肯基亚克盐上稠油油藏优选注过热蒸汽开发方式研究

哈萨克斯坦肯基亚克油田盐上稠油油藏具有埋藏浅、物性好、非均质性强、原油黏度高、边水较活跃等特点。经过40多年衰竭式开采,由于边水突进,导致油井高含水,但采出程度很低,油田长期处于低速、低效开发状态。针对这一问题,进行了热水驱、聚合物驱、饱和蒸汽驱、过热蒸汽驱的室内物理模拟和数值模拟对比研究。结果表明,盐上油藏中侏罗统油层采用300℃过热蒸汽驱油效率最高,平均达到88.2%,数值模拟研究其开发指标预测采出程度最高达到47.46%,显示注过热蒸汽适合该油藏储层特征,是当前开采状态的最佳开发方式。

肯基亚克油田盐上边水稠油油藏开发方式转换研究

哈萨克斯坦肯基亚克油田盐上边水稠油油藏经过多年衰竭式开采,边水突进,导致油井含水率高,产量低,采出程度低,亟待转换开发方式。为此,开展了热水驱、聚合物驱、饱和蒸汽驱、过热蒸汽驱的室内物理模拟和数值模拟对比研究。结果表明,对盐上油藏中侏罗统油层采用300℃(过热度为50℃)过热蒸汽开发效果最好,驱油效率最高可达到91.7%,对其开发指标进行数值模拟,预测采出程度最高可达47.96%。过热蒸汽吞吐现场先导试验也取得了显著的效果,单轮次吞吐平均单井增油量为1700t,平均含水率下降了13.6%。可见,过热蒸汽驱是适合该油藏储层特征和当前油藏状态的最佳开发方式。

注过热蒸气井筒物性参数计算综合数学模型

把过热蒸气理解为过热蒸气压力下的干饱和蒸气,经过恒压吸热过程温度升高至该过热蒸气的温度的蒸气,根据饱和蒸气运用传热学、热力学及流体流动理论,建立井筒中过热蒸气流动和热量传递的综合数学模型,可以较为精确计算稠油热采井注过热蒸气沿程参数变化规律.对哈萨克斯坦肯基亚克盐上油田试验区注入井井筒的温度、压力和过热度分布及井筒的热损失进行计算,与实测结果对比,平均误差均不超过3.17%,表明模型的计算精度较高.

中国石油海外油气田开发技术进展与发展方向

通过系统回顾中国石油海外油气田开发技术的发展历程,总结已形成的特色开发技术,并针对海外油气开发面临的挑战,提出未来海外业务的发展目标与技术发展方向。中国石油经历海外20多年的油气田开发实践,将国内成熟油气田开发技术与海外油气藏特征相结合,形成了以海外砂岩油田高速开发及稳油控水技术、大型碳酸盐岩油气藏高效开发和超重油油藏整体水平井泡沫油冷采开发技术为代表的海外特色开发技术。在深入分析海外油气开发面临的挑战和技术需求的基础上,结合国内外油气开发技术发展趋势,提出未来海外油气开发技术需重点研发人工智能储集层预测与三维地质建模、海外砂岩油田高速开发后二次开发及提高采收率、海外碳酸盐岩油气藏注水注气提高采收率、海外非常规油气经济有效开发、海域深水油气藏高效开发配套技术等,实现海外高含水砂岩油田提高采收率技术继续保持国际领先,碳酸盐岩油气藏开发技术达到国际先进,非常规和海域深水油气开发技术逐步缩小差距,实现快速追赶等目标。

稠油油藏过热蒸汽吞吐开采效果综合评价

过热蒸汽吞吐井生产效果受油藏地质特征(储集层有效厚度、净毛比)、开发状况(采出程度、综合含水)及注汽因素(注汽强度、注汽速度、注汽温度和过热度)等诸多因素的影响。在对各影响因素逐一分析的基础上,建立影响因素集,利用各因素和吞吐井产量之间的相关性确定各因素的权重;将各因素的实际数值无量纲化,分别计算其测度值;采用综合评判方法确定各影响因素的综合测度值。统计肯基亚克油田已吞吐井影响因素综合测度值与开发效果之间的关系,发现综合测度值越高,开发效果越好,二者之间具有很好的对应关系,以此建立过热蒸汽吞吐开发效果综合评价模版,在实际应用中该模版总符合率达到96%,具有较高的可信度。

