海上稠油油田多元热流体吞吐增产机理研究与实践

多元热流体为蒸汽、氮气、二氧化碳的高温高压混合气体,具有降低稠油黏度、提高地层压力、改善油藏剖面、提高稠油油藏开发效果等作用。多元热流体吞吐技术在海上稠油高效开发中应用广泛,随吞吐轮次增加,对多元热流体吞吐机理缺乏认知,开采效果降低。为有效提升稠油油田的开采效果,采用油藏模拟分析和多元热流体吞吐及驱替室内试验方法,探究了不同多元热流体组分对增产的贡献,进一步明晰多元热流体吞吐增产机理,为多元热流体热采方案优化设计和吞吐后开发调整提供理论指导和有效措施。试验结果表明:海上油田通过多元热流体热采示范应用,油田日产油由热采前218m^(3)·d^(-1)升至最高641m^(3)·d^(-1),增幅195%,热采效果明显。

稠油井高温热采复合筛管研究及应用

热采技术已在渤海油田稠油油藏逐步应用。但是,稠油热采工艺引起的高温对筛管过滤精度的影响尚不明确。多元热流体对管材的冲蚀腐蚀严重,缩短了筛管的使用寿命,这对筛管性能提出了更高要求。通过筛管的微观结构分析及其挡砂机理研究,优化了筛管的过滤层,设计了新型高温热采复合筛管。通过理论计算分析和室内试验,得到在多元热流体条件下腐蚀冲蚀对金属网布力学性能的影响规律,及绕丝过滤体对过滤精度的影响程度。结果表明,高温对复合筛管过滤精度的影响较小,试验测得的高温复合筛管各项力学性能均合格。在NB35-2、LD21-2油田10余口热采井的实际应用中,复合筛管的耐腐蚀冲蚀性能、防砂效果良好,满足高温热采防砂要求。

多元热流体返出气增产技术研究

海上油田利用多元热流体热采技术开采稠油取得了较好的效果,但在多元热流体吞吐热采生产期间,大量气体的产出增加了生产流程的负荷,同时这类气体的释放是一种能量的浪费。通过对多元热流体吞吐井的返出气成分进行分析,研究返出气对原油的影响,探索了一套多元热流体综合利用技术。将多元热流体返出气注入到井组中,利用类似烟道气驱替的作用来提高井组的采收率,提升多元热流体技术的经济附加值,发挥多元热流体技术独一无二的技术和经济优势,达到降本增效的目的。

温敏凝胶封窜辅助多元热流体吞吐研究与应用

针对多元热流体吞吐过程中水平井出现气体窜流问题,考察了以纤维素醚为主要成分的温敏凝胶的静态与动态成胶温度、流变性、粘弹性、封堵性能及提高驱油效果。研究表明,温敏凝胶的静态成胶温度为65℃,动态成胶温度为70℃。质量分数为1.5%的温敏凝胶在80℃、定频率0.5 Hz下弹性模量在30~40 Pa,黏性模量在2.5~7.5 Pa。注入量0.6 PV、质量分数1.5%的温敏凝胶对热水和多元热流体在渗透率13.08、3.2μm^2的岩心的封堵率分别为99.7%和98.85%;温敏凝胶最经济、有效的注入量为0.6 PV,可提高多元热流体驱油效率16.2%。现场使用温敏凝胶封窜工艺可提高注热压力2.5~4.5 MPa,整个注热作业期间未发生气窜,周围邻井生产未受到影响,平均日产油量40 m^3,较注入温敏凝胶前平均日产油量增加42.8%。

氮气隔热在渤海油田热采中的应用研究

受到海上特殊作业环境的影响,海上油田热采对隔热有较高的要求。建立井筒数学模型评价了在多元热流体热采中油套环空无氮气隔热、油套环空充氮气隔热、油套环空连续注氮气隔热三种方式,对不同氮气隔热方式的隔热效果分析对比,优选了最佳的隔热方式,同时配套了相应的井筒管柱。研究结果表明油套环空连续注氮气隔热效果最好,井筒沿程热损失较其它环空隔热措施小,套管温度低,同时连续氮气的注入有利于增加地层能量。油套环空连续注氮气隔热在渤海稠油油田的现场应用取得了较好的效果,保证了海上热采的顺利实施。

多元热流体热采技术在海上探井测试中适应性研究

稠油黏度高,流动性差,常规测试难以正确评价储层的真实产能。随着多元热流体热采技术在海上油田生产平台的成功应用,提出了在探井测试中应用多元热流体热采技术。通过对支撑平台的适应性分析研究,运用数值模拟方法预测多元热流体热采测试的开采效果,并对相应的井口、供给方式等进行了优化研究。。通过现场实施,多元热流体热采测试的日产油量可达常规冷采测试产油量的2倍以上,实际效果与数值模拟的结果基本相当。该技术的应用更能准确反映油田的真实产能,为海上稠油油田的探井测试提供了一个新方法。

