直井-水平井组合SAGD物理模拟研究

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术是一种开发超稠油的经济有效方式,国内油藏在直井吞吐后普遍采用直井-水平井组合SAGD开发。以曙一区杜84块兴VI组油层油藏地质参数、流体性质为基础,采用高温、高压三维比例物理模拟系统模型来描述超稠油油藏蒸汽吞吐后转蒸汽辅助重力泄油的开发过程,并对实验过程中蒸汽腔变化进行监测分析,根据蒸汽腔发育特征将蒸汽腔的形成和发育过程分为汽腔形成、汽腔扩展和汽腔下降等3个阶段,同时结合温场发育状况及产油量、含水率等实验数据,可以将直井-水平井组合SAGD生产阶段划分为吞吐预热阶段、汽腔形成(SAGD驱替阶段)阶段、汽腔扩展阶段和汽腔下降阶段。物理模拟直井-水平井平组合SAGD实验表明,最终注入倍数为2.8时,阶段采出程度可以达到58.5%,物理模型平均剩余油饱和度为19.40%。     

杜84块馆陶油藏SAGD高产水平井部署研究

曙一区杜84块馆陶油藏类型为块状巨厚边、顶底水超稠油油藏,油藏早期采用吞吐开发方式生产。为提高油藏采收率,油藏主体部分已经在2009年全部转入蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发方式。为进一步提高油藏动用程度,决定在油藏边部区域部署水平井进行SAGD开发。通过精细油藏地质研究,确定水平井部署位置;通过数值模拟研究,确定安全避水界限至少要100m;通过优化设计水平段长度,水平段位置,优化布井方式及钻完井工艺的设计,保证SAGD油井高产。最终在馆陶边部部署一个直平组合SAGD井组和一个双水平井SAGD。杜84-馆H62直平组合井组于2014年10月率先完钻,经过吞吐预热6个月转SAGD方式生产,吞吐预热及SAGD期间均保持较好的生产效果,SAGD生产期间日产液达到500t/d,日产油120t/d,瞬时油汽比0.27。     

提高超稠油水平井段均匀动用技术探索与实践

曙光油田超稠油水平井蒸汽吞吐开发过程中存在水平段动用不均问题,影响水平井开发效果。123口超稠油水平井动用好井段平均长度118m,占总井段长度的31.4%;动用中井段平均长度186m,占总井段长度的49.6%;动用差井段平均长度75m,占总井段长度的19.8%。动用不均的原因在于油层发育不均、完井方式的差异及井间汽窜干扰。根据水平段温度变化趋势,将水平段井温曲线分为均衡型、渐变型、阶梯型、波浪型、突变型五种。采用选段注汽、分段注汽、复合注汽三种均匀注汽技术以提高水平段动用,选段注汽主要适用于渐变型和阶梯型井温水平井,分段注汽主要适用于突变型井温水平井,复合注汽主要适用于波浪型井温水平井。现场应用后,水平井段动用程度由31.4%提高到56.3%,增油效果显著,为提高同类型油藏水平井开发效果提供借鉴。     

二氧化碳辅助蒸汽吞吐技术矿场试验

以曙一区杜84块兴隆台油层为例,经过18年的蒸汽吞吐开发,区块进入蒸汽吞吐开发末期,生产效果逐渐变差。其原因主要有地层压力低,压力由8MPa下降至3.0~3.5MPa;油藏动用不均,水平井水平段动用程度仅为58%;蒸汽热效率低,注入蒸汽中的40%为无效注汽量。针对超稠油油藏蒸汽吞吐开发中后期油藏"低压"导致吞吐效果变差的问题,提出了二氧化碳辅助蒸汽吞吐技术,通过向油藏内注入二氧化碳补充地层压力,提高水平段动用程度,提高原油流动能力,并利用理论计算、数值模拟等方法 ,对气体注入量、注入介质、井网选择等进行研究。该技术于2014年进行了先导试验,而后进入规模实施阶段,累计实施34井次,注汽压力由5.0MPa上升至6.2MPa,排水期由57天下降至16天,阶段产油由736t上升至1157t,油汽比由0.12上升至0.22。     