海外油气田开发特点、模式与对策

基于中国石油公司20多年来海外油气田开发的经验,全面总结了海外油气田开发的特点、开发理念、开发模式及开发方案设计策略。海外油气田开发具有项目资源的非己性、合同模式的多样性、合作方式的复杂性等10大特点。基于以追求有限合同期内产量和效益最大化为目标的海外油气田开发理念,建立了早期优先利用天然能量开发、规模建产、快速上产、高速开采、快速回收的海外油气田开发模式。确定了适应不同合同类型的海外油气田开发方案设计策略,对于矿税制合同,优先开发富集且技术难度小的资源,依据合同规定的矿费变化确定早期投资进度、上产速度、开发工作量和产量;对于产品分成合同,高速开发,稀井高产,加快投资回收;对于技术服务合同,根据投资回报率确定方案的合理产量目标和工作量,确保高峰期产量和稳产期达到合同要求。

高含水期剩余油分布数值模拟的平面网格划分

从数值模拟对高含水油田富集剩余油分布的描述出发,研究了平面网格对富集剩余油刻画精度的影响,提出了平面网格的划分原则,即整个数值模拟的模型最大平面网格尺寸不超过所关心最小富集剩余油面积的1/9。在这种网格尺寸下,有可能更好地刻画剩余油分布面积大于所关心最小富集剩余油面积的富集剩余油,量化了高含水期剩余油分布研究中数值模拟所必须到达的平面网格尺寸精细程度。

水平井注过热蒸汽井筒沿程参数计算模型

针对传统注普通湿蒸汽水平井筒沿程参数计算模型不适用于注过热蒸汽井筒的问题,根据质量守恒、动量守恒和能量守恒定理,在考虑过热蒸汽传输过程中相态变化的基础上,建立了水平井注过热蒸汽井筒沿程参数计算模型。利用模型对哈萨克斯坦库姆萨伊油田1口水平井注过热蒸汽过程中的井筒沿程温度、压力及干度进行了计算,结果与现场测试数据吻合较好,验证了模型的准确性。利用模型进行沿程参数影响因素分析可知,注汽速度越大或蒸汽过热度越高,相态变化位置距水平井跟端距离则越远,但当注汽速度大于8 t/h、井口蒸汽过热度大于80℃以后,提升注汽速度和蒸汽过热度对增加相态变化位置距水平井跟端距离的作用不再明显。在沿水平井方向渗透率逐渐增大的条件下,蒸汽温度下降速度最慢,相态变化位置距水平井跟端距离最远。

水平井挖潜剩余油抽象模型的建立及适应条件

水平井是挖潜剩余油的重要手段,但由于地层中剩余油存在的空间形态复杂,对水平井挖潜剩余油的适用条件并不清楚。通过对剩余油的空间形态进行抽象处理,建立了水平井挖潜剩余油的抽象模型。依据实际剩余油的分布特点,利用抽象模型建立的数值模拟模型研究了水平段纵向位置、水平段长度、剩余油形状、剩余油面积、油层厚度和生产压差6种因素对水平井挖潜剩余油开采效果的影响。结果表明,长宽比为4的长条形,厚度为6m以上,面积达到0.04km2以上的剩余油适宜利用水平井进行挖潜;水平段长度为剩余油长度的0.8倍,位于油层顶部1/3处的水平井进行挖潜能获得最佳效果。

稠油油藏蒸汽吞吐加热半径及产能预测新模型

蒸汽吞吐加热半径的确定是产能评价和动态预测的基础。常规加热半径计算方法均假设加热区为等温区,且等于蒸汽温度,而实际上加热区内地层温度是由蒸汽温度逐渐降低到原始地层温度。针对加热区内地层温度为非等温分布的这一实际情况,通过引入热水区前沿温度,构建了地层温度非等温分布模型,并在此基础上根据Marx-Langenheim加热理论建立了蒸汽吞吐加热半径计算模型和产能预测模型。利用所建立的模型对加热半径和产能进行计算的结果表明,Marx-Langenheim加热半径计算公式是该加热半径计算模型的一种特殊情况,新加热半径计算模型更具普适性;同时,产能预测模型计算结果与数值模拟计算结果基本一致,从而验证了模型的正确性。