海上多元热流体高效注入管柱关键工具研究

目前海上多元热流体热采使用的简易式注入管柱存在管柱整体隔热性较差和水平段多元热流体注入不均等问题。为此,研制了隔热关键工具和分段注热工具,并对注入水平段进行了分段设计,形成了海上多元热流体高效注入管柱。该管柱的隔热段主要由隔热油管、隔热接箍、隔热扶正器、隔热补偿器和隔热封隔器组成,具有良好的整体隔热性能,能减少注入热流体的热损失;水平段主要由均衡注入阀、分段封隔器和油管扶正器组成,能够实现水平段均匀注入。隔热关键工具和分段注热工具均能满足在330℃高温下长期工作的需求,隔热性能均达到D级,其中均衡注入阀已应用7井次,水平段均实现了均匀注入。研究表明,多元热流体高效注入管柱及其关键工具能够满足海上多元热流体热高效注入的要求。

泡沫调剖辅助多元热流体吞吐研究与应用

针对水平井在多元热流体吞吐过程中发生气体窜流问题,采用半衰期保留率、表面张力变化率和填充砂管驱替实验,进行了泡沫封堵汽窜,提高热采效果研究。结果表明,优选后的起泡剂在300℃恒温24 h后泡沫半衰期2 798 s,保留率98.52%,表面张力38.54 mN/m,变化率4.89%;最佳使用浓度为0.3%,在150℃~250℃下的阻力因子≥40,可提高驱替效率14.49%;平行双管实验中泡沫使低渗、高渗岩心管的采收率分别提高12.21%和10.13%。现场注热过程中伴注4个段塞起泡剂,每个段塞可提高注入压力,生产未受注热井影响,热采有效期316d,增油3 116m^3。

一种耐高温泡沫体系的驱油效率影响因素分析

对一种耐高温泡沫体系(COL-3)的驱油效率及影响因素进行了实验研究。结果表明,随着起泡剂浓度的增加,泡沫驱油效率逐渐增大,最后趋向平稳,且起泡剂最经济、有效的使用浓度为0.3%;起泡剂采用段塞注入,泡沫的驱油效率最大;随着渗透率极差的增大,泡沫驱油效率变小。

多元热流体中热—气降黏作用初步探讨

多元热流体吞吐热采技术是一种新型的提高稠油采收率技术,目前在渤海湾NB-XX油田已经得到尝试并获成果,然而对于其降黏增产机理的认识并不清楚。通过模拟计算及室内实验研究,对多元热流体作用机理进行初步探讨分析,揭示了多元热流体增加稠油单井产能、改善稠油开发效果的作用机理,为该技术在其它稠油油田的运用提供了一定的理论依据。

海上稠油油藏多元热流体吞吐开采技术优化研究

针对我国渤海A油田稠油油藏原油粘度高、冷采效果差的问题,在分析多元热流体吞吐开采机理的基础上,开展了多元热流体吞吐数值模拟研究,对多元热流体吞吐参数进行了优化,并针对该油田进行开发井网部署,制定多元热流体吞吐整体开发方案,预测开发效果。现场先导试验表明:对稠油油藏进行多元热流体吞吐开发,可以有效提高油井产能,改善开发效果,对海上稠油油藏开发模式的转变具有重要的指导意义。

多元热流体热采技术在海上探井测试的应用

在海上探井试油中,由于稠油粘度高、流动性差,常规试油工艺技术及评价方法无法满足需要,针对稠油资源中储层的真实产能的评价问题,开展多元热流体热采技术在海上探井试油中应用研究。通过对多元热流体产生原理、多元热流体设备、多元热流体热采测试工艺流程及工艺参数优化的研究应用,证明多元热流体热采测试的日产油量可达常规冷采测试产油量的两倍以上,为海上稠油储量的勘探提供新的试油技术手段。

热响应试验后的热恢复试验理论与应用研究

完成热响应试验后关闭加热器,维持循环泵和数据采集系统运转,即可进行热恢复试验。根据热流叠加原理和线热源理论,得出传热介质平均温度随开启加热器开始计时的时间与热恢复试验时间之比的自然对数呈近似线性关系。通过工程实例阐述热恢复试验现场试验方法和数据处理方法,验证用其确定岩土导热系数和钻孔热阻的准确性和实用性,为用热恢复试验确认或检验岩土热响应试验成果提供理论依据和实例。