超稠油蒸汽辅助重力泄油动态调控技术研究

蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）作为超稠油开发的接替技术,2005年开始在曙一区杜84块馆陶油藏进行先导试验,试验区采用直井与水平井组合方式。在试验实施过程中,先后遇到了汽液界面不合理、水平段动用状况不均匀、水平井汽窜、汽腔压力高等问题,在借鉴国外成功经验基础上,辽河油田研究出了适合自身特点的一整套油藏动态调控方法．包括阻汽控制技术、水平段均匀动用技术、水平井防窜技术和蒸汽腔压力稳定技术。其中,阻汽控制技术可合理控制采油井产液速度,避免发生汽窜现象;水平段均匀动用技术可提高水平井动用程度;注汽井射孔时,射孔井段底部距水平井3～5m．可有效阻止形成汽窜;蒸汽腔压力保持在3～4MPa时,SAGD开发效果较好。2007年8月,馆陶油藏通过每天减少注汽量300t,15d后,蒸汽腔压力由4．2MPa降至3．9MPa,日产液量保持不变,含水下降1．5个百分点。先导试验表明,注汽井及注汽井段适宜是SAGD操作的基础,水平段均匀动用是SAGD操作的保障,阻汽控制是SAGD操作的核心,蒸汽腔压力稳定是SAGD操作的关键。     

欢喜岭油田提高稠油采收率技术应用实践

欢喜岭油田稠油油藏经过20多年开发已进入“两高一低”,即高含水、高采出程度和低油汽比的开采阶段,常规蒸汽吞吐开发方式面临诸多矛盾,进一步提高采收率难度大。为此,开展了稠油蒸汽吞吐转换为蒸汽驱、利用水平井技术实现老油田“二次开发”及提高稠油吞吐井开发效果配套技术（包括分层注汽、组合注汽、水平井多点注汽、水平井双管注汽、化学辅助吞吐等）的研究与应用。措施实施后,累计增产原油110.6×104t,创经济效益11.7亿元。     

稠油油藏注空气改善开发效果研究与试验

杜80块油藏属超稠油油藏,含油面积为1.68km2,石油地质储量为1012×104t,采用注蒸汽吞吐开发,累积产油89.69×104t,累积注汽254.7×104t,累积油汽比0.38,阶段采出程度7.4%,采油速度0.62。伴随着多轮次蒸汽吞吐开发,油层低压力、低油气比矛盾越来越突出,周期递减逐渐加大,效果越来越差,汽窜呈逐渐加剧趋势,严重影响区块油井产量。提出应用注空气辅助蒸汽吞吐技术改善开发效果。对于稠油油藏,注空气驱油机理主要是燃烧产生的热和蒸汽,使原油降黏。与热力采油和化学采油技术相比,注空气技术在操作成本、采收率、经济效益等方面具有明显优势。理论研究及现场先导试验显示,注空气辅助蒸汽吞吐技术适合于井间气窜不严重、油层温度高(100℃)、油层动用不均衡、地层有倾角、地层压力低、胶质和沥青质含量相对较高的井,可以改善普通稠油、超稠油低产低能问题,恢复地层压力,改善稠油蒸汽吞吐效果。同时,通过合理监测及细化生产管理,亦可保证现场操作安全可靠。     

双水平井组合SAGD物理模拟研究

辽河油田在杜84块开展直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油(SAGD)先导试验取得成功。SAGD技术正在由巨厚层向中厚层、薄层油藏,双水平井组合推广。以曙一区杜84块兴Ⅵ组先导试验区油藏和流体参数为基础,采用高温高压三维比例物理模拟系统模型来描述超稠油油藏蒸汽吞吐后转蒸汽辅助重力泄油的开发过程,并对双水平井组合SAGD实验过程中蒸汽腔变化进行监测分析,根据蒸汽腔发育特征将蒸汽腔的形成和发育过程分为汽腔上升、汽腔扩展和汽腔下降3个阶段,同时结合温场发育状况及产油量、含水率等生产实验数据,将双水平井组合SAGD生产阶段划分为吞吐预热阶段、汽腔上升阶段、汽腔扩展阶段和汽腔下降阶段。物理模拟双水平井组合SAGD实验表明,最终注入倍数为3.0时,阶段采出程度可以达到60.23%,物理模型平均剩余油饱和度为17.54%。     