特低渗透各向异性油藏平面波及系数计算方法

特低渗透油藏常表现出非达西渗流和渗透率各向异性的特征,为了解决特低渗透各向异性油藏水驱平面波及系数的理论计算问题,通过构建考虑启动压力梯度的非达西流管模型,利用坐标变化将渗透率各向异性油藏转化为等效各向同性油藏,推导了特低渗透各向异性油藏五点井网油井见水时间和平面波及系数的计算公式。该方法可用于定量表征特低渗透各向异性油藏水驱平面动用程度,为特低渗透各向异性油藏开发设计和评价提供理论依据。以鄂尔多斯盆地某特低渗透各向异性油藏为例,利用该方法分析了启动压力梯度、渗透率各向异性系数和注采参数对特低渗透各向异性油藏平面波及系数的影响,结果表明,当油藏渗透率各向异性较强时,注入水沿主渗透率方向快速突进,导致平面波及程度低,可通过优化井排距、增大注采压差或者井网加密的方式,减小死油区,以提高注入水的波及程度。

特低渗透油藏面积井网见水时间计算

特低渗透油藏在水驱开发过程中常表现出渗透率各向异性和流体非达西渗流特征,运用非达西渗流公式及流线积分法,得到特低渗透油藏五点井网、反九点井网和菱形反九点井网在油水两相非活塞式驱替条件下的油井见水时间.计算长庆鄂尔多斯盆地某特低渗透油藏井网见水时间,结果与实际动态符合较好.分析油水黏度比、渗透率各向异性及启动压力梯度对油井见水时间的影响,结果表明:油水黏度比越大,油井的见水时间越早;当菱形反九点井网长轴方向井距与短轴方向井距之比与渗透率各向异性强度大致相等时,长轴方向与短轴方向上的角井能实现均衡驱替;启动压力梯度延缓了油井的见水时间,且生产井距越大,启动压力梯度的影响越显著.

含酸气挥发油藏回注溶解气对原油相态与物性的影响

含酸性气体(H_2S和CO_2)的挥发油藏选择回注溶解气开发,既能减缓压力衰竭,又可以节省酸气处理费用。但回注含酸气组分的溶解气对原油相态与物性影响规律尚不明确,进而制约了注气开发效果的预测和注气组分的优化。以国外某挥发油藏为例,在组分划分和PVT实验拟合的基础上通过模拟注气膨胀实验研究了溶解气及H_2S和CO_2等主要气体组分对原油相态与物性的影响规律。结果表明:溶解气中的H_2S和CH_4对原油p-T相图影响显著,而CO_2和溶解气对原油p-T相图影响很小;酸性气体除降黏能力低于CH_4以外,在降低原油饱和压力、降低原油挥发性和膨胀原油体积方面均强于CH_4;含酸气挥发油藏回注溶解气有利于提高增油效果。

稠油油藏注过热蒸汽加热半径计算新模型

过热蒸汽注入油层后,经历了从过热蒸汽到湿蒸汽再到热水的相态变化过程,在加热区内形成过热区、蒸汽区和热水区,因此以注普通湿蒸汽为基础的传统加热半径计算模型对其不再适用。为了准确计算注过热蒸汽的加热半径,结合注过热蒸汽过程中油层温度分布的实际情况,根据瞬时热平衡原理,构建了一个新的稠油油藏注过热蒸汽加热半径计算模型。结果表明:新模型计算结果与CMG STARS数值模拟计算结果吻合较好,最大相对误差为7.4%,新模型具有正确性;虽然提高井底蒸汽过热度对扩大加热区范围并无明显作用,但其能有效增大井筒附近过热区半径。

挥发性油藏酸气回注的最小混相压力与组分优化

高含H_2S和CO_2酸性气体的低渗透挥发性油藏在开发过程中,H_2S和CO_2会以溶解气的形式被采出,并占有较高的摩尔分数。分离器条件下的气态轻烃通过回注地层,在油藏压力高于最小混相压力(MMP)时达到混相驱动,一方面可以显著提高驱油效率,另一方面可以起到减缓压力衰竭的目的。H_2S和CO_2作为污染气体,分离和回收成本较高;而与烃气一同回注地层势必会对MMP产生影响。因此,需要研究酸性气体对溶解气回注MMP的影响规律并且合理地优化回注气组分。在对目标区块原油组分拟合重组的基础上,通过混合单元格法预测MMP,研究了溶解气主要组分的混相能力以及H_2S和CO_2对烃气驱MMP的影响规律,通过正交试验方法优化了注入气比例。结果表明:作为酸性杂质气体H_2S和CO_2具有较强的混相能力,可以降低注气MMP;最优注气形式为溶解气直接回注地层。