多元热流体技术在特稠油探井测试中的应用研究

海上特稠油储量巨大,但由于黏度高,常规试油技术无法求取产能。通过对特稠油多元热流体注入参数、注热设备及配套工艺技术的研究应用,证明多元热流体热采技术在特稠油探井测试中是可行的,自喷期日均产油80 m^3,累产油642 m^3,高峰日产油达110 m^3,螺杆泵生产期日均产油55 m^3,累产油107 m^3,达到了获取产能及流体的测试目的,测试效果显著,为海上特稠油开发提供了技术支持。

热采吞吐用热固性堵剂室内实验研究

渤海油田部分热采井进入第三轮次热吞吐,受边底水影响,部分热采井面临高含水威胁,如何使热流体热不沿大孔道突进、提高热波及体积是提高热吞吐效果迫切需要研究和解决的难题,因此研制出热固性堵剂并采用高温老化箱、材料试验机、岩心驱替装置,考察了热固性堵剂的耐高温性能、封堵性能并对堵剂注入工艺参数进行优化。结果表明,在150、200及250℃条件下,成胶后的热固性堵剂在300℃下加热48 h其抗压强度保留率均大于85%。热流体温度为300℃时热固性堵剂的封堵压差为1.2MPa。随着岩心渗透率由1达西增加至5达西,堵剂封堵压差逐渐变小,从2MPa降至0.6MPa。随着堵剂注入量的增加,热流体驱油效率逐渐增加,堵剂最佳注入量为0.2 PV。岩心出现窜流时,堵剂可提高热流体的驱油效率10%以上;堵剂的注入时机对热流体驱替效率的影响在1.38%以内。

海上探井特稠油热采测试技术研究及应用

针对渤海PLA-2特稠油油藏测试目的层储层疏松、油稠的特点以及钻井平台的作业条件,开展了注热工艺、注热参数优化、测试管柱优化等方面的研究,形成了一套探井特稠油热采测试技术,并实践获得成功,实现了低成本、高时效并真实地认识特稠油油藏。多元热流体热采测试技术的成功应用,为海上特稠油油田探井测试开辟了新思路。

南堡油田注多元热流体吞吐水平井加热效果评价

以南堡35-2油田稠油油藏为研究对象,针对多元热流体吞吐水平井加热半径沿程分布计算问题,通过两相渗流理论,利用保角变换方法,建立了加热半径沿程分布计算模型。研究了水平段井筒温度、加热半径沿程分布规律和不同注汽参数对加热效果的影响。研究表明,井筒温度和加热半径沿程分布呈"U"型;利用渗流力学方法计算的加热半径较油藏工程方法计算结果更符合实际。B31H井注汽参数优化表明,加热半径随非凝结气含量增加先增加后降低;随注汽速度增加基本不变;随周期注汽量增加先迅速增加后增加缓慢。该模型对准确评价注汽后加热效果及后期预测产能具有重要意义。

新型海水淡化装置在稠油探井热采中的应用研究

海上探井应用多元热流体热吞吐技术进行稠油测试作业受到淡水运输相对困难、钻井平台空间有限及对热采测试所用水质要求高等因素制约。如果热采测试规模较大,再采用拖轮长途送水和采用较为繁琐复杂流程管线等一般施工方法,将在一定程度上延长作业工期、浪费作业时效、增加作业成本。新型海水淡化装置解决了稠油热采测试作业中的水源难题,且提供的水质可满足多元热流体吞吐在海上油田稠油探井测试工艺作业要求。实践证明,该系统具有较高的使用价值和市场推广价值,可保障注热设备的平稳运行、大大降低热采作业成本。

海上多元热流体吞吐先导试验井生产规律研究

针对渤海湾某稠油油田常规开发单井产能低、采油速度低、预测采收率低的问题,提出采用多元热流体吞吐改善海上稠油开发效果。同时,借助小型化热采设备研究的新突破,开展了海上稠油多元热流体吞吐的先导试验。对先导试验井不同阶段的生产特点进行了分析,探讨了周期内产量递减规律和含水变化规律,并借助数值模拟软件研究了其合理生产压差。实践表明,多元热流体吞吐产能是常规开采产能的1.5～3.0倍,开创了国内外海上稠油热采的先例。

海上稠油热采井井筒温度场模型研究及应用

海上稠油油田的开发越来越受到人们的重视,多元热流体吞吐是一项集热采、烟道气驱等采油机理于一体的新型、高效稠油开采技术,该技术在渤海油田进行了现场试验并取得了成功。以渤海M油田多元热流体吞吐实验井为例,介绍了海上稠油油田多元热流体吞吐工艺的特点;研究了热流体吞吐井各传热环节及井筒温度场分布模型,建立了井筒综合传热系数的计算方法,并以海上实际热流体吞吐井为例进行了计算。在此基础上,模拟了隔热油管导热系数、下入深度、多元热流体组成等工艺参数对热采效果的影响,并得到了一些有益的结论,为海上稠油油田规模化热力采油工艺方案优化设计起到指导性作用。