稠油油藏直井侧钻重力火驱开发效果的数值模拟研究

火烧油层作为接替蒸汽吞吐后的稠油开发方式,在厚层稠油油藏中常面临纵向波及效率低、易发生窜槽型燃烧等诸多问题。针对该类油藏的特点及开发历程,提出一种利用已有的蒸汽吞吐开发井网,对采油直井开窗侧钻水平段,变平面火驱为重力火驱的方法。从油藏地质因素和开发工程因素2方面考虑,分析了不同因素对直井侧钻重力火驱开采效果的影响,进一步研究了该方法的内在增产机理,并采用多元线性回归方程建立了采收率与主控因素之间的评价模型。结果表明,直井侧钻重力火驱对于厚层稠油油藏的采收率提高幅度达42%;直井侧钻长度约为井距的1/2时可获得较好的开采效果;建立的采收率评价模型与数值模拟得到的结果吻合度达到85%以上,能够为矿场转换开采方式时机及中长远规划提供一定的指导。

重力火驱软卡原因分析及解决方案

针对重力火驱生产过程中因火线控制不当造成非烃（胶质/沥青质）沉积导致油层软卡无法生产的难题,进行了实验研究。对软卡原因进行了分析;并提出解决方案。实验结果表明：温度和空气油比是影响非烃沉积的主要因素,实验原油的自燃点为257.9℃,原油氧化到点燃可分为3个阶段,在90-170℃阶段,随着空气油比的增加,非烃含量增加,原油黏度增加,尾气CO2含量增加,但无非烃沉积;在190-240℃阶段,非烃沉积量急剧增大,CO2含量接近0;当温度超过自燃点时,由于原油与氧发生高温氧化裂解,非烃含量降低,原油黏度降低,尾气CO2含量急剧增加。结合实验结果,分析认为现场软卡的主要原因是火线扩展慢造成地层大范围处于200℃左右的低温氧化,而且生产过程中尾气的无限制外排,促进了非烃的沉积,对此,从优化井网/井距、优化注气量、合理控制尾气外排和降黏辅助四个方面提出了解决方案。

重力火驱比例模拟实验研究

重力火驱比例模拟实验结果表明,火线形成后受生产压差及气体超覆影响,同时向水平井方向、向上方及侧上方扩展,但向生产井拓展的趋势明显。水平井注水蒸汽与开启排气井两种调控方法可以防止火线突破水平井,扩大火线波及范围。重力火驱比例模拟实验生产阶段可划分为:预热阶段、点火阶段、火线拓展阶段、火线调整阶段和气驱阶段。

基于数值模拟的重力火驱特征分析与调控

重力火驱是中深厚层稠油油藏注蒸汽后重要的接替手段,为明确其波及特征及调控技术,基于辽河油田重力火驱区块相关数据建立了重力火驱数值模拟模型,研究了重力火驱的区带特征、产量变化规律和生产控制条件。研究表明:重力火驱水平井产油主要是由于垂向上流度变大而导致垂向流动;重力火驱的生产动态可以划分为建立腔体连通、横向展布见效、稳定燃烧泄油和突破递减4个典型阶段;按照椭球模型公式可以计算出最低注气速度,2倍理论计算注气量进行生产设计时效果较好;设置一定回压可有效抑制气窜,实现火线均衡扩展,最佳的排注比为1。研究结果为指导重力火驱矿场工程设计提供了依据。

水平井火驱辅助重力泄油燃烧前缘展布与调控

通过三维物理模拟实验研究水平井火驱辅助重力泄油过程中不同阶段燃烧前缘和结焦带的展布规律,并分析各阶段燃烧前缘稳定推进机理及影响因素。燃烧前缘的扩展可分为点火启动、径向扩展和向前推进3个阶段。点火启动阶段,油层上部最先实现点火,点火温度、点火时间和注气速率是该阶段的关键操作参数。径向扩展阶段,燃烧前缘呈"漏斗状"继续向四周和下部扩展,此时调控的关键在于注气速率与燃烧前缘的面积相匹配。燃烧前缘推进到水平井趾端射孔段后,以一定的倾角朝水平井跟部方向推进,超覆式燃烧和结焦带对水平井筒的封堵是该阶段实现稳定泄油的重要原因。在矿场试验中,应从井网模式、点火参数和注采制度等方面采取优化措施来维持燃烧前缘的稳定推进。

