采技术研究领域和方向具有借鉴和指导作用。     

中深层稠油油藏蒸汽驱技术研究进展与发展方向

为进一步提高中深层稠油油藏采收率,对辽河油田30余年蒸汽驱进行全面回顾,系统总结辽河油田中深层稠油蒸汽驱理论与技术的发展历程、发展现状与应用成效。研究认为:辽河油田中深层稠油蒸汽驱技术历经探索、攻关试验、I类油藏规模实施、Ⅱ类油藏试验接替4个发展阶段;理论认识及开发技术经历了从最初国内外成熟技术的直接应用到与辽河地质特征相结合的研发创新,形成了以驱油机理理论认识、油藏工程设计技术、高效注采配套工艺为核心的中深层稠油蒸汽驱开发技术系列;目前蒸汽驱实施深度界限突破至1 600 m,可动用稠油黏度提高至200 000 mPa·s,预计采收率为55%~65%,达到国际浅层蒸汽驱开发水平;未来应针对中深层蒸汽驱面临的难点及重点不断研究和突破。该研究为辽河油田千万吨稳产提供了重要支撑。     

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。     

鄂尔多斯盆地页岩油体积压裂技术实践与发展建议

体积压裂技术可提高鄂尔多斯盆地页岩油单井产量,但低油价条件下仍可能无法实现经济有效开发,原因是体积压裂技术思路、压裂技术模式、压裂参数体系等不够合理。为此,长庆油田根据该盆地延长组长 7 段页岩油体积压裂矿场实践和室内模拟研究结果,转变了体积压裂技术思路,研究形成了“大井丛、长水平井、细分切割、分簇射孔、可溶球座、变黏滑溜水”压裂技术模式,优化了体积压裂参数体系;并结合该盆地页岩油储层地质特征,系统分析了体积压裂增产机理和关键技术。分析认为,对于页岩油在储层中渗流机理的认识,已逐步由常规油藏单一的有效驱替机理转变为有效驱替和油水渗吸置换复合机理;该盆地形成的体积压裂技术模式,其关键技术材料全部自主研发,且具有很好的现场应用效果。为了深化与提升该盆地页岩油体积压裂技术,追求更高产能目标,建议进一步研究压裂增产机理、优化关键技术参数、发展体积压裂可视化技术。研究结果可为页岩油水平井体积压裂优化设计提供依据,对同类储层的压裂改造具有借鉴作用。      

加拿大油砂资源开采技术及前景展望

加拿大是世界上油砂资源最为丰富的国家,剩余探明可采储量高达26.99×109m3,开发潜力巨大。油砂开发技术的日益成熟、油砂成本的逐渐下降、国际油价的持续走高和加拿大良好的投资环境,使得加拿大油砂工业进入了新一轮开发热潮。在对加拿大油砂工业全面研究基础上,重点对露天矿采和原地开采技术及其适应条件进行了分析评价,并对油砂资源开发利用潜力及未来发展前景进行了预测。研究认为加拿大油砂资源潜力巨大,原地开采项目将成为重点关注目标,SAGD技术将成为未来技术的发展方向。研究结果对加拿大油砂项目的评价筛选以及相关开采技术在全球其他油砂资源区的实践应用具有一定的借鉴意义。     

厚层块状稠油油藏平面火驱技术研究与实践

辽河油田G块为特深层、厚层块状普通稠油油藏,历经23a的蒸汽吞吐开发,已经进入开发后期,迫切需要转变开发方式提高油藏采收率。前期研究结果表明,火驱是该块最佳的开发方式。针对该块油层巨厚、地层倾角大、存水率高的特点,对火驱井网选择、燃烧方式、注采配置关系及操作参数进行了优化设计,并对开展的火驱先导试验进行综合评价,认识目前火驱燃烧状态、燃烧前缘推进规律以及油井受效特点,并分析了厚层油藏火驱存在的主要问题以及下步的攻关方向。该研究可为厚层块状稠油油藏火驱开发提供一定的技术借鉴。     

江桥杜66区块浅薄层稠油油藏热水驱注采参数优化

为提高浅薄层普通稠油油藏冷采后的开发效果,对影响热水驱开发效果的注采参数进行了研究。根据相似性原理模拟与储层特征和热采环境相似的岩心驱替试验,应用petrel软件建立区块地质模型,并采用CMG软件热采模块的数值模型,对比分析不同温度、不同注入方式和注采比下杜66区块的开发效果,确定了中含水期转注热水、冷热水交替注入的开发方式。研究表明,优化后的开发方式为综合含水60%时转注热水,采取冷热交替七段塞、注采比0.95的方式注入温度80 ℃热水,其驱油效率比冷水驱提高17.27%。研究结果表明,热水驱可以改善浅薄层普通稠油油藏的开发效果,为浅薄层稠油油藏经济有效开发提供了技术支持。