稠油油藏反九点井网非活塞水驱平面波及系数计算方法

为更准确迅速地计算稠油油藏反九点井网水驱波及系数,更有效地进行井网评价,根据正方形反九点井网的对称性,将其划分为2个对称的渗流单元,从非达西渗流出发,运用流线积分法推导了既考虑启动压力梯度又考虑油水黏度比的普通稠油油藏正方形反九点井网非活塞式水驱平面波及系数计算公式。利用该公式分析了启动压力梯度和注采参数等因素对普通稠油油藏正方形反九点井网水驱平面波及系数的影响,进而对哈萨克斯坦NB常规稠油油藏现有井网进行了评价,并提出井网调整方法。研究结果表明:减小井距或增大注采压差能有效增大常规稠油油藏平面波及系数,油藏的启动压力梯度越大,注采压差和井距大小对平面波及系数影响就越明显。

含酸气挥发油藏回注溶解气混相机理研究

针对高含酸气组分(H_2S和CO_2)的挥发油藏,基于热力学平衡理论和组分数值模型,利用模拟注气膨胀实验、最小混相压力计算、模拟多级接触实验和模拟细管实验,研究了回注溶解气的混相方式、混相压力和混相过程以及酸气组分对混相的作用机制。以目标区块为例的研究结果表明:回注溶解气混相方式为蒸发和凝析并存,且凝析混相机理占主导地位;原油中的酸气组分能够降低最小混相压力,增强凝析式混相作用,其中H_2S的作用效果强于CO_2;在蒸发和凝析并存的动态混相过程中,尤其在向前接触段酸气组分有利于减少接触次数,降低混相难度;另外,酸气组分还有助于降低气油流度比,改善注气效果。

改进的混合单元格法预测最小混相压力

最小混相压力(MMP)是确定油藏能否达到混相驱的关键参数。混合单元格法作为一种计算MMP的方法具有快速、方便的优点,但在实际应用中常常难以找到斜率为0的关键系线,并且需要在临近MMP时作指数式拟合外推,从而导致预测结果存在较大的不确定性。为此,文中提出一种基于系线长度最小值变化规律的改进混合单元格方法。首先利用混合单元格法的气液混合过程计算得到系线长度曲线,研究系线长度曲线和临界点随压力的变化规律,提出了改进混合单元格方法的计算步骤,最后通过实例进行对比验证。研究表明,改进的混合单元格法克服了原方法搜索关键系线的不稳定性和参数拟合的不确定性。通过与4组已发表的算例对比,该方法与混合单元格法、系线解析法和细管实验法具有相近的计算结果,平均相差分别为1.07%,5.15%和4.20%,具有较好的稳定性和较高的预测精度。

裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型

针对裂缝性油藏为裂缝-孔隙型双重介质且加热区内地层温度为非等温分布,在常规稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型的基础上,通过引入加热区前沿温度,构建了考虑地层温度为非等温分布的裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐加热半径计算模型,并基于天然裂缝等效渗透率张量理论,将裂缝性油藏变换成等效各向同性油藏,最终推导出裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐产能预测模型。以某裂缝性稠油油藏为例进行了计算,结果表明,本文产能预测模型计算结果与裂缝性双重介质热采数值模拟计算结果基本吻合,从而验证了本文模型的准确性。敏感性分析表明,蒸汽吞吐加热半径是加热区前沿温度的函数,加热半径随前沿温度的降低而增大,产量随裂缝孔隙度的增加而增大。

基于状态方程的溶解气回注油藏物质平衡计算方法

传统物质平衡方程(material balance equation,MBE)计算溶解气回注的过程中,油气体积系数和溶解气油比等物性参数难以准确测定,当分离器温度、压力等计算条件变化时又需重新进行高压物性实验,过程烦琐且成本较高。针对以上问题,从物质平衡原理出发,分别在油藏压力高于和低于饱和压力条件下推导出物质的量形式的溶解气回注物质平衡方程,同时给出油藏采出程度和含油饱和度表达式;结合Peng-Robinson(PR)状态方程和闪蒸计算方法编制了相应的程序,预测了实际油藏地层压力和平均流体饱和度等开发动态特征,并运用组分模型对计算结果进行验证。结果表明:该物质平衡方法能够准确预测溶解气回注开发特征;对于异常高压油藏,原油主要的可采储量来自弹性气驱开发阶段,应保持地层压力高于原油泡点压力。