超稠油油藏火驱辅助重力泄油技术实验研究

火驱辅助重力泄油技术是一种能把火驱的高热效、重力对燃烧前缘的稳定特性、油藏热油运移距离短综合在一起的火驱开发前沿技术。以S1-38-32块超稠油油藏为研究对象,利用自主研制的火烧油层比例模拟实验装置,分析了实施火驱辅助重力泄油技术的可行性。根据火线形成与拓展特征,认为点火之前初始热通道的建立、维持泄油斜面的稳定是实现稳定泄油、避免气窜导致火线烧毁水平生产井的重要条件。探索了火线沿水平井段完整推进的3种调控方法。该研究可为试验方案设计、现场实施提供有效的技术指导。

水平井火驱重力泄油(CGD)物理模拟实验研究

水平井火驱重力泄油技术是近年来发展起来的新技术,是重力泄油与火烧油层技术结合的另一种方式,其以直井做为注气点火井、水平井做为火驱生产井。室内三维物理模拟实验表明:水平井火驱重力泄油过程中泄油面积与水平段的长度关系不大,该方式可以实现连续稳定泄油,并能有效提高储层纵向动用程度,可以实现超稠油的火驱开发。生产过程中最大的油藏和工程风险来自于燃烧带前缘沿着水平井筒突进,但通过从垂直注气井的中上部射孔和水平井的两侧部署垂直井用于排气,可以有效降低水平井突破的风险。

厚层块状超稠油油藏火驱辅助重力泄油可行性研究

以S油藏为研究对象,应用数值模拟、油藏工程等方法对厚层块状超稠油油藏蒸汽吞吐后期转换开发方式进行研究。研究结果表明,该油藏适合火驱辅助重力泄油开发,先导试验井组已取得预期效果,预计最终采收率达到58.0%,较吞吐开发提高采收率33.2%。该项研究成果对同类油藏吞吐后期大幅度提高采收率提供了借鉴。

火驱辅助重力泄油数学模型研究

火驱辅助重力泄油技术能够解决直井间火烧油层存在的许多问题。分析了火驱辅助重力泄油过程中发生的主要物理、化学现象,利用Arrhenius公式建立了燃烧反应动力学模型,得到了原油各组分氧化燃烧与热裂解反应速率。根据多组分在多孔介质中的传热传质现象,建立了火驱辅助重力泄油过程中7个组分的质量守恒方程以及系统的能量守恒方程,从而更好地认识火驱辅助重力泄油的机理及驱油过程。

辽河稠油油藏火驱辅助重力泄油技术探索及实践

为了改善辽河油田稠油的开发效果,以S块大凌河油藏为研究对象,分析了应用火驱辅助重力泄油开发稠油的技术可行性,运用物模、数模和油藏工程等方法对开发参数进行了优化设计,根据设计结果,部署了试验井组5个,目前第1个火驱辅助重力泄油先导试验井组已成功点火,并见到初步效果。

厚层稠油油藏火驱射孔层段优化探讨

火烧油层(火驱)技术已成为辽河油田稠油油藏蒸汽吞吐后主体接替技术之一,目前主要应用于厚层块状普通稠油油藏、薄互层状普通稠油油藏以及超稠油油藏。厚层油藏在火驱过程中火线超覆严重,影响了火驱开发效果。重点针对制约火驱开发效果的注采井射孔技术进行研究探讨,通过室内物理模拟研究认识了厚层火驱二次燃烧现象,通过现场测试及数值模拟认识了厚层油藏平面及纵向火驱动用状况,并应用数值模拟和油藏工程方法对厚层常规火驱、重力火驱注采井射孔层段进行了优化设计,提出了不同火驱方式注采井射孔优化方案。该研究可为厚层稠油油藏火驱开发提供一定的技术借鉴。

火驱辅助重力泄油在曙13832块的研究及应用

在油藏构造特征、储层分布特征及成藏模式等研究的基础上,对曙13832块实施火驱辅助重力泄油开发,取得了较好的效果,这对同类油藏的勘探开发有借鉴和指导意义。

辽河油田稠油火驱新技术研究与应用

辽河油田稠油稠油产量的保持是至关重要的。目前全区稠油主力区块依靠蒸汽吞吐开采且进入开发后期,均处于快速递减阶段。吞吐采收率仅能达到28%,目前采出程度为23.3%,急需替代技术提高采收率,而重力火驱技术正是可选技术之一。该项技术在国内尚属空白,属于原始技术创新。重力火驱也比较适合于辽河油田稠油油藏,覆盖区块单元14个,覆盖储量2.5亿吨。可提高采收率25%,增加可采储量6328万吨。受加拿大直井水平井组合火烧成功的启发,辽河开展了针对蒸汽吞吐后稠油油藏特点的重力火烧技术的可行性研究,预期也可实现采收率70%左右的目标。