超稠油水平井分段注汽配合调剖技术研究与应用

辽河油田超稠油水平井蒸汽吞吐进入中后期开采阶段，逐渐暴露出水平段动用不均、吞吐效果差等开发矛盾。分析认为，由于蒸汽超覆作用，水平段各井段区域储层非均质性差异大，吸汽强度不均，井间汽窜严重；近井地带地层存水增多，含油饱和度下降；油层亏空加大，地层压力下降，油层供液能力不足。依据水平井温度监测资料，合理判断水平段剖面动用状况，采用分段注汽工艺技术，独立分隔水平段注汽腔，灵活分配注汽量，实现对水平段不同区域分段均匀注汽。并通过注入高温复合调剖剂，辅助分段注汽进行蒸汽吞吐，有效封堵水平井段局部大孔道高渗透区域，补充地层能量，抑制汽窜发生，提高蒸汽波及半径，调整水平段动用剖面，实现水平段均匀吸汽，近而起到降黏、驱油助排和提高动用程度的作用，达到改善开采效果的目的，为油田开发持续稳产提供技术依据。     

超稠油汽窜综合治理技术的研究与应用

曙光油田由于超稠油油藏埋藏浅、胶结疏松、地层破裂压力低、油层非均质性严重等因素,导致汽窜现象愈加严重。2006年超稠油发生汽窜853井次,影响产量5.53×104t。为此开展了汽窜综合治理工作,在生产组织管理、防窜配套工艺等环节上开展汽窜治理技术研究与应用,通过油井周期生产全过程控制来有效降低汽窜干扰的程度和规模。通过预控管理降低汽窜影响;研制推广实施选配注技术、暂堵封窜技术、预处理技术、化学助排技术、二氧化碳三元复合吞吐技术、水平井防汽窜工艺、生产井防汽窜工艺等,显著降低了措施井汽窜影响产量,抑制了汽窜干扰,有效解决了超稠油汽窜、水平井水平段动用不均等问题。两年措施增油24.74×104t,对比2006年,2007年、2008年汽窜影响产量分别下降2.17×104t和2.72×104t,获经济收益34264.09万元,投入产出比为1:6.14。     

稠油水平井多点注汽技术

欢喜岭采油厂稠油水平井采用常规笼统注汽方式开发,存在水平段动用不均的问题。对常规注汽出汽位置、油层非均质性、蒸汽超覆、汽窜等影响稠油水平井水平段动用不均的因素进行了分析。提出了利用多点注汽设计软件进行计算和模拟井下温场分布,采取蒸汽伞和配汽阀进行分单元多点注汽的多点注汽技术。介绍了多点注汽技术中管柱结构、配汽阀、蒸汽伞、多点注汽设计软件等关键技术的结构及功能。欢喜岭采油厂现场应用结果表明,多点注汽技术实施后,平均单井增油300t以上,最高单井增产达500t以上,该技术能够改善水平段吸汽剖面,有效改善水平井段动用程度,从而达到提高周期产油量的目的。欢喜岭采油厂欢127-H3井应用多点注汽技术,沿整个水平段设计4个注汽阀,措施后排水期由原来的12d缩短为2d,周期产油由761.3t提高到1282.1t。     

杜84断块馆陶油藏双水平SAGD优化设计

辽河油田曙一区杜84块馆陶油层为一顶部和四周被水包围的特殊油藏．开发初期按70m井距正方形井网部署直井蒸汽吞吐开发,在油井蒸汽吞吐过程中,射孔井段下部油层动用差,蒸汽超覆现象随周期延长而加剧．带来顶水突破的隐患,同时油藏递减逐渐加大,油藏开发效果逐渐变差。为提高杜84块馆陶超稠油油藏剩余油动用程度．决定采用SAGD开发技术。本文以油藏特点和开发现状为基础,应用STARTS数值模拟软件,采用变深度、不均匀网格进行油藏数值模拟,对双水平井组合的SAGD技术布井方式、水平段长度、水平段在油层中的位置、注采参数等进行了优化设计。实施效果表明,采用双水平井组合SAGD技术,提高超稠油原油采收率是经济可行的。     

国外热力采油技术进展及新方法

我国稠油资源探明和控制储量已达16×108t,是继美国、加拿大和委内瑞拉之后的世界第四大稠油生产国。我国热力采油年产量在1500×104t以上,但热力采油常用的蒸汽吞吐技术目前大部分进入高轮次、高含水阶段,亟需合适的吞吐后接替技术,且深层和超稠油油藏开发技术未取得突破性进展,使相当一部分超稠油资源未能有效动用。对国外稠油热采技术发展现状、研发趋势进行探讨。世界范围内,随着稠油在油气资源中所占比例的不断增大,热采技术的研发热度与应用规模也不断增强,热采技术与其他科学技术的结合更为紧密,技术集成化的趋势非常突出。同时,对国外针对不同油藏类型,研究、优化的多种热采新技术进行了论述,例如水平井交替蒸汽驱技术,顶部注汽、底部采油技术,强底水稠油油藏单井油水同采技术,单燃料热裂解技术等。     

超稠油复合油层处理剂的研究与应用

曙光油田超稠油油藏的储层物性和原油物性具有明显的"四高一低"特征,即原油密度高、原油黏度高、凝固点高、胶质沥青质含量高,蜡含量低,油藏开发难度大。在开发过程中存在新井首轮"注不进、采不出"的生产矛盾,具体表现为注汽压力高、回采水率低、生产周期短。为提高超稠油油藏新井开发效果,经过对油藏特点、储层特点、原油物性的分析,针对影响新井开发效果的各个因素,最终选用以有机扩散剂、表面活性剂和黏土稳定剂组分形成的复合乳化体系作为复合油层处理剂。在新井注汽前,使用该剂处理油层,从而改善新井首轮吞吐效果。2008～2010年,利用该项技术现场应用112井次,新井吞吐效果得到明显改善。与同类未实施该项技术的新井相比,生产周期延长,油汽比明显提高,周期回采水率得到提高。室内实验及现场应用结果表明,超稠油复合油层处理剂具有使用效果明显、施工工艺简单、药剂成本低廉等特点,适合曙光油田超稠油开发的需要。     

改善薄层稠油油藏蒸汽吞吐效果的技术探讨

江37区块作为采油九厂第一个稠油开发试验区,已经进行了3年的蒸汽吞吐热采试验,目前油井已进入第四轮蒸汽吞吐开采阶段。随着热采试验的不断深入,试验区的含水上升快、井间干扰严重,油层平面和纵向动用不均、储量动用差等问题日益显现,严重影响了试验区的稠油开发。针对这些问题和矛盾,在研究稠油蒸汽吞吐开发模式和递减规律的基础上,提出了改善蒸汽吞吐阶段开发效果的有效方法和途径,为下步试验区的稠油热采试验提供一定的借鉴。通过现场试验证实,提高蒸汽干度、多井整体吞吐和水平井试验,是改善薄层稠油油藏蒸汽吞吐效果的有效途径,其中提高蒸汽干度可以降低单位注入热量的注水当量,减少近井地带的冷凝水饱和度;多井整体吞吐可以有效解决油井之间因注汽而相互干扰的问题;水平井由于其吸汽能力强,开发效果远好于普通直井。     

超稠油蒸汽驱先导试验效果分析

杜229块兴隆台油藏为中厚互层状超稠油油藏,单层厚度薄、储层物性好、原油黏度高,已进入蒸汽吞吐末期,综合含水率快速上升,产量递减严重,亟需实施开发方式转换。针对该区块蒸汽吞吐后期的特点,运用开发机理研究、数值模拟研究等方法,论证了超稠油蒸汽驱的可行性,并于2007年规划了7个70m井距"反九点"井组,开展蒸汽驱先导试验。经过8年的探索与实践,先导试验取得成功,井组年产油由转驱前的4.1×104t上升至5×104t左右,油汽比为0.17,采注比为1.09,采出程度达到53.8%,各项指标达到国际先进水平。通过对历史生产资料及监测资料分析研究,初步形成了超稠油蒸汽驱"先连通、再驱替"的驱油机理,掌握了影响生产效果的各项主要因素,总结了汽驱阶段的动态调控理念及方法。该试验的成功实施,突破了超稠油不能实施蒸汽驱的认识禁区。     

超稠油水平井蒸汽吞吐开发实践

在跟踪研究现场水平井生产情况的基础上,总结分析了浅层超稠油水平井开发特征,提出了提高开发效果的技术措施。通过优化注汽参数和注汽方式,扩大了蒸汽波及体积,提高了油层的动用程度,从而提高水平井开发的最终采收率。目前,实施了三种均匀布汽方式:步进式注汽、分流式注汽、均点式注汽。工业规模试验结果表明,单一水平井步进式注汽技术能够使得水平段油层逐步得到动用,实施后生产效果良好;分流式注汽方式打孔段油层吸汽效果有所改善,二、三轮产油和油汽比相比第一轮均有所提高;均点式注汽方式使得水平段油层吸汽相对均匀了些,从实施前后的生产效果对比来看,措施后日产液、日产油水平也有明显增加。本文各项措施和手段,对于改善水平井开发效果,指导后续超稠油油藏的开发,以及其他地区此类油藏的开发,具有一定的指导